特表 2023-548549 光通信システムにおける利得等化誤差の管理

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-17

(54)【発明の名称】光通信システムにおける利得等化誤差の管理

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/294 20130101AFI20231110BHJP

【ＦＩ】

H04B10/294

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023526996

(86)(22)【出願日】2021-09-08

(85)【翻訳文提出日】2023-06-28

(86)【国際出願番号】 US2021049423

(87)【国際公開番号】W WO2022098426

(87)【国際公開日】2022-05-12

(31)【優先権主張番号】17/091,322

(32)【優先日】2020-11-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502101180

【氏名又は名称】サブコム，エルエルシー

(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】フルサ、ドミトリ、ジー．

(72)【発明者】

【氏名】ハモン、ティモシー、イー．

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AD01

5K102AL11

5K102KA42

5K102MC15

5K102PC11

5K102PH13

5K102PH43

5K102RB02

5K102RB03

5K102RD28

(57)【要約】

光通信システムにおける利得等化誤差を管理するための技術を提供する。例えば、多段利得補正フィルタは、解像度が足りないフィルタによる利得等化誤差を少なくとも補正するように構成されてもよく、例えば、光通信システムで使用される通常の非反射利得補正技術である。多段フィルタは、少なくとも、大部分の伝送帯域幅における利得等化誤差を補正するための広帯域利得補正フィルタと、帯域幅の狭い領域における誤差を補正するための狭帯域利得補正フィルタとを含んでもよい。１つまたは複数の多段フィルタは、システムのリピータ（ハイブリッドＧＦＦと呼ばれてもよい）で実現されてもよいし、独立した本体（ハイブリッドＧＥＦと呼ばれてもよい）に含まれてもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１フィルタと、前記第１フィルタと異なる第２フィルタとを備え、光増幅器と組み合わせて使用され、利得等化誤差を補正するための多段利得補正フィルタであって、
前記第１フィルタは、光伝送帯域幅の第１部分における利得等化誤差を補正し、
前記第２フィルタは、前記光伝送帯域幅の第２部分における利得等化誤差を補正し、
前記光伝送帯域幅の前記第１部分は、前記第２部分よりも広い、
多段利得補正フィルタ。

【請求項2】

前記第１フィルタは、広帯域利得補正フィルタであり、
前記第１部分は、前記光伝送帯域幅の大部分または全部であり、
前記第２フィルタは、狭帯域利得補正フィルタであり、且つ、前記第２部分が前記光伝送帯域幅の狭い領域である、
請求項１に記載の多段利得補正フィルタ。

【請求項3】

前記多段利得補正フィルタがリピータに配置され、且つ、前記広帯域利得補正フィルタおよび前記狭帯域利得補正フィルタが利得平坦化フィルタである、
請求項２に記載の多段利得補正フィルタ。

【請求項4】

前記多段利得補正フィルタが独立した本体に配置され、且つ、前記広帯域利得補正フィルタおよび前記狭帯域利得補正フィルタが利得等化フィルタである、
請求項２に記載の多段利得補正フィルタ。

【請求項5】

前記第１フィルタは、反射フィルタまたは非反射フィルタであり、
前記第１フィルタが前記反射フィルタである場合、少なくとも１つのアイソレータは、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に配置される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の多段利得補正フィルタ。

【請求項6】

第１フィルタにより光伝送帯域幅の第１部分における利得等化誤差を補正することと、
第２フィルタにより前記光伝送帯域幅の第２部分における利得等化誤差を補正することと、を含み、多段利得補正フィルタを使用して利得等化誤差を補正するための方法であって、
前記第１フィルタは、前記第２フィルタと異なり、
前記光伝送帯域幅の前記第１部分は、前記第２部分よりも広い、
方法。

【請求項7】

前記第１フィルタは、広帯域利得補正フィルタであり、
前記第１部分は、前記光伝送帯域幅の大部分または全部であり、
前記第２フィルタは、狭帯域利得補正フィルタであり、且つ、前記第２部分が前記光伝送帯域幅の狭い領域である、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記多段利得補正フィルタがリピータに配置され、且つ、前記広帯域利得補正フィルタおよび前記狭帯域利得補正フィルタが利得平坦化フィルタである、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記多段利得補正フィルタが独立した本体に配置され、且つ、前記広帯域利得補正フィルタおよび前記狭帯域利得補正フィルタが利得等化フィルタである、
請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記第１フィルタは、反射フィルタまたは非反射フィルタであり、
前記第１フィルタが前記反射フィルタである場合、少なくとも１つのアイソレータは、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に配置される、
請求項６から９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

光ファイバケーブルに沿って配置されて離間され、複数のエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を含む少なくとも１つのリピータと、
複数のハイブリッド利得補正フィルタと、を備え、
前記複数のハイブリッド利得補正フィルタのそれぞれが前記少なくとも１つのリピータの各ＥＤＦＡの出力に結合されているシステムであって、
各ハイブリッド利得補正フィルタは、
第１フィルタと、
前記第１フィルタと異なる第２フィルタと、を備え、
前記第１フィルタは、光伝送帯域幅の第１部分における利得等化誤差を補正するように構成され、
前記第２フィルタは、前記光伝送帯域幅の第２部分における利得等化誤差を補正するように構成され、
前記光伝送帯域幅の前記第１部分は、前記第２部分よりも広い、
システム。

【請求項12】

前記第１フィルタは広帯域利得補正フィルタであり、且つ、前記第１部分は前記光伝送帯域幅の大部分または全部であり、
前記第２フィルタは狭帯域利得補正フィルタであり、且つ、前記第２部分は前記光伝送帯域幅の狭い領域である、
請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記複数のハイブリッド利得補正フィルタが前記少なくとも１つのリピータに配置され、且つ、前記広帯域利得補正フィルタおよび前記狭帯域利得補正フィルタがハイブリッド利得平坦化フィルタである、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記複数のハイブリッド利得補正フィルタが、前記少なくとも１つのリピータに結合された独立した本体に配置され、且つ、前記広帯域利得補正フィルタおよび前記狭帯域利得補正フィルタがハイブリッド利得等化フィルタである、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記第１フィルタは、反射フィルタまたは非反射フィルタであり、
前記第１フィルタが前記反射フィルタである場合、少なくとも１つのアイソレータは、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に配置される、
請求項１１から１４のいずれか１項に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施例は、光通信システム領域に関する。より具体的には、本開示は、少なくとも、光通信システムにおける利得等化誤差を管理するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

長距離光通信システム、例えば海底光通信システムは、通常、散乱、吸収および屈曲を含む様々な要因による信号減衰の影響を受ける。減衰を補償するために、これらの長距離システムは、一連の光増幅器を備えてもよく、これらの光増幅器は、信号伝送パスに沿って離間され、受信機での確実な検出を可能にするように光信号を増幅または増強するように構成される。伝送パスの長さに基づき、該パスに沿って位置決められた光増幅器の数（および、それらの間の長さ）は、変化する可能性がある。

【0003】

長距離光通信システムでよく使用される光増幅器は、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）であってもよく、エルビウム（希土類元素）添加ファイバを含み、レーザー（例えば、９８０ｎｍ波長領域、１４８０ｎｍ波長領域）励起により、いくつかの波長の入射光信号の強度を増強することができる。ＥＤＦＡが波長に関連する利得を出力することは知られている。従って、複数の光チャネルを有する波長分割多重（ＷＤＭ）光信号のような光信号がＥＤＦＡによって増幅されると、ＷＤＭ信号波長内のいくつかの波長は、他の波長よりも大きく増幅することができる。

【0004】

波長増幅における不均一性を協調するために、利得平坦化フィルタ（ＧＦＦ）または利得等化フィルタ（ＧＥＦ）を用いて光信号における波長を、ほぼ同じまたは特別に設計された強度に回復または補正することができ、これは、通常知られているか、あるいは利得等化または利得平坦化と呼ばれる。しかし、長距離光通信システムで利得を補正する時、持続的な等化精度を実現することは、挑戦的で要求が高い可能性がある。例えば、リピータで使用されるＧＦＦは、限られた精度または解像度を持つ可能性があり、従って、累積された利得関連誤差は、システムにおける総利得失真を予め定義された設計限界値内に保持するために、ＧＥＦ（通常、個別のＧＥＦ本体に配置される）により定期的にクリーニングすることができる。

【0005】

ＧＦＦまたはＧＥＦは、様々な利得補正技術を用いることができ、短周期ブラック格子フィルタ（ＳＰ－ＢＦＧ）、傾斜ブラック格子フィルタ（Ｓ－ＢＧＦ）、長周期格子フィルタ（ＬＰ－ＧＦ）、および薄膜フィルタ（ＴＦＦ）を含むが、これらに限定されない。通常、Ｓ－ＢＧＦ、ＬＰ－ＧＦおよびＴＦＦのような、後方反射を示すかまたは後方反射がほとんどない非反射フィルタは、ＥＤＦＡのＧＦＦ出力箇所で追加のアイソレータを必要としない（図１０Ａ参照）。しかし、ＳＰ－ＢＦＧのような反射フィルタは、ＧＦＦ出力箇所で追加のアイソレータを必要とする（図１０Ｂ参照）。このようなアイソレータは、伝播する光信号に望ましくない損失を増加する。従って、非反射ＧＦＦまたはＧＥＦは、受動部品（例えば、光アイソレータ）の総数を減少すると、損失を減少し、設計中のコストおよび電力効率を高める可能性があるため、コンポーネントレベルとシステムレベルの両方で設計的な優位性を提供する。

【0006】

しかし、非反射ＧＦＦまたはＧＥＦを使用する１つの欠点は、非反射フィルタの解像度が、通常、反射フィルタの解像度よりも悪いことである。その結果、非反射フィルタによる利得誤差は、利得形状の変化を有し、該利得形状の変化は、クリーニングフィルタにとって激しすぎたり、速すぎたりして効果的に修復できない可能性があり、受信機で設計限界値を著しく超えた利得変化が生じる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

光通信システムにおける利得等化誤差を管理するための技術を提供する。例えば、多段利得補正フィルタは、光通信システムで使用される従来の非反射利得補正技術による利得等化誤差を少なくとも補正するように構成されてもよい。多段フィルタは、少なくとも、大部分の伝送帯域幅における利得等化誤差を補正するための広帯域利得補正フィルタと、帯域幅の狭い領域における誤差を補正するための狭帯域利得補正フィルタとを含んでもよい。１つまたは複数の多段フィルタは、システムのリピータ（ハイブリッドＧＦＦと呼ばれてもよい）で実現されてもよいし、独立した本体（ハイブリッドＧＥＦと呼ばれてもよい）に含まれてもよい。

【課題を解決するための手段】

【0008】

１つの実施例において、利得補正フィルタは、少なくとも、第１フィルタと、第１フィルタと異なる第２フィルタとを含んでもよい。例えば、第１フィルタは、光伝送帯域幅の第１部分における利得等化誤差を補正するように構成されてもよく、第２フィルタは、光伝送帯域幅の第２部分における利得等化誤差を補正するように構成されてもよく、光伝送帯域幅の第１部分は、第２部分よりも広くてもよい。第１補正フィルタおよび第２補正フィルタは、伝送帯域幅の全体で互いに相補的である特性を有してもよい。

【0009】

別の実施例において、少なくとも、第１フィルタにより光伝送帯域幅の第１部分における利得等化誤差を補正することと、第２フィルタにより光伝送帯域幅の第２部分における利得等化誤差を補正することとを含んでもよい方法である。例えば、第１フィルタは、第２フィルタと異なってもよく、光伝送帯域幅の第１部分は、第２部分よりも広くてもよい。

【0010】

更なる実施例において、光ファイバケーブルに沿って配置されて離間された少なくとも１つのリピータを備えるシステムであって、該少なくとも１つのリピータは、複数のエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を備えてもよく、かつ、複数のハイブリッド利得補正フィルタを更に備えてもよく、複数のハイブリッド利得補正フィルタのそれぞれが該少なくとも１つのリピータの各ＥＤＦＡの出力に結合されているシステムである。例えば、各ハイブリッド利得補正フィルタは、第１フィルタと、第１フィルタと異なる第２フィルタとを少なくとも備えてもよく、第１フィルタは、光伝送帯域幅の第１部分における利得等化誤差を補正するように構成されてもよく、且つ、第２フィルタは、光伝送帯域幅の第２部分における利得等化誤差を補正するように構成されてもよい。光伝送帯域幅の第１部分は、第２部分よりも広くてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】例示的な光通信システムを示す。

【図2】上昇した利得等化誤差の例を示す。

【図3】ハイブリッドフィルタを用いた利得等化の例を示す。

【図4A】第１例示的なハイブリッドフィルタを示す。

【図4B】第２例示的なハイブリッドフィルタを示す。

【図5】リピータに配置された例示的なハイブリッドＧＦＦを示す。

【図6】ＧＥＦ本体に配置された例示的なハイブリッドＧＥＦを示す。

【図7】例示的なハイブリッドＧＦＦの実施形態を示す。

【図8】第１例示的なハイブリッドＧＥＦの実施形態を示す。

【図9】第２例示的なハイブリッドＧＥＦの実施形態を示す。

【図10A】非反射ＧＦＦを有するＥＤＦＡを示す。

【図10B】反射ＧＦＦを有するＥＤＦＡを示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、少なくとも従来の非反射利得平坦化または等化技術を使用または実現する光通信システムで望ましくない利得等化誤差を管理、補正または他の方式で協調するための技術に関する。実施例によれば、多段フィルタ（本明細書では、「ハイブリッド」フィルタ、ハイブリッドＧＦＦまたはハイブリッドＧＥＦと呼ばれてもよい）は、利得形状の任意の望ましくない変化を補正またはほぼ平滑化するために、少なくとも広帯域と狭帯域のフィルタリング能力を組み合わせることができる。例えば、多段フィルタは、光伝送帯域幅全体（または、ほぼ全体）における利得を少なくともカバーして補正するように構成される広帯域利得補正フィルタと、伝送帯域幅の狭い範囲での利得を隔てて補正するように構成される狭帯域利得補正フィルタという少なくとも２つの異なるフィルタを含んでもよい。以下で更に詳しく説明するように、少なくとも従来の非反射利得平坦化または等化技術の使用に起因する望ましくない利得変化は、上昇した傾き（例えば、ｄＢ／ｎｍで表す）を示す可能性があり、且つ、通常、光伝送帯域幅の相対的な領域で発生する可能性がある。

【0013】

実施例において、多段フィルタの各フィルタは、異なる方式で配列することができる。まずは広帯域フィルタで、次は狭帯域フィルタであり、逆も同じである。また、多段フィルタの各フィルタは、少なくとも非反射または反射フィルタ技術に基づくことができる。例えば、広帯域フィルタは反射技術に基づいてもよく、この場合、後方反射からの干渉を軽減するように、広帯域フィルタと狭帯域フィルタとの間に配置されたアイソレータを必要とする可能性がある。別の例において、広帯域フィルタおよび狭帯域フィルタはいずれも非反射技術に基づいてもよく、この場合、それらの間にアイソレータを配置する必要がない。

【0014】

また、多段フィルタの２つ以上のフィルタ段は、少なくともスペースおよび組み立てコストを節約する（例えば、２つ以上のＴＦＦは、１つのケース内に効果的に載置または配置することができる）ために、単一のパッケージに組み合わせることができることが理解できる。多段フィルタの１つまたは複数のフィルタは、チャープされたものであってもよいし、チャープされないものであってもよく、ここで、例えば、チャープは、帯域幅全体において均一であってもよいし、可変であってもよいことが更に理解できる。

【0015】

更なる実施例において、１つまたは複数の多段フィルタは、様々な方式で光通信システムに配置または構成することができる。例えば、多段フィルタは、リピータの各対応するＥＤＦＡの出力箇所に配置できる。別の例において、１つまたは複数の多段フィルタは、独立したＧＥＦ本体に配置でき、ここで、ＧＥＦ本体全体は、各「Ｎ」リピータに結合することができ、ただし、Ｎは予め設定されたものまたは予め定義されたものであり、ＧＥＦ本体の各多段フィルタをリピータの各ＥＤＦＡ出力に結合させる。本開示を解釈しやすいために、リピータに配置された多段フィルタは、ハイブリッドＧＦＦと呼ばれてもよく、ＧＥＦ本体に配置された多段フィルタは、ハイブリッドＧＥＦと呼ばれてもよい。

【0016】

現在、以下で図面を参照しながら本発明をより全面的に説明し、図面において本発明の好ましい実施例を示す。しかし、本発明は、多くの異なる形式で具現化でき、且つ、本明細書で説明される実施例に制限されるものと解釈されるべきではない。逆に、これらの実施例は、本発明を徹底かつ完全にし、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。図面において、同じ参照番号は常に同じ構成要素を指す。

【0017】

図面を参照し、図１は、例示的な双方向光通信システム１０１を示し、該システムは、高帯域幅ファイバを用いて長距離で大量のデータを伝送することができる。双方向データ伝送は、光ケーブル内でペアとなるファイバを構成し、ファイバペアごとに１つまたは複数のチャネル（例えば、波長分割多重チャネル）を伝送することにより実現できる。

【0018】

図に示すように、光通信システム１０１は、２つの一方向光路１１１、１２１で接続された端子１０３および１０５を含んでもよく、この２つの一方向光路は、共に双方向ファイバペアを形成する。光路１１１は、一方向で（例えば、右へ）端子１０３箇所の送信機１１３から端子１０５箇所の受信機１１５へ情報を送信することができる。光路１２１は、別の方向で（例えば、左へ）端子１０５箇所の送信機１２５から端子１０３箇所の受信機１２３へ情報を送信することができる。端子１０３については、光路１１１がアウトバウンドパスであり、光路１２１がインバウンドパスである。光路１１１は、ファイバ１１７－１～１１７－ｎおよび光増幅器１１９－１～１１９－ｎを含んでもよく、且つ、光路１２１は、ファイバ１２７－１～１２７－ｎおよび光増幅器１２９－１～１２９－ｎを含んでもよい。光増幅器１１９－１～１１９－ｎおよび１２９－１～１２９－ｎのうちの１つまたは複数はＥＤＦＡであってもよい。いくつかの例において、送信機１１３と受信機１２３は、共に収容されて端子１０３箇所のトランスポンダとすることができ、同様に、送信機１１５と受信機１２５は、共に収容されて端子１０５箇所のトランスポンダとすることもできることが理解できる。

【0019】

光路ペア（例えば、光路１１１、１２１）は、リピータ１３１－１～１３１－ｎ内の１グループの増幅器ペア１１９－１～１１９－ｎおよび１２９－１～１２９－ｎとして構成することができ、リピータ１３１－１～１３１－ｎは、ペアとなるファイバ１１７－１～１１７－ｎおよび１２７－１～１２７－ｎを介して接続され、ファイバ１１７－１～１１７－ｎおよび１２７－１～１２７－ｎは、追加のパスペアをサポートするファイバと共に光ファイバケーブルに含まれてもよい。各リピータ１３１は、各パスペア用の１ペアの増幅器１１９、１２９を含んでもよく、且つ、追加のパスペア用の追加の増幅器を含んでもよい。光増幅器１１９、１２９は、ＥＤＦＡまたはラマン増幅器、半導体光増幅器（ＳＯＡ）のような他の希土添加ファイバ増幅器を用いることができる。パス１３３－１～１３３－ｎは、光路１１１、１２１の間、例えば、リピータ１３１－１～１３１－ｎのうちの１つまたは複数に結合できる。本開示で使用される「結合（ｃｏｕｐｌｅ）」または「結合（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、あらゆる接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ）、結合、リンクまたはリンク接続を広く意味し、直接もしくは間接的な接続であっても、有線もしくは無線の接続であっても、結合されたコンポーネントまたは素子が互いに直接接続されていることを意味するとは限らないことが理解できる。

【0020】

光通信システム１０１の例示的な実施例を示して説明したが、光通信システム１０１の変化も本開示の範囲内にある。光通信システム１０１は、例えば、より多くの光路ペアと、より多くまたはより少ないリピータとを含んでもよい。あるいは、光通信システム１０１は、あらゆる光増幅器を含まなくてもよいし、光増幅器ではなく、リピータを接続するファイバ内または１つまたは複数のリピータ１３１内に含まれるファイバ内でラマン増幅により光利得を実現することに適した光ポンプ電源を含んでもよい。

【0021】

また、送信機、受信機、送信機および受信機を含むトランスポンダ、またはデータを送受信するための任意の他の適当なデバイスは、少なくとも１つのメモリと、メモリに記憶された命令を実行するための１つまたは複数のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＧＰＡ、任意の通常のプロセッサ等）とを含んでもよいことが理解できる。

【0022】

図２は、実施例に係る従来の非反射利得補正フィルタ（例えば、ＧＦＦ、ＧＥＦ）による上昇した利得等化誤差２００の例を示す。解釈しやすいために、該例は、１２個のリピータ（例えば、１２個のスパン）の後の累積された利得等化誤差に基づく。図２の上半部に示すように、利得誤差（例えば、ｄＢ単位）は、点線の枠で示すように、１５２５ｎｍ波長～１５３０ｎｍ波長の間で急速または相対的に激しい変化を有する。光信号がより多くのリピータのスパンで増幅されることにつれ、利得誤差の残りの形状のこのような変化はより激しくなる可能性があることが理解できる。

【0023】

増幅された光信号が１２個のリピータの後に従来の非反射利得補正フィルタ（リピータに配置されている場合、ＧＦＦであってもよく、個別のＧＥＦ本体に配置されている場合、ＧＥＦであってもよい）を通過する時、従来のフィルタによって出力された等化誤差は、光帯域幅の１つまたは複数の反対側または極端な領域で上昇する可能性がある。反射利得補正フィルタを用いたシステム設計の場合がある可能性があり、これも等化誤差を上昇する。例えば、図２の下半部に示すように、利得等化誤差は、点線の枠に示すように、帯域幅の左側で著しく上昇する。上述したように、示された上昇の利得等化誤差のような誤差は、光通信システムを介して伝播することができ、且つ、（複数の）システム受信機に関連する設計限界値を著しく超えた利得変化を生じることができる。

【0024】

図３は、実施例に係るハイブリッド利得補正フィルタを用いた利得等化３００の例を示す。解釈しやすいために、上記図２を参照して説明した１２個のリピータに累積された利得等化誤差は、図３のハイブリッド利得等化３００を説明することに用いられる。

【0025】

図に示すように、ハイブリッド利得補正フィルタは多段フィルタであってもよく、且つ、フィルタ３０２および３０４を少なくとも含んでもよい。例えば、フィルタ３０２は、広帯域利得補正フィルタ（本開示において、単に広帯域フィルタと呼ばれてもよい）であってもよく、フィルタ３０４は狭帯域利得補正フィルタ（狭帯域フィルタと呼ばれてもよい）であってもよい。広帯域フィルタ３０２は、大部分（全部ではない場合）の帯域幅における利得形状の変化（例えば、利得形状誤差）を補正または等化することができ、これは、右側の図における実線（広帯域フィルタ３０２の形状）で示される。従って、広帯域フィルタ３０２の出力は、大部分または全部の伝送帯域幅でほぼ平坦な、低いピーク間の変化を有する等化誤差形状を示すことができる。

【0026】

更なる例において、狭帯域フィルタ３０４は、右側の図における点線（狭帯域フィルタ３０４の形状）に示すように、帯域幅の狭い領域における利得形状の変化（例えば、利得形状誤差）を補正または等化することができる。狭い領域は、予め設定された帯域幅範囲または予め定義された帯域幅範囲であってもよく、システムおよび／またはコンポーネントに基づいて設計することができる。狭帯域フィルタ３０４の出力は、狭帯域幅領域でほぼ平坦な、低いピーク間の変化を有する等化誤差形状を示してもよい。従って、ハイブリッド利得補正フィルタの広帯域フィルタ３０２と狭帯域フィルタ３０４と共によって生成される光信号の等化誤差の形状は、左下の図に示すように（例えば、図２の下半部における上昇した利得等化誤差は既に除去された）、ほぼ平滑で平坦であってもよい。

【0027】

広帯域通フィルタは、利得形状およびその大部分または全部の伝送帯域幅での変化を少なくとも補正または等化するように構成される利得補正技術を有する任意のタイプの広帯域光学フィルタであってもよいことが理解できる。狭帯域フィルタは、伝送帯域幅の狭い領域で利得形状およびその変化を少なくとも補正または等化するように構成される利得補正技術を有する任意のタイプの狭帯域光学フィルタとして理解できる。図３に示すハイブリッド利得補正フィルタは、リピータに配置されたハイブリッドＧＦＦであってもよいし、個別のＧＥＦ本体に配置されたハイブリッドＧＥＦであってもよいことが更に理解でき、これについては以下で更に詳細に説明する。また、ハイブリッドフィルタのフィルタ３０２と３０４の様々な配置を考慮することができ、例えば、まず、狭帯域フィルタ３０４を配置し、次に、広帯域フィルタ３０２を配置してもよいし、例において、ハイブリッド利得補正フィルタに２つの以上のフィルタ（例えば、フィルタの数およびタイプはシステム設計の目標、拘束条件等に依存する）が含まれてもよい。

【0028】

図４Ａおよび図４Ｂは、実施例に係るハイブリッド利得補正フィルタ４０２および４０４の異なる例と、そこで実現できる異なる技術を示す。図４Ａに示すように、例えば、ハイブリッド利得補正フィルタ４０２は、図に示すように、広帯域ＧＦＦおよび狭帯域ＧＦＦを少なくとも含んでもよく、両者はいずれも非反射技術に基づいてもよい（例えば、広帯域ＧＦＦと狭帯域ＧＦＦとはいずれも非反射フィルタである）。ハイブリッドフィルタ４０２の各段はいずれも非反射技術を採用するため、段間または第２段の後にアイソレータのような他の追加コンポーネントを配置または結合する必要がないことが理解できる。

【0029】

別の例において、図４Ｂに示すように、ハイブリッド利得補正フィルタ４０４は、広帯域ＧＦＦおよび狭帯域ＧＦＦを更に含んでもよい。しかし、広帯域ＧＦＦは、反射技術（例えば、広帯域ＧＦＦは反射フィルタである）に基づいてもよく、狭帯域ＧＦＦは、反射または非反射技術（例えば、狭帯域ＧＦＦは反射フィルタまたは非反射フィルタであってもよい）に基づいてもよい。且つ、ハイブリッド利得補正フィルタ４０４の広帯域ＧＦＦが反射技術に基づくため、広帯域ＧＦＦと狭帯域ＧＦＦとの間に少なくとも１つのアイソレータを配置または結合することで、広帯域ＧＦＦの反射特性に起因するあらゆる後方反射または干渉を解釈して実質的に相殺することができる。必要があれば、ハイブリッドフィルタの下流または上流に追加のアイソレータを加えてもよい。

【0030】

ハイブリッド利得補正フィルタ４０２および４０４でＧＦＦが使用されて表示されたが、フィルタ４０２および４０４の広帯域および狭帯域フィルタはＧＥＦであってもよいことが理解できる。また、上述したように、フィルタ段の配置、順序、数等は、少なくともシステムまたはコンポーネントの設計に基づいて変化することができ、例えば、ハイブリッドフィルタ４０４の反射広帯域ＧＦＦは、狭帯域ＧＦＦの後に配置されてもよい。また、スペースおよび組み立てコストを節約するために、ハイブリッドフィルタの１つまたは複数の段は、単一のパッケージに組み合わせることができ、例えば、２つ以上のＴＦＦは、１つのケース、ハウジング、パッケージ等に載置することができることが理解できる。ハイブリッドフィルタおよび／またはその態様は、チャープされたものであってもよいし、チャープされないものであってもよく、例えば、チャープは、伝送帯域幅で均一または可変であるように構成されてもよいことが更に理解できる。

【0031】

図５は、実施例に係るリピータに配置された例示的なハイブリッドＧＦＦ ５０１を示す。例えば、点線の枠で囲まれたリピータは、複数のＥＤＦＡを含んでもよく（例えば、物理的に収容または閉鎖する）、例えば、図５に示す１つのＥＤＦＡを含んでもよい。ＥＤＦＡは、エルビウム添加ファイバ、（複数の）アイソレータ、（複数の）タップ等のような様々な内部コンポーネントを含んでもよい。

【0032】

図に示すように、ハイブリッドＧＦＦ ５０１は、リピータにおけるＥＤＦＡの出力箇所に配置する、および／または該出力に結合することができる。上述したように、ハイブリッドＧＦＦ ５０１は、ＧＦＦ ５０２およびＧＦＦ ５０４を少なくとも含み、ＧＦＦ ５０２は広帯域ＧＦＦであってもよく、ＧＦＦ ５０４は狭帯域ＧＦＦであってもよい。類似するハイブリッドＧＦＦは、リピータにおける他の追加ＥＤＦＡの出力箇所に配置する、および／またはリピータにおける他の追加ＥＤＦＡの出力に結合することができる。以下で更に詳細に説明するように、ハイブリッドＧＦＦ、例えば、ハイブリッドＧＦＦ ５０１は、各「Ｎ個目の」リピータに配置することができ、ただし、Ｎは、少なくともシステムまたはコンポーネントの設計に基づいて選択された、予め設定されたまたは予め定義された数である。従って、ハイブリッドＧＦＦ ５０１は、既にＮ個のスパンに累積された利得の形状を補正または等化することができる。ハイブリッドＧＦＦ ５０１は、増幅器の入力に結合され、多段増幅器の段間に載置されるか、またはアクティブファイバ（例えば、エルビウム添加ファイバ）内に載置されてもよく、ポンプバイパスを有するまたは有しない。広帯域増幅器における任意の他の配置および載置にも使用でき、例えば、個別のＣバンドおよびＬバンドＥＤＦＡ部分を含むＣ＋ＬバンドＥＤＦＡである。

【0033】

図６は、実施例に係るＧＥＦ本体に配置された例示的なハイブリッドＧＥＦ ６０１を示す。例えば、ＧＥＦ本体は、複数のハイブリッドＧＥＦ（ハイブリッドＧＥＦ ６０１を含む）を含むまたは収容する個別の独立した物理コンポーネントであってもよい。従って、ＧＥＦ本体は、リピータと分離することができる。ＧＥＦ本体に配置または構成されたＧＥＦの数は変化でき、且つ、リピータにおけるＥＤＦＡの数（例えば、光通信システムにおけるファイバ数）に依存することが理解できる。

【0034】

図に示すように、図５のハイブリッドＧＦＦ ５０１に類似し、ハイブリッドＧＥＦ ６０１は、ＧＦＦ ６０２およびＧＦＦ ６０４を少なくとも含んでもよく、ＧＦＦ ６０２は広帯域ＧＥＦであってもよく、ＧＦＦ ６０４は狭帯域ＧＥＦであってもよい。例において、ＧＥＦ本体は、リピータに結合され、ＧＥＦ本体における各ハイブリッドＧＥＦをリピータの各ＥＤＦＡ出力に結合または接続させることができる。少なくともこの点で、ＧＥＦ本体におけるハイブリッドＧＥＦは、ＧＥＦが少なくともリピータの外部にあることを除き、ハイブリッドＧＦＦと同様に効率的に動作する。従って、ハイブリッドＧＥＦおよび対応するＧＥＦ本体が光通信システムにおける戦略的な位置で設計の柔軟性および利得の補正を行うことを可能にし、特に、リピータを有する従来のシステムにおいて、これらのリピータがハイブリッドＧＦＦで構成または修正されにくいことは有利である。

【0035】

上記実施例および例に加え、より複雑な利得補正配置を更に考慮することができる。例えば、狭帯域フィルタは、広帯域フィルタを用いた光伝送帯域幅における複数の位置で利得形状を補正するように構成されてもよい。また、広帯域フィルタは、伝送帯域幅全体をカバーするように設計することができる。また、ハイブリッド利得補正フィルタの様々な構成を更に考える。例えば、ハイブリッド利得補正は、リピータ自体に周期的に（例えば、１２個のリピータごとに）適用されてもよいし、リピータの個別の本体に結合するように設計されてもよく、これについては以下で更に説明する。

【0036】

図７は、実施例に係る光通信システムにおける例示的なハイブリッドＧＦＦの実現７００を示す。例えば、図７は、光通信システムの一方向部分を示し、該一方向部分は、送信機（Ｔｘ）と受信機（Ｒｘ）との間に結合または接続された少なくとも３本の分離したファイバを有する。リピータ７０２、７０４、Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋Ｍは、３本のファイバのそれぞれで送信される光信号を増幅するために、予め設定された距離、間隔またはスパンで送信機と受信機との間に配置されて離間されてもよい。図に示すように、各リピータ（リピータＮおよびＮ＋Ｍを除く）は、少なくとも３つのＥＤＦＡおよび少なくとも３つの通常のＧＦＦを含んでもよく、それらは、各ファイバに対応するＥＤＦＡの出力箇所に結合される。リピータＮおよびＮ＋Ｍのそれぞれは、少なくとも３つのＥＤＦＡを含むが、従来のＧＦＦの代わりに、３つのハイブリッドＧＦＦは、図に示すように、それぞれのＥＤＦＡ出力に結合することができる。図７において、リピータＮ＋Ｍに結合できる通常のＧＥＦ本体７０６（少なくとも３つの通常のＧＥＦを含む）を更に示す。通常、リピータにおける１つの伝送方向用の増幅器の最小数は１以上であることが理解できる。

【0037】

上述したように、リピータＮおよびＮ＋ＭのハイブリッドＧＦＦは、複数のリピータスパンに累積された利得形状の任意の変化または誤差を補正または等化するように構成されてもよい。実施例において、ハイブリッドＧＦＦの間隔は、少なくとも部分的に最適な利得補正能力および／またはシステムの設計に基づいて予め設定できる。例えば、最適なハイブリッドＧＦＦ間隔は、リピータＮとリピータＮ＋Ｍとの間の距離（例えば、「Ｍ個目の」リピータまたはリピータスパンＭの後）であってもよい。該距離はＭよりも大きくなってもよいし、小さくなってもよいことが理解できる。

【0038】

図８は、実施例に係る光通信システムにおける例示的なハイブリッドＧＥＦの実現８００を示す。図８の光通信システムは、該システムの少なくとも一方向部分が送信機と受信機との間に３本の個別のファイバを有し、且つ、リピータ８０２、８０４、ＮおよびＮ＋１を更に含み、各リピータが３つのＥＤＦＡおよび対応するファイバに対応する３つの通常のＧＦＦを有するため、図７に示すシステムに類似してもよい。

【0039】

図に示すように、ハイブリッドＧＥＦ本体８０６は、少なくとも３つのハイブリッドＧＥＦを含んでもよく、且つ、ＧＥＦ本体８０６は、上述したように、累積された利得形状の変化または誤差を少なくとも補正または等化するように、リピータＮに結合することができる。リピータＮにおける各ＧＦＦ出力は、ＧＥＦ本体８０６の対応するハイブリッドＧＥＦに結合される。ハイブリッドＧＥＦを使用する多くの利点の１つは、装着または構成の柔軟性を提供できることであり、これにより、ハイブリッド利得補正フィルタを容易に既存のシステム環境に集積することを可能にし、例えば、従来システムを容易に修正することができない。

【0040】

図９は、実施例に係る光通信システムにおける例示的な双方向ハイブリッドＧＥＦの実施形態９００を示す。図９の光通信システムは、該システムは双方向であることを除き、図８に示すシステムに類似してもよい。ＧＥＦ本体８０６に類似し、ハイブリッドＧＥＦを有する１つまたは複数のＧＥＦ本体は、図に示すように、システムの１つまたは複数のリピータに結合することができる。通信システムが双方向であるため、示された２つのＧＥＦ本体は、少なくとも６つの個別のハイブリッドＧＥＦを有し、そのうちの３つは、一方向における３本のファイバに対応し、残りの３つは、反対方向における３本のファイバに対応する。

【0041】

いくつかの例において、ハイブリッドＧＦＦおよびハイブリッドＧＥＦの実施形態は、利得等化誤差の補正能力を更に向上させるために、同じ通信システムでいずれも可能であることが理解できる。例えば、ハイブリッドＧＦＦは、各Ｎ個目のリピータに含まれてもよく、ハイブリッドＧＥＦを有するＧＥＦ本体は、各Ｍ個目のリピータに結合することができ、以降は類推によって推測できる。

【0042】

上記多段利得補正フィルタは、多くの点で有利である。上述したように、光通信システムのリピータ（または、従来のＧＥＦ本体）で従来の非反射利得補正技術を使用することは、リピータにおける受動部品（例えば、アイソレータ）の総数を減らすことができるため、重要である可能性があり、これにより、最終的に、システムの電力性能を向上させ、システムに関連する様々なコストを節約することができる。従って、上記ハイブリッド利得補正フィルタ（例えば、ハイブリッドＧＦＦ、ハイブリッドＧＥＦ）は、システムにおける従来の非反射利得補正フィルタによる利得形状の任意の望ましくない変化（例えば、利得等化誤差）を補正する。これにより、光通信システムで従来の非反射利得補正技術を使用し続けることを可能にし、利得等化誤差のシステムを介する伝播の悪影響および望ましくない影響が発生しない。また、ハイブリッドＧＦＦまたはＧＥＦの段は、異なる方式で配置でき、且つ、その中で様々な技術（例えば、反射、非反射）を実現することができる。増幅器の利得形状の場合、（複数の）ハイブリッドＧＥＦまたは（複数の）ハイブリッドＧＦＦは有利である可能性もあり、ここで、非ハイブリッドフィルタの使用（反射または非反射技術に基づく）は、受信機箇所の利得等化誤差を上昇する。

【0043】

ここで、従来の利得補正技術を使用または実現する光通信システムにおける利得等化誤差を管理するための新規かつ革新的な技術を開示する。本開示の範囲は、本明細書に記載の特定の実施例によって限定されるものではない。実際には、本明細書に記載の実施例および本開示の修正に加え、本開示の他の様々な実施例および修正は、当業者にとって、前述した記述および図面から明らかである。

【0044】

従って、このような他の実施例および修正は、本開示の範囲内に含まれるものとする。また、本開示は、特定の目的のための特定の環境での特定の実現の文脈で説明されたが、当業者は、その有用性がこれらに限定されず、本開示が任意の数の目的で任意の数の環境において有益に実施され得ることを認識する。従って、以下に記載される特許請求の範囲は、本明細書に記載された本開示の全ての幅および精神に基づいて解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【国際調査報告】