(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-15
(45)【発行日】2023-08-23
(54)【発明の名称】光通信システムにおける多経路干渉軽減のための回路
(51)【国際特許分類】
H04B 10/69 20130101AFI20230816BHJP
H04B 10/2507 20130101ALI20230816BHJP
【ＦＩ】
H04B10/69
H04B10/2507
【請求項の数】
9
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021211620
(22)【出願日】2021-12-24
(62)【分割の表示】P 2017006223の分割
【原出願日】2017-01-17
(65)【公開番号】P2022043231
(43)【公開日】2022-03-15
【審査請求日】2022-01-07
(31)【優先権主張番号】15/040,812
(32)【優先日】2016-02-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】517018433
【氏名又は名称】インファイ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＰＨＩ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】２９５３ ＢＵＮＫＥＲ ＨＩＬＬ ＬＡＮＥ， ＳＵＩＴＥ ３００ ＳＡＮＴＡ ＣＬＡＲＡ， ＣＡＬＩＦＯＲＮＩＡ ９５０５４
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】スミス，ベンジャミン ピー．
(72)【発明者】
【氏名】リアーニ，ジャマール
(72)【発明者】
【氏名】ファーフードファー，アラーシュ
(72)【発明者】
【氏名】バット，ヴィプール
(72)【発明者】
【氏名】ボジャ，スディープ
【審査官】後澤 瑞征
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３０８０４６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１９－５０６７６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／６９
Ｈ０４Ｂ １０／２５０７
Ｈ０４Ｂ １０／０７１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信された光信号成分及び反射成分を含む光信号を受信し、前記光信号を変換された電気信号に変換するように構成された受信回路であって、前記反射成分は、前記光信号の送信経路における多経路干渉（ＭＰＩ）による前記送信された光信号の１つ又は複数の反射を含む、受信回路と、前記受信回路に結合されたＭＰＩ軽減回路であって、前記ＭＰＩ軽減回路は、前記変換された電気信号を処理して、前記変換された電気信号において、前記受信された光信号の前記反射成分に対応する変換された電気信号成分を軽減し、前記処理された変換された電気信号に基づいて、ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成されたフィードフォワード回路を含む、ＭＰＩ軽減回路と
を備え、
前記フィードフォワード回路は、
前記変換された電気信号のサンプルから前記光信号のパワーレベルを推定し、エラー信号を生成するように構成されたエラー生成器と、
前記エラー信号をフィルタリングし、前記サンプルにおけるＭＰＩの推定値を出力するように構成されたフィルタと、
ＭＰＩの前記推定値を前記サンプルの各々と組み合わせて、前記ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成された合成器と
を備える光受信器。
【請求項2】
前記ＭＰＩは、前記光信号の前記送信経路内の１つまたは複数のコネクタからの前記送信された光信号の前記１つ又は複数の反射によって引き起こされる請求項１に記載の光受信器。
【請求項3】
前記光信号は、パルス振幅変調（ＰＡＭ）を使用して変調され、
前記エラー生成器は、前記変換された電気信号の前記サンプルから前記光信号のＰＡＭレベルを推定し、前記ＰＡＭレベルから当該サンプルを差し引いて前記エラー信号を生成するように構成される
請求項１又は２に記載の光受信器。
【請求項4】
前記光信号は、パルス振幅変調（ＰＡＭ）を使用して変調され、前記合成器は、前記フィルタからのＭＰＩの前記推定値に、前記サンプルの各々から推定されたＰＡＭレベルを掛け合わせることにより、ＭＰＩの重み付けされた推定値を生成し、前記サンプルの各々からＭＰＩの前記重み付けされた推定値を差し引いて、前記ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成された減算器を備える
請求項１又は２に記載の光受信器。
【請求項5】
送信された光信号成分及び反射成分を含む光信号を受信し、前記光信号を変換された電気信号に変換するように構成された受信回路であって、前記反射成分は、前記光信号の送信経路における多経路干渉（ＭＰＩ）による前記送信された光信号の１つ又は複数の反射を含む、受信回路と、
前記受信回路に結合されたＭＰＩ軽減回路であって、前記ＭＰＩ軽減回路は、前記変換された電気信号を処理して、前記変換された電気信号において、前記受信された光信号の前記反射成分に対応する変換された電気信号成分を軽減し、前記処理された変換された電気信号に基づいて、ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成されたフィードフォワード回路を含む、ＭＰＩ軽減回路と
を備え、
前記フィードフォワード回路は、
前記変換された電気信号のサンプルをスライスし、各サンプルのパワーレベルを推定するように構成されたスライサーと、
前記推定されたパワーレベルの各々から各サンプルを差し引き、前記サンプルに対応する複数のエラーサンプルを生成するように構成された第１の減算器と、
前記複数のエラーサンプルをフィルタリングし、前記複数のエラーサンプルから推定されたＭＰＩの推定値を出力するように構成されたフィルタと、
前記複数のエラーサンプルから推定されたＭＰＩの前記推定値を前記サンプルの各々から差し引いて、前記ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成された第２の減算器と
を備え、
前記フィルタは、移動平均フィルタであって、各サンプルについて、前記移動平均フィルタによって使用される移動ウィンドウによって定義される前記複数のエラーサンプルのセットの各々における前記複数のエラーサンプルの平均を決定するように構成された移動平均フィルタを含み、
前記平均は、前記サンプルの各々から差し引かれるＭＰＩの前記推定値を示す
光受信器。
【請求項6】
連続するサンプルのセットの前記移動ウィンドウのサイズは、前記複数のエラーサンプルのセットのサイズよりも小さい請求項５に記載の光受信器。
【請求項7】
前記連続するサンプルのセットの前記サイズが、前記光信号を送信するために送信器で使用される光源の線幅に基づく送信器コヒーレンスの関数である請求項６に記載の光受信器。
【請求項8】
光受信器であって、
送信された光信号成分及び反射成分を含む光信号を受信し、前記光信号を変換された電気信号に変換するように構成された受信回路であって、前記反射成分は、前記光信号の送信経路における多経路干渉（ＭＰＩ）による前記送信された光信号の１つ又は複数の反射を含む、受信回路と、
前記受信回路に結合されたＭＰＩ軽減回路であって、前記ＭＰＩ軽減回路は、前記変換された電気信号を処理して、前記変換された電気信号において、前記受信された光信号の前記反射成分に対応する変換された電気信号成分を軽減し、前記処理された変換された電気信号に基づいて、ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成されたフィードフォワード回路を含む、ＭＰＩ軽減回路と
を備え、
前記ＭＰＩ軽減回路は、前記変換された電気信号のサンプルについてＭＰＩの推定値を生成するように構成され、
前記光受信器は、
前記受信回路に結合され、前記光受信器内の前記受信回路の一部及び前記光信号を送信するための送信器で使用される電気回路の一部での電気的反射によって生成される前記変換された電気信号における１つ又は複数の干渉成分を推定するように構成された推定器と、
前記ＭＰＩ軽減回路によって生成されたＭＰＩの前記推定値及び前記推定器によって生成された前記１つ又は複数の干渉成分の前記推定値を、前記変換された電気信号の前記サンプルの各々と組み合わせて、前記送信された光信号の前記１つ又は複数の反射によって引き起こされたＭＰＩ及び前記電気的反射によって生成された前記１つ又は複数の干渉成分が軽減された干渉軽減サンプルを生成するように構成された合成器と
をさらに備える光受信器。
【請求項9】
前記合成器は、前記干渉軽減サンプルに基づいて前記ＭＰＩが軽減された信号を生成するように構成される請求項８に記載の光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、光通信システムにおける干渉を軽減するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
直接検出型の光通信システムにおいて、多経路干渉（ＭＰＩ）は、光インターフェース（コネクタ、受信器／送信器インターフェース）における伝送波形の反射の組み合わせから発生する。図１に示す一例において、光インターフェース１０４、１０６および１０８において接続された一連の光ケーブルを介して受信器１０２へ接続された送信器１００が図示される。送信器１００から信号ｓ（ｔ）が送信された後、インターフェース１０４、１０６および１０８における反射のために、受信器１０２において受信される信号ｕ（ｔ）は、送信信号の１組の遅延レプリカの合計である。参照符号１１０によって主に示すのは、図１のシステムの論理的に等価なバージョンであり、各減衰ａ１、ａ２、ａ３およびａ４を含む４つの遅延成分の合計を示す。
【0003】
別の干渉源は、例えば、受信器中のフォトダイオードの後または送信器中のレーザー変調器の前の電気的領域中に発生する反射に起因する。各成分の遅延および振幅を推測することにより、これらの電気的反射を直接キャンセルすることができる。このような電気的反射は、典型的には極めて短距離（数十ｍｍ以下のオーダー）にわたって発生するため、主要信号からの少数のボー内に残留する。
【図面の簡単な説明】
【0004】
以下、本開示の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【0005】
【図1】光学システムおよび対応する信号を多経路干渉と共に示す。
【図2】リターンロスが異なるコネクタを有する光学システムの別の例である。
【図4】ボーレートシステムモデルのブロック図である。
【図5A】ＭＰＩ軽減回路を有する光受信器のブロック図である。
【図7】ＭＰＩ軽減回路および干渉成分推定器を有する光受信器のブロック図である。
【図8】ＭＰＩ軽減回路を有する光モジュールのブロック図である。
【図9】ＭＰＩ軽減回路を備えた、ネットワーク要素を含む光ネットワークのブロック図である。
【図10】ＭＰＩ軽減を行う方法のフローチャートである。
【発明の概要】
【0006】
背景セクションにおいて述べたように、各成分の遅延および振幅を推定することにより、電気的領域内において発生する反射に起因する干渉を直接キャンセルすることができる。なぜならば、電気的反射は典型的には極めて短距離（～ｍｍ）にわたって発生するため、主要信号からのわずかなボー内に残留するからである。干渉キャンセルに対する従来のアプローチにおいては、個々に反射される項を（例えば判定帰還型等化器を用いて）明示的にキャンセルする。このアプローチの場合、例えば機械的振動およびレーザー位相変化に起因して反射が多数の１０００個のボーで遅延する可能性があり、タップのサイズおよび位置も時間の関数として変動し得るため、ＭＰＩへの適用は困難である。適合ループを充分に高速に作成することは極めて困難であり、過去の決定を保存するためには、大量のメモリが必要になる。
【0007】
加えて、ＭＰＩの影響は、直接検出受信器（すなわち、光波形の出力を検出する受信器）においてはレベルに依存する。より詳細には、パルス振幅変調（ＰＡＭ）などの多レベル変調スキームにおいては、ＰＡＭレベルが低い場合よりも、ＰＡＭレベルが高い場合の方が、ＭＰＩの影響が大きくなる。
【0008】
本発明の一局面によれば、パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルの処理方法が提供される。方法は、各サンプルについて各ＰＡＭレベルを推定することと、各サンプルについて、各ＰＡＭレベルからサンプルを差し引いて、対応するエラーサンプルを生成することと、エラーサンプルを、ローパスフィルタを通して、多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成することと、各サンプルについて、ＭＰＩの推定値のうちの１つをサンプルと組み合わせて、干渉軽減サンプルを生成することとを含む。
【0009】
本発明の別の局面によれば、パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルを処理する回路が提供される。回路は、各サンプルについてサンプルの各ＰＡＭレベルを推定するスライサーと、各サンプルについて各ＰＡＭレベルからサンプルを差し引いて対応するエラーサンプルを生成する減算器と、エラーサンプルをフィルタリングして多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成するローパスフィルタと、各サンプルについてＭＰＩの推定値のうちの１つをサンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成する合成器とを含む。
【発明を実施するための形態】
【0010】
光通信システムの一例を図２に示す。本例は、送信光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）コネクタ２３０を有する第１のトランシーバ２０１、および受信光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）コネクタ２３２を有する第２のトランシーバ２０４を含む。これら２つのトランシーバ２０１および２０４は、ケーブルの５つの部分２００、２０２、２０６、２０８および２１０と、コネクタ２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４および２２６とを有する光路によって接続される。典型的な光通信システムにおいては、異なる品質のコネクタが用いられる。図２において、コネクタ２１４、２１６、２２２および２２４は、その他のコネクタと比較して優れたリターンロスを有する。本システムは、図３に示すような多経路チャンネルモデルを用いてモデル化することができ、ここで、リターンロスが優れているコネクタについては、ＭＰＩにあまり寄与しないため、記載を省略している。この特定の例において、長さｌｉを有するケーブル配線の５つの物理的な長さがある。本モデルは、４つの比較的リターンロスについて劣るコネクタと、ＴＯＳＡコネクタおよびＲＯＳＡコネクタとにおいて境界を含む。本アプローチは任意の数のコネクタおよびケーブルへ一般化されることが、理解されるべきである。
【0011】
各コネクタは、関連付けられたリターンロスを有する。各長さのケーブルは、干渉物のリンク誘起位相ランダム化（本明細書中、干渉被害者または単に被害者と呼ぶ場合もある主要信号に対するもの）に関連する、関連付けられた位相シフトθｉを有する。
【0012】
図２のシステムに基づいた（ここでも、より一般的には任意の数のコネクタおよびケーブルを備えたシステムに基づいた）ボーレートシステムモデルを図４に示す。本モデルにおいて、入力サンプルｘ［ｋ］は、入力サンプルｘ［ｋ］をｙ［ｋ］へ変換する多経路チャンネルを介して送信される。ｙ［ｋ］に対する直接検出が４０２において行われて、ｗ［ｋ］が生成される。ノイズ寄与ｎ［ｋ］が４０４において付加されて、受信サンプルｒ［ｋ］が生成される。入力サンプルｘ［ｋ］の複素ベースバンドの表現は、以下のようにモデル化することができる。
【数1】
【0013】
ここで、Ａ［ｋ］は、入力サンプルｘ［ｋ］のＰＡＭレベルであり、ＰＡＭ変調スキームに従った１組のＰＡＭレベルのうちの１つであり、φ［ｋ］は、入力サンプルｘ［ｋ］の位相である。
【0014】
加えて、ｙ［ｋ］、ｒ［ｋ］およびＭＰＩ干渉成分は、以下のようにモデル化することができる。
【数2】
【0015】
本モデルの目的のため、以下を前提とする：
送信信号の位相は、ランダムウォークによって変動し、ここで、
φ［ｋ］－φ［ｋ－ｌ］＝ρ［ｌ］であり、式中、ρ［ｌ］は、分散σ２＝２πΔｖｌＴＢのゼロ平均ガウス確率変数であり、ここで、Δｖはレーザーの３－ｄＢ線幅であり、ＴＢは信号のボー期間である。
ｄｍおよびθｍは、干渉経路と関連付けられた時間的遅延および位相遅延であり、機械的／熱的影響に起因して変動する。
付加ノイズｎ［ｋ］は、チャンネル中の他のノイズ源をモデル化する。
データ記号Ａ［ｋ］の独立性に起因して、被害者および干渉物の振幅も共に独立する。
γｍは、反射が発生したコネクタのリターンロスに起因する反射信号の減衰をモデル化する。
ψ［ｍ］は、ａ, ｂ ∈｛１、２、３、４、５｝について一般形態
をとる。
送信信号の位相は、ランダムウォークによって変動し、ここで、
φ［ｋ］－φ［ｋ－ｌ］＝ρ［ｌ］であり、式中、ρ［ｌ］は、分散σ２＝２πΔｖｌＴＢのゼロ平均ガウス確率変数であり、ここで、Δｖはレーザーの３－ｄＢ線幅であり、ＴＢは信号のボー期間である。
ｄｍおよびθｍは、干渉経路と関連付けられた時間的遅延および位相遅延であり、機械的／熱的影響に起因して変動する。
付加ノイズｎ［ｋ］は、チャンネル中の他のノイズ源をモデル化する。
データ記号Ａ［ｋ］の独立性に起因して、被害者および干渉物の振幅も共に独立する。
γｍは、反射が発生したコネクタのリターンロスに起因する反射信号の減衰をモデル化する。
ψ［ｍ］は、ａ, ｂ ∈｛１、２、３、４、５｝について一般形態
【0016】
ここで図５Ａを参照して、本発明の実施形態によって提供されるＭＰＩ軽減回路５００を含む光受信器のブロック図が図示されている。ブロックＲＸ１ ５０１は、ＭＰＩ軽減回路５００の前に実行される任意の入力信号処理を示す。特定の例を以下に示す。ブロックＲＸ２ ５１０は、ＭＰＩ軽減回路５００の後に行われる受信信号処理を示す。特定の例を以下に示す。ＭＰＩ軽減回路５００は、図１～図３に示すような光信号経路へ接続された受信器において実装される。
【0017】
ＭＰＩ軽減回路５００は、エラー生成器５０６を有する。エラー生成器５０６は、ＲＸ１ ５０１から受信されたサンプルのＰＡＭレベルを推定し、対応するエラー信号を生成する。ＭＰＩの推定値を生成するため、エラー信号はローパスフィルタ５０８中においてフィルタリングされる。補償合成器５０４は、任意選択的に遅延５０２の後に、ＭＰＩの推定値と、ＲＸ１ ５０１から受信されたサンプルとを組み合わせる。この遅延５０２は、エラー生成器５０６およびフィルタ５０８中のサンプルの処理にかかる時間を考慮している。
【0018】
図５Ｂは、図５ＡのＭＰＩ軽減回路５００のボーレート図である。入力サンプルｒ［ｋ］が、各サンプルについてサンプルの各ＰＡＭレベルを推定するスライサー５２２中においてスライスされる。減算器５２４（図５Ａのエラー生成器５０６の特定の例）は、各推定されたＰＡＭレベルからサンプルを差し引いて、対応するエラーサンプルを生成する。これらのエラーサンプルは、ＭＰＩの推定値を生成するためにローパスフィルタ５２６中においてフィルタリングされ、その後、これらの推定値は減算器５２８によって入力サンプルｒ［ｋ］から差し引かれる。
【0019】
ローパスフィルタについては多数の選択肢がある。いくつかの実施形態において、ローパスフィルタは、連続するサンプルのブロックのエラーサンプルの平均を決定する固定ブロック平均成分である。このようにして決定された平均は、連続するサンプルのブロック中の各サンプルと組み合わされるＭＰＩの推定値として用いられる。特定の例において、ＭＰＩの推定値は、以下に従って固定の３２個のボーウィンドウを用いて決定される。
【数3】
【0020】
このアプローチの場合、３２ボーあたり３１個の付加が必要になる。
【0021】
いくつかの実施形態において、ローパスフィルタは、各サンプルについて、移動ウィンドウによって規定されるエラーサンプルの各ブロックについてのエラーサンプルの平均を決定する移動ウィンドウ平均成分であり、ここで、平均は、サンプルと組み合わされるＭＰＩの推定値として用いられる。いくつかの実施形態において、各サンプルに対して用いられる独自のウィンドウがある。他の実施形態において、同じウィンドウが、エラーサンプルのブロックのサイズよりも小さな一組の連続するサンプルに対して用いられる。特定の例において、ＭＰＩの推定値は、以下の式に従って、８個の連続するボーにわたって共通のＭＰＩ軽減により、スライドする３２個のボーウィンドウを用いて決定される。
【数4】
【0022】
このアプローチの場合、３２個のボーあたり、４０個以上の付加が必要になる。
【0023】
いくつかの実施形態において、（固定窓または移動窓の実施形態において）連続するサンプルのブロックのサイズは、送信器コヒーレンスの関数として設定される。
【0024】
いくつかの実施形態において、補償合成器５０４は、多経路干渉の成分の推定値とサンプルとを組み合わせて、サンプルから推定値を減算して干渉軽減サンプルを生成することにより、干渉軽減サンプルを生成する減算器である。
【0025】
いくつかの実施形態において、補償合成器５０４は、フィルタによるＭＰＩ出力の推定値と、サンプルから推定された電界を変調する各ＰＡＭレベルに比例する値とを掛け合わせることにより、重み付けされた推定値を生成する、レベル依存型の減算器である。この重み付けされた推定値は、その後、干渉軽減サンプルを生成するために、サンプルから差し引かれる。電界を変調するＰＡＭレベルは、直接検出の後のＰＡＭレベルが出力の関数であるために電界の振幅の二乗となる点において、直接検出器（例えば、スライサー５２２）の出力から区別されるべきである。
【0026】
上記したように、ＲＸ１ブロック５０１は、フィードフォワード型ＭＰＩ軽減回路５００の前に行われる任意の入力信号処理を表す。図６を参照して、特定の例において、これは、少なくとも、フォトダイオード（ＰＤ）６００などの直接検出受信器と、直接検出出力を増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）６０１と、ＴＩＡの出力に対してアナログ／デジタル変換を行って未加工のサンプルを生成するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）６０２と、未加工のサンプルを等化して複数のサンプルを生成する等化器６０４とを含む。異なるかまたはさらなる機能がＲＸ１ブロック５０１中に設けられ得る。
【0027】
上記したように、ＲＸ２ブロック５１０は、フィードフォワード型ＭＰＩ軽減回路５００の後に行われる任意の入力信号処理を示す。いくつかの実施形態において、これは、各干渉軽減サンプルに対してＰＡＭ決定スライシングを行うＰＡＭ決定スライサーを含む。さらなる機能がＲＸ２ブロック５１０中に設けられ得る。
【0028】
以下、本発明の実施形態によって提供される別の干渉軽減回路について、図７を参照して説明する。図７は、図５Ａと共通する多くの構成要素を含む。この回路は、干渉成分推定器７０２と、ＭＰＩ推定器５００の出力および干渉成分推定器７０２の１つ以上の出力を受信する合成器７０４とをさらに含む。
【0029】
干渉成分推定器７０２は、各干渉成分について各遅延および各振幅を推定することにより、少なくとも１つの干渉成分を推定する。典型的には、干渉成分推定器は、電気的反射に起因する成分を推定する。電気的反射は典型的には（数十ｍｍ以下のオーダーの）極めて短距離において発生するため、主要信号からの少数のボーに残留する。合成器７０５は、ＭＰＩの推定値および推定された少なくとも１つの電気的干渉成分７０２とサンプルとを組み合わせて、干渉軽減サンプルを生成する。これらの干渉軽減サンプルは、ＲＸ２ブロック５１０へと送られる。
【0030】
図８を参照して、本発明の別の実施形態は、光モジュールを提供する。光モジュールは、光学的ＩＯ（入力／出力）８０２および電気的ＩＯ８０４を有する。光学的Ｉ／Ｏにおいて受信された光信号については、直接検出を行って直接検出出力を生成するフォトダイオード（ＰＤ）８１０がある。直接検出出力は、ＴＩＡ８１２において増幅される。ＴＩＡ８１２の出力に対してＰＡＭ復調を行って電気的ＩＯ８０４において信号を生成するように構成されたＰＡＭ ＡＳＩＣ８０６がある。ＰＡＭ ＡＳＩＣは、本明細書中に記載される実施形態の１つに従ってＭＰＩ軽減を実行するＭＰＩ軽減回路８０４を含む。ＰＡＭ ＡＳＩＣは、例えば図６の回路を含む。
【0031】
電気的ＩＯ８０４において受信された信号について、ＰＡＭＡＳＩＣは、入来電気信号に基づいてＰＡＭ変調を行うようにさらに構成される。光モジュールは、ＰＡＭ変調電界を有する光学的ＩＯにおいてＰＡＭ変調の出力に基づいて光信号を出力するレーザープラス変調器８０８も有する。
【0032】
ここで図９を参照して、本発明の実施形態によって提供される光通信システムのブロック図が図示される。本システムは、複数のネットワーク要素９００および９０２を含む（２つのみを図示しているが、典型的にはより多数のネットワーク要素が存在する）。ネットワーク要素９０２および９０４は、例えばスイッチ、ルータ、サーバなどであり得る。ネットワーク要素９０２および９０４は、光ファイバおよび光インターフェースを含む光路によって相互接続される。図示の特定の例において、ネットワーク要素９０２および９０４は、光ファイバ９０８、インターフェース９１４、光ファイバ９１０、インターフェース９１６および光ファイバ９１２を含む光路によって相互接続される。ファイバおよびインターフェースの数は、実装時固有である。さらに、ネットワーク要素のうち少なくとも１つは、本明細書中に記載される実施形態の１つによるＭＰＩ軽減回路を有する光モジュールを含む。図示の例において、ネットワーク要素９００および９０２は、各ＭＰＩ軽減回路９０６および９２６を含む各光モジュール９０４および９２４を含む。いくつかの実施形態において、光モジュールは、図８の例に従う。
【0033】
入来信号のボーレートの点から、特定の動作周波数と、ローパスフィルタの通過帯域とは、実装時固有である。いくつかの実施形態において、本明細書中記載されるシステムおよび方法は、２５Ｇボーよりも高いボーレートを有する光信号について適用され、ＭＰＩ軽減回路は、ローパスフィルタリングを行って、いくつかの実施形態において周波数が１００ＭＨｚを下回るＭＰＩを除去し、他の実施形態において１０ＭＨｚを下回るＭＰＩを除去する。
【0034】
図１０は、パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルの処理方法のフローチャートである。ブロック１０－１において、各サンプルについて、各ＰＡＭレベルが推定される。ブロック１０－２において、各サンプルについて、サンプルを各ＰＡＭレベルから差し引いて、対応するエラーサンプルを生成する。ブロック１０－３において、エラーサンプルをローパスフィルタリングして、多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成する。ブロック１０－４において、各サンプルについて、ＭＰＩの推定値のうちの１つをサンプルと組み合わせて、干渉軽減サンプルを生成する。これらのステップがどのように実行され得るかについての多様な例が上述された。
【0035】
上記教示に鑑みれば、本開示の多数の改変例および変更例が可能である。よって、添付の特許請求の範囲内において、本開示は、本明細書中に具体的に記載された様態以外の様態で実行され得ることが理解されるべきである。
［項目１］
パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルの処理方法であって、
各サンプルについて各ＰＡＭレベルを推定することと、
各サンプルについて、前記各ＰＡＭレベルから前記サンプルを差し引いて、対応するエラーサンプルを生成することと、
前記エラーサンプルを、ローパスフィルタリングして、多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成することと、
各サンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて、干渉軽減サンプルを生成することと、
を含む、方法。
［項目２］
フィルタリングは、
連続するサンプルのブロックについて、対応するエラーサンプルのブロックをフィルタリングしてブロック推定値を生成し、前記ブロック推定値を前記連続するサンプルのブロック中の各サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いること
を含む、項目１の方法。
［項目３］
前記対応するエラーサンプルのブロックをフィルタリングしてブロック推定値を生成することは、前記対応するエラーサンプルのブロックの平均値を決定することを含む、項目２の方法。
［項目４］
フィルタリングは、
各サンプルについて、移動ウィンドウによって規定されたエラーサンプルの各ブロックについて、前記エラーサンプルの各ブロックをローパスフィルタリングして各ブロック推定値を生成し、前記各ブロック推定値を前記サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いること、
を含む、項目１の方法。
［項目５］
前記各エラーサンプルのブロックをフィルタリングして各ブロック推定値を生成することは、前記エラーサンプルの各ブロックの平均値を決定することを含む、項目４の方法。
［項目６］
多経路干渉の前記推定値のうちの前記１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成することは、前記推定値を前記サンプルから差し引いて前記干渉軽減サンプルを生成することを含む、項目１の方法。
［項目７］
所与のサンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成することは、
ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つと前記サンプルから推定された前記電界を変調する各ＰＡＭレベルに比例する値とを掛け合わせることにより、重み付けされた推定値を生成することと、
前記サンプルから前記重み付けされた推定値を差し引いて前記ＭＰＩ軽減サンプルを生成することと、
を含む、項目１の方法。
［項目８］
ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つの決定における遅延を考慮するように組み合わせる前に前記サンプルを遅延させること、
をさらに含む、項目１の方法。
［項目９］
前記ＰＡＭ変調電界を有する前記光信号を受信することと、
前記光信号の直接検出を行って直接検出出力を生成することと、
前記直接検出出力に対してアナログ／デジタル変換を行って未加工のサンプルを生成することと、
前記未加工のサンプルに等化を行って前記複数のサンプルを生成することと、
をさらに含む、項目１の方法。
［項目１０］
各干渉軽減サンプルについてＰＡＭ決定スライシングを行うこと、
をさらに含む、項目１の方法。
［項目１１］
各干渉成分について各遅延および各振幅を推定することにより少なくとも１つの干渉成分を推定することと、
各干渉軽減サンプルについてＰＡＭ決定スライシングを行うこと、をさらに含み、
各サンプルについて前記干渉軽減サンプルを生成することは、ＭＰＩの前記推定値および推定された少なくとも１つの電気的な前記干渉成分を前記サンプルと組み合わせることを含む、項目９の方法。
［項目１２］
前記連続するサンプルのブロックのサイズを送信器コヒーレンスの関数として設定すること、
をさらに含む、項目２の方法。
［項目１３］
前記連続するサンプルのブロックのサイズを送信器コヒーレンスの関数として設定すること、
をさらに含む、項目４の方法。
［項目１４］
パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルを処理する回路であって、
各サンプルについて前記サンプルの各ＰＡＭレベルを推定するスライサーと、
各サンプルについて前記各ＰＡＭレベルから前記サンプルを差し引いて対応するエラーサンプルを生成する減算器と、
前記エラーサンプルをフィルタリングして多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成するローパスフィルタと、
各サンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成する合成器と、
を含む、回路。
［項目１５］
前記ローパスフィルタは、
サンプルのブロックについて前記エラーサンプルの平均値を決定する固定ブロック平均要素を含み、
前記平均値は、前記連続するサンプルのブロック中の各サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いられる、項目１４の回路。
［項目１６］
前記ローパスフィルタは、
移動ウィンドウによって規定されるエラーサンプルの各ブロックについて前記エラーサンプルの平均値を各サンプルについて決定する移動ウィンドウ平均要素を含み、前記平均値は、前記サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いられる、項目１４の回路。
［項目１７］
前記合成器は、前記推定値を前記サンプルから差し引いて前記干渉軽減サンプルを生成することにより多経路干渉の前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成する減算器である、項目１４の回路。
［項目１８］
前記合成器は、ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つと、前記サンプルから推定される前記電界を変調する各ＰＡＭレベルに比例する値とを掛け合わせることで重み付けされた推定値を生成するＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つを乗算することにより重み付けされた推定値を生成し、前記重み付けされた推定値を前記サンプルから差し引いて前記ＭＰＩ軽減サンプルを生成することにより、所与のサンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成するレベル依存型の減算器である、項目１４の回路。
［項目１９］
ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つの決定における遅延を考慮するように組み合わせる前に前記サンプルを遅延させる遅延要素、
をさらに含む、項目１４の回路。
［項目２０］
前記光信号を直接検出して直接検出出力を生成する直接検出受信器と、
前記直接検出出力に対してアナログ／デジタル変換を行って未加工のサンプルを生成するアナログ／デジタル変換器と、
前記未加工のサンプルを等化して前記複数のサンプルを生成する等化器と、
をさらに含む、項目１４の回路。
［項目２１］
各干渉軽減サンプルについてＰＡＭ決定スライシングを行うＰＡＭ決定スライサー、
をさらに含む、項目１４の回路。
［項目２２］
各干渉成分について各遅延および各振幅を推定することにより少なくとも１つの干渉成分を推定する干渉成分推定器と、
各干渉軽減サンプルに対してＰＡＭ決定スライシングを行うＰＡＭ決定スライサーと、をさらに含み、
前記合成器は、各サンプルについて、ＭＰＩの前記推定値および推定された少なくとも１つの電気的な干渉成分を前記サンプルと組み合わせる、項目２０の回路。
［項目２３］
前記連続するサンプルのブロックのサイズは、送信器コヒーレンスの関数として設定される、項目１５の回路。
［項目２４］
前記連続するサンプルのブロックのサイズは、送信器コヒーレンスの関数として設定される、項目１６の回路。
［項目２５］
光モジュールであって、
光学的ＩＯ（入力／出力）および電気的ＩＯと、
前記光学的ＩＯにおいて受信された入来光信号に対して直接検出を行って直接検出出力を生成するフォトダイオードと、
前記直接検出出力を増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）と、
前記ＴＩＡの出力に対してＰＡＭ復調を行って前記電気的ＩＯにおいて信号を生成するように構成され、項目１４の回路を含み、さらに、前記電気的ＩＯにおける入来電気信号に基づいてＰＡＭ変調を行うように構成されるＰＡＭ ＡＳＩＣと、
ＰＡＭ変調電界を有する前記光学的ＩＯにおいて前記ＰＡＭ変調の前記出力に基づいて光信号を出力するレーザーと、を含む、光モジュール。
［項目２６］
光ファイバおよび光インターフェースを含む光路によって相互接続された複数のネットワーク要素と、
項目１に記載のＭＰＩ軽減回路を有する光モジュールを含む前記ネットワーク要素のうち少なくとも１つと、
を含む、光通信システム。
［項目２７］
２５Ｇボーを超えるボーレートにおいて動作するように構成された項目１４の回路であって、前記ローパスフィルタは、１００ＭＨｚを下回る周波数をフィルタリングするように動作する、項目１４の回路。
［項目２８］
２５Ｇボーを超えるボーレートにおいて動作するように構成された項目１４の回路であって、前記ローパスフィルタは、１０ＭＨｚを下回る周波数をフィルタリングするように動作する、項目１４の回路。
［項目１］
パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルの処理方法であって、
各サンプルについて各ＰＡＭレベルを推定することと、
各サンプルについて、前記各ＰＡＭレベルから前記サンプルを差し引いて、対応するエラーサンプルを生成することと、
前記エラーサンプルを、ローパスフィルタリングして、多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成することと、
各サンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて、干渉軽減サンプルを生成することと、
を含む、方法。
［項目２］
フィルタリングは、
連続するサンプルのブロックについて、対応するエラーサンプルのブロックをフィルタリングしてブロック推定値を生成し、前記ブロック推定値を前記連続するサンプルのブロック中の各サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いること
を含む、項目１の方法。
［項目３］
前記対応するエラーサンプルのブロックをフィルタリングしてブロック推定値を生成することは、前記対応するエラーサンプルのブロックの平均値を決定することを含む、項目２の方法。
［項目４］
フィルタリングは、
各サンプルについて、移動ウィンドウによって規定されたエラーサンプルの各ブロックについて、前記エラーサンプルの各ブロックをローパスフィルタリングして各ブロック推定値を生成し、前記各ブロック推定値を前記サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いること、
を含む、項目１の方法。
［項目５］
前記各エラーサンプルのブロックをフィルタリングして各ブロック推定値を生成することは、前記エラーサンプルの各ブロックの平均値を決定することを含む、項目４の方法。
［項目６］
多経路干渉の前記推定値のうちの前記１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成することは、前記推定値を前記サンプルから差し引いて前記干渉軽減サンプルを生成することを含む、項目１の方法。
［項目７］
所与のサンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成することは、
ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つと前記サンプルから推定された前記電界を変調する各ＰＡＭレベルに比例する値とを掛け合わせることにより、重み付けされた推定値を生成することと、
前記サンプルから前記重み付けされた推定値を差し引いて前記ＭＰＩ軽減サンプルを生成することと、
を含む、項目１の方法。
［項目８］
ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つの決定における遅延を考慮するように組み合わせる前に前記サンプルを遅延させること、
をさらに含む、項目１の方法。
［項目９］
前記ＰＡＭ変調電界を有する前記光信号を受信することと、
前記光信号の直接検出を行って直接検出出力を生成することと、
前記直接検出出力に対してアナログ／デジタル変換を行って未加工のサンプルを生成することと、
前記未加工のサンプルに等化を行って前記複数のサンプルを生成することと、
をさらに含む、項目１の方法。
［項目１０］
各干渉軽減サンプルについてＰＡＭ決定スライシングを行うこと、
をさらに含む、項目１の方法。
［項目１１］
各干渉成分について各遅延および各振幅を推定することにより少なくとも１つの干渉成分を推定することと、
各干渉軽減サンプルについてＰＡＭ決定スライシングを行うこと、をさらに含み、
各サンプルについて前記干渉軽減サンプルを生成することは、ＭＰＩの前記推定値および推定された少なくとも１つの電気的な前記干渉成分を前記サンプルと組み合わせることを含む、項目９の方法。
［項目１２］
前記連続するサンプルのブロックのサイズを送信器コヒーレンスの関数として設定すること、
をさらに含む、項目２の方法。
［項目１３］
前記連続するサンプルのブロックのサイズを送信器コヒーレンスの関数として設定すること、
をさらに含む、項目４の方法。
［項目１４］
パルス振幅変調（ＰＡＭ）電界を有する光信号の複数のサンプルを処理する回路であって、
各サンプルについて前記サンプルの各ＰＡＭレベルを推定するスライサーと、
各サンプルについて前記各ＰＡＭレベルから前記サンプルを差し引いて対応するエラーサンプルを生成する減算器と、
前記エラーサンプルをフィルタリングして多経路干渉（ＭＰＩ）の推定値を生成するローパスフィルタと、
各サンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成する合成器と、
を含む、回路。
［項目１５］
前記ローパスフィルタは、
サンプルのブロックについて前記エラーサンプルの平均値を決定する固定ブロック平均要素を含み、
前記平均値は、前記連続するサンプルのブロック中の各サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いられる、項目１４の回路。
［項目１６］
前記ローパスフィルタは、
移動ウィンドウによって規定されるエラーサンプルの各ブロックについて前記エラーサンプルの平均値を各サンプルについて決定する移動ウィンドウ平均要素を含み、前記平均値は、前記サンプルと組み合わされるＭＰＩの前記推定値として用いられる、項目１４の回路。
［項目１７］
前記合成器は、前記推定値を前記サンプルから差し引いて前記干渉軽減サンプルを生成することにより多経路干渉の前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成する減算器である、項目１４の回路。
［項目１８］
前記合成器は、ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つと、前記サンプルから推定される前記電界を変調する各ＰＡＭレベルに比例する値とを掛け合わせることで重み付けされた推定値を生成するＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つを乗算することにより重み付けされた推定値を生成し、前記重み付けされた推定値を前記サンプルから差し引いて前記ＭＰＩ軽減サンプルを生成することにより、所与のサンプルについてＭＰＩの前記推定値のうちの１つを前記サンプルと組み合わせて干渉軽減サンプルを生成するレベル依存型の減算器である、項目１４の回路。
［項目１９］
ＭＰＩの前記推定値のうちの前記１つの決定における遅延を考慮するように組み合わせる前に前記サンプルを遅延させる遅延要素、
をさらに含む、項目１４の回路。
［項目２０］
前記光信号を直接検出して直接検出出力を生成する直接検出受信器と、
前記直接検出出力に対してアナログ／デジタル変換を行って未加工のサンプルを生成するアナログ／デジタル変換器と、
前記未加工のサンプルを等化して前記複数のサンプルを生成する等化器と、
をさらに含む、項目１４の回路。
［項目２１］
各干渉軽減サンプルについてＰＡＭ決定スライシングを行うＰＡＭ決定スライサー、
をさらに含む、項目１４の回路。
［項目２２］
各干渉成分について各遅延および各振幅を推定することにより少なくとも１つの干渉成分を推定する干渉成分推定器と、
各干渉軽減サンプルに対してＰＡＭ決定スライシングを行うＰＡＭ決定スライサーと、をさらに含み、
前記合成器は、各サンプルについて、ＭＰＩの前記推定値および推定された少なくとも１つの電気的な干渉成分を前記サンプルと組み合わせる、項目２０の回路。
［項目２３］
前記連続するサンプルのブロックのサイズは、送信器コヒーレンスの関数として設定される、項目１５の回路。
［項目２４］
前記連続するサンプルのブロックのサイズは、送信器コヒーレンスの関数として設定される、項目１６の回路。
［項目２５］
光モジュールであって、
光学的ＩＯ（入力／出力）および電気的ＩＯと、
前記光学的ＩＯにおいて受信された入来光信号に対して直接検出を行って直接検出出力を生成するフォトダイオードと、
前記直接検出出力を増幅するトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）と、
前記ＴＩＡの出力に対してＰＡＭ復調を行って前記電気的ＩＯにおいて信号を生成するように構成され、項目１４の回路を含み、さらに、前記電気的ＩＯにおける入来電気信号に基づいてＰＡＭ変調を行うように構成されるＰＡＭ ＡＳＩＣと、
ＰＡＭ変調電界を有する前記光学的ＩＯにおいて前記ＰＡＭ変調の前記出力に基づいて光信号を出力するレーザーと、を含む、光モジュール。
［項目２６］
光ファイバおよび光インターフェースを含む光路によって相互接続された複数のネットワーク要素と、
項目１に記載のＭＰＩ軽減回路を有する光モジュールを含む前記ネットワーク要素のうち少なくとも１つと、
を含む、光通信システム。
［項目２７］
２５Ｇボーを超えるボーレートにおいて動作するように構成された項目１４の回路であって、前記ローパスフィルタは、１００ＭＨｚを下回る周波数をフィルタリングするように動作する、項目１４の回路。
［項目２８］
２５Ｇボーを超えるボーレートにおいて動作するように構成された項目１４の回路であって、前記ローパスフィルタは、１０ＭＨｚを下回る周波数をフィルタリングするように動作する、項目１４の回路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
