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特表2024-529599デュアル出力のコヒーレント光技術

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2024-08-08

(54)【発明の名称】デュアル出力のコヒーレント光技術

(51)【国際特許分類】

H04B 10/61 20130101AFI20240801BHJP

H04B 10/50 20130101ALI20240801BHJP

H04J 14/06 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

H04B10/61

H04B10/50

H04J14/06

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023570412

(86)(22)【出願日】2022-11-23

(85)【翻訳文提出日】2023-11-14

(86)【国際出願番号】 US2022050923

(87)【国際公開番号】W WO2023097015

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】63/282,416

(32)【優先日】2021-11-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/848,948

(32)【優先日】2022-06-24

(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】502208397

【氏名又は名称】グーグルエルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＧｏｏｇｌｅＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】１６００ＡｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅＰａｒｋｗａｙ９４０４３ＭｏｕｎｔａｉｎＶｉｅｗ，ＣＡＵ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョウ，シャン

(72)【発明者】

【氏名】ラム，セドリック・エフ

(72)【発明者】

【氏名】リウ，ホン

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AA10

5K102AA11

5K102AA17

5K102AD00

5K102AD01

5K102AD15

5K102AH02

5K102AH11

5K102PB01

5K102PD13

5K102PH02

5K102PH11

5K102PH22

5K102PH37

5K102PH47

5K102PH48

5K102PH49

5K102PH50

5K102RB14

5K102RD05

5K102RD26

5K102RD28

(57)【要約】

提案される技術は、１＋１光保護を可能にし、同様の送信機（Ｔｘ）および受信機（Ｒｘ）の実装複雑さに対して、コヒーレントモジュール出力光パワーを３ｄＢ改善することができ、ならびに既存のデータセンタフォーマットへの統合を可能にする。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

デュアル入力受信機であって、
第１の信号を受信するように設定された第１の偏光ビームスプリッタと、
第２の信号を受信するように設定された第２の偏光ビームスプリッタであって、前記第２の信号が前記第１の信号の複製である、第２の偏光ビームスプリッタと
を備え、
前記第１の偏光ビームスプリッタが、前記第１の信号を第１の成分と第２の成分に分割して、前記第１の信号の前記第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラに、および前記第１の信号の前記第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラに提供するように設定され、
前記第２の偏光ビームスプリッタが、前記第２の信号を２つの成分に分割して、前記第２の信号の第１の成分を前記第１の９０度ハイブリッドの前記第１の光カプラに、および前記第２の信号の第２の成分を前記第２の９０度ハイブリッドの前記第２の光カプラに提供するように設定され、
前記第１および第２の９０度ハイブリッドが前記第１の信号に関連付けられた位相または偏光情報を出力するように、前記第１の９０度ハイブリッドおよび前記第２の９０度ハイブリッドの前記第１および第２の光カプラが局部発振器に結合される、デュアル入力受信機。

【請求項2】

前記第１の９０度ハイブリッドの前記第１の光カプラが、第１のカップリング信号を第３の光カプラに出力し、前記第３の光カプラが、出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第１のセットを出力する、請求項１に記載のデュアル入力受信機。

【請求項3】

前記第１の９０度ハイブリッドの前記第１の光カプラが、第２のカップリング信号を第４の光カプラに出力し、前記第４の光カプラが、前記出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第２のセットを出力する、請求項２に記載のデュアル入力受信機。

【請求項4】

前記局部発振器が、１つまたは複数の局部発振信号を、前記第３の光カプラに、および前記第４の光カプラに出力する、請求項３に記載のデュアル入力受信機。

【請求項5】

前記局部発振器に結合された１×４スプリッタをさらに備える、請求項４に記載のデュアル入力受信機。

【請求項6】

前記第２の９０度ハイブリッドの前記第２の光カプラが、第３のカップリング信号を第５の光カプラに出力し、前記第５の光カプラが、前記出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第３のセットを出力する、請求項１に記載のデュアル入力受信機。

【請求項7】

前記第２の９０度ハイブリッドの前記第２の光カプラが、第４のカップリング信号を第６の光カプラに出力し、前記第６の光カプラが、前記出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第４のセットを出力する、請求項６に記載のデュアル入力受信機。

【請求項8】

前記局部発振器が、１つまたは複数の局部発振信号を、前記第５の光カプラに、および前記第６の光カプラに出力する、請求項７に記載のデュアル入力受信機。

【請求項9】

前記局部発振器に結合された１×４スプリッタをさらに備える、請求項８に記載のデュアル入力受信機。

【請求項10】

デュアル出力送信機であって、
レーザ出力信号を受信し、前記レーザ出力信号に基づいて、元の同相成分または元の直交成分をそれぞれが出力するように設定された、複数のマッハ－ツェンダー変調器（ＭＺＭ）と、
前記複数のＭＺＭに結合され、第１の伝送信号を作り出すために、第１の元の同相成分と第１の元の直交成分をＸ偏光平面およびＹ偏光平面において組み合わせるように設定された、第１の偏光ビームコンバイナであって、前記第１の伝送信号では前記第１の元の同相成分が前記複数のＭＺＭのうちの第１のＭＺＭによって生成された第１の信号に基づいており、前記第１の元の直交成分が前記複数のＭＺＭのうちの第２のＭＺＭによって生成された第２の信号に基づいている、第１の偏光ビームコンバイナと、
前記複数のＭＺＭに結合され、第２の伝送信号を作り出すために、第１の相補的な同相成分と第１の相補的な直交成分を前記Ｘ偏光平面および前記Ｙ偏光平面において組み合わせるように設定された、第２の偏光ビームコンバイナであって、前記第２の伝送信号では前記第１の相補的な同相成分が前記複数のＭＺＭのうちの第３のＭＺＭによって生成された第３の信号に基づいており、前記第１の相補的な直交成分が前記複数のＭＺＭのうちの第４のＭＺＭによって生成された第４の信号に基づいている、第２の偏光ビームコンバイナと
を備え、前記第１の伝送信号と前記第２の伝送信号が等価な情報を含む、デュアル出力送信機。

【請求項11】

前記複数のＭＺＭのうちの前記第２のＭＺＭによって生成された前記第２の信号が、第１の９０度位相シフタに提供され、前記第１の９０度位相シフタが、第１の光カプラを通じて前記第１の偏光ビームコンバイナに結合される、請求項１０に記載のデュアル出力送信機。

【請求項12】

前記第１の９０度位相シフタが、前記複数のＭＺＭのうちの前記第１のＭＺＭに結合されて、前記第１の信号を受信するように設定される、請求項１１に記載のデュアル出力送信機。

【請求項13】

前記第１の信号が、前記第１の光カプラに提供される、請求項１２に記載のデュアル出力送信機。

【請求項14】

前記第１の光カプラが、前記第２の偏光ビームコンバイナに結合される、請求項１３に記載のデュアル出力送信機。

【請求項15】

前記複数のＭＺＭのうちの前記第４のＭＺＭによって生成された前記第４の信号が、第２の９０度位相シフタに提供され、前記第２の９０度位相シフタが、第２の光カプラを通じて前記第２の偏光ビームコンバイナに結合される、請求項１０に記載のデュアル出力送信機。

【請求項16】

前記第２の９０度位相シフタが、前記複数のＭＺＭのうちの前記第３のＭＺＭに結合されて、前記第３の信号を受信するように設定される、請求項１５に記載のデュアル出力送信機。

【請求項17】

前記第３の信号が、前記第２の光カプラに提供される、請求項１６に記載のデュアル出力送信機。

【請求項18】

前記第２の光カプラが、前記第１の偏光ビームコンバイナに結合される、請求項１７に記載のデュアル出力送信機。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１１月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／２８２，４１６号の出願日の利益を主張する、２０２２年６月２４日に出願された米国特許出願第１７／８４８，９４８号の継続であり、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

背景
コヒーレント光通信技術には、通常、光ファイバケーブルで情報をトランスポートする際、光の振幅と位相を変調すること、ならびに２つの偏光状態での伝送を伴う。コヒーレント光通信技術は、光ファイバケーブルの利用可能な帯域幅または伝送経路を、競合する技術よりも多く利用する可能性を提供する。そのような通信は、通常、コヒーレント光受信機を利用する。そのような受信機では、伝送される信号は、位相情報の抽出を実現するためにコヒーレント受信機と称される、局部発振器（ＬＯ）を使用することと干渉する。

【0003】

強度変調直接検波（ＩＭ－ＤＤ：ＩｎｔｅｎｓｉｔｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＤｉｒｅｃｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）などの光伝送の他の形態と比較して、コヒーレント光技術は、可能な限りの利点を提供する。利点として、高い受信機感度、高いスペクトル効率（ＳＥ）、およびファイバ波長分散（ＣＤ）および偏光モード分散（ＰＭＤ）などの様々な線形光障害に対する高い耐性が挙げられる。伝送の間に偏光の状態（ＳＯＰ）が維持されない用途では、通常は位相－偏光ダイバーシティ四次元（４Ｄ）ベクトル受信機が、コヒーレント変調された信号を検出して復調するために採用される。４Ｄとは、Ｘ偏光信号とＹ偏光信号の、別個の同相（Ｉ）および直交（Ｑ）成分を指す（Ｘ偏光信号のためのＩ^＋、Ｉ^－、Ｑ^＋、Ｑ^－、およびＹ偏光信号のためのＩ^＋、Ｉ^－、Ｑ^＋、Ｑ^－）。４Ｄベクトル受信機はまた、受信された信号が単に、単偏光（ＳＰ）直交振幅変調（ＱＡＭ）信号などの二次元（２Ｄ）変調光信号、またはＳＰパルス振幅変調（ＳＰ－ＰＡＭ）信号などの一次元（１Ｄ）変調信号である場合に、通常は使用される。

【0004】

プラガブルなコヒーレント光技術は、いくつかの設計制約の境界内で機能する。第１の制約は、例えば冗長な信号がネットワークで送信される１＋１保護用途での８００Ｇｂｐｓ（「Ｇ」と表記される、ＧｂｐｓまたはＧｂ／ｓ）以上などの、高い帯域幅スループットを使用する際のリンクバジェット課題である。第２の制約は、ｐｏｉｎｔｔｏｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔネットワークまたはアプリケーションにおける「ｂｒｅａｋｏｕｔ」用途での、費用対効果の課題である。別の制約は、比較的タイトな電力損要件であり、プラガブルな光モジュールの電力消費を制限する。この点において、モジュール電力密度は、典型的には帯域幅に対する需要の高まりとともに大きくなっている。これらの、ならびに他の制約は、このタイプの技術のモジュール設計およびデプロイメントの際に考慮される要因である。

【発明の概要】

【0005】

概要
開示の技術の態様は、プラガブルなコヒーレント光学系に関する方法、システム、および装置を含む。例えば、開示の技術は、デュアル入力受信機またはデュアル出力送信機を含むことができる。他の事例では、開示の技術は、デュアル入力受信機およびデュアル出力送信機のそれぞれの１つまたは複数を含む、プラガブルなコヒーレント送受信機を含むことができる。

【0006】

例えば、開示の技術の態様は、第１の信号を受信するように設定された第１の偏光ビームスプリッタと、第２の信号を受信するように設定された第２の偏光ビームスプリッタであって、第２の信号が第１の信号の複製である、第２の偏光ビームスプリッタとを備える、デュアル入力受信機を含むことができる。第１の偏光ビームスプリッタは、第１の信号を第１の成分と第２の成分に分割して、第１の信号の第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラに、および第１の信号の第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラに提供するように設定することができる。加えて、第２の偏光ビームスプリッタは、第２の信号を２つの成分に分割して、第２の信号の第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラに、および第２の信号の第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラに提供するように設定することができる。さらには、第１および第２の９０度ハイブリッドが第１の信号に関連付けられた位相または偏光情報を出力するように、第１の９０度ハイブリッドおよび第２の９０度ハイブリッドの第１および第２の光カプラを局部発振器に結合することができる。

【0007】

開示の技術の本態様によると、第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラは、第１のカップリング信号を第３の光カプラに出力し、第３の光カプラは、出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第１のセットを出力する。さらには、第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラは、第２のカップリング信号を第４の光カプラに出力し、第４の光カプラは、出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第２のセットを出力する。加えて、局部発振器は、１つまたは複数の局部発振信号を、第３の光カプラに、および第４の光カプラに出力する。さらには、デュアル入力受信機はまた、局部発振器に結合された１×４スプリッタを含むこともできる。

【0008】

さらに開示の技術の本態様によると、第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラは、第３のカップリング信号を第５の光カプラに出力し、第５の光カプラは、出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第３のセットを出力する。加えて、第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラは、第４のカップリング信号を第６の光カプラに出力し、第６の光カプラは、出力位相または偏光情報の少なくとも一部を含む出力信号の第４のセットを出力する。その上、局部発振器は、１つまたは複数の局部発振信号を、第５の光カプラに、および第６の光カプラに出力し、デュアル入力受信機はまた、局部発振器に結合された１×４スプリッタを含むこともできる。

【0009】

開示の技術の別の態様は、デュアル出力送信機を含むことができる。デュアル出力送信機は、レーザ出力信号を受信し、レーザ出力信号に基づいて、元の同相成分または元の直交成分をそれぞれが出力するように設定された、複数のマッハ－ツェンダー変調器（ＭＺＭ）と、複数のＭＺＭに結合され、第１の伝送信号を作り出すために、第１の元の同相成分と第１の元の直交成分をＸ偏光平面およびＹ偏光平面において組み合わせるように設定された、第１の偏光ビームコンバイナであって、第１の伝送信号では第１の元の同相成分が複数のＭＺＭのうちの第１のＭＺＭによって生成された第１の信号に基づいており、第１の元の直交成分が複数のＭＺＭのうちの第２のＭＺＭによって生成された第２の信号に基づいている、第１の偏光ビームコンバイナと、複数のＭＺＭに結合され、第２の伝送信号を作り出すために、第１の相補的な同相成分と第１の相補的な直交成分をＸ偏光平面およびＹ偏光平面において組み合わせるように設定された、第２の偏光ビームコンバイナであって、第２の伝送信号では第１の相補的な同相成分が複数のＭＺＭのうちの第３のＭＺＭによって生成された第３の信号に基づいており、第１の相補的な直交成分が複数のＭＺＭのうちの第４のＭＺＭによって生成された第４の信号に基づいている、第２の偏光ビームコンバイナとを備える。加えて、第１の伝送信号と第２の伝送信号は、等価な情報を含む。

【0010】

開示の技術の本態様によると、複数のＭＺＭのうちの第２のＭＺＭによって生成された第２の信号は、第１の９０度位相シフタに提供され、第１の９０度位相シフタは、第１の光カプラを通じて第１の偏光ビームコンバイナに結合される。さらには、第１の９０度位相シフタは、複数のＭＺＭのうちの第１のＭＺＭに結合されて、第１の信号を受信するように設定することができる。さらに開示の技術の本態様によると、第１の信号は、第１の光カプラに提供され、第１の光カプラは、第２の偏光ビームコンバイナに結合される。

【0011】

さらに開示の技術の本態様によると、複数のＭＺＭのうちの第４のＭＺＭによって生成された第４の信号は、第２の９０度位相シフタに提供され、第２の９０度位相シフタは、第２の光カプラを通じて第２の偏光ビームコンバイナに結合される。加えて、第２の９０度位相シフタは、複数のＭＺＭのうちの第３のＭＺＭに結合されて、第３の信号を受信するように設定することができる。さらには、第３の信号は、第２の光カプラに提供され、第２の光カプラは、第１の偏光ビームコンバイナに結合される。

【0012】

添付の図面は、縮尺通りに描かれるよう意図されていない。様々な図面において、同じ参照符号および表記は、同じ要素を指す。明瞭にする目的で、すべての構成要素がすべての図面においてラベル付けされているわけではない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の態様による、プラガブルな４００Ｇ－ＺＲコヒーレント光技術を使用した１＋１保護メトロトランスポートシステムの概略図である。

【図2】本開示の態様による、コヒーレント光技術を使用した１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の概略図である。

【図3】開示の技術の態様による、デジタルサブキャリアベースの１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の概略図である。

【図4】単出力単入力の、コヒーレント送受信機の概略図である。

【図5】開示の技術の態様による、第１の例示のデュアル出力単入力のコヒーレント光送受信機技術の概略図である。

【図6】共通偏光および位相ダイバーシティ受信機の拡大図である。

【図7】本開示の態様の実施の、例示の態様の図である。

【図8】開示の技術の態様による、デュアル出力デュアル入力のコヒーレント光送受信機技術の図である。

【図9】開示の技術の態様による、デュアル出力デュアル入力のコヒーレント光技術を使用した例示の１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の概略図である。

【図10】開示の技術の態様による、例示のコンピューティングシステムの図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

詳細な説明
概観
開示の技術は、同様の送信機（Ｔｘ）および受信機（Ｒｘ）の実装複雑さで、同一レーザを使用することによって、コヒーレントなモジュール出力光パワーを３ｄＢ改善し、既存のデータセンタアーキテクチャへの統合を可能にする。モジュール光パワーの増大は、以下でさらに詳細に説明するように１＋１光保護を必要とする光トランスポートシステムでサポートされるリンク損を大きくするために使用することができ、ｐｏｉｎｔｔｏｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔのブレークアウト用途でのコヒーレント光学系の費用対効果および／またはパフォーマンスを改善するためにも使用することができる。

【0015】

例えば、開示の技術は、同じコヒーレント変調された光信号のデュアル出力を実現するために、１つはＸ偏光およびもう１つはＹ偏光の、一対のＩ／Ｑ変調器の相補的な出力が使用されるように、一対の偏光ビームコンバイナ（またはスプリッタ）を利用し、事実上３ｄＢカプラを使用することなくコヒーレント送受信機出力パワーを３ｄＢ倍増する。別の例として、デュアル出力およびデュアル入力コヒーレント光送受信機は、開示の技術を使用して実装することができる。本技術は、このような用途を可能にするために必要とされる光学部品の数を例えば約半分低減しつつ、４つの４００Ｇｂ／ｓまたは８つの４００Ｇｂ／ｓ用途を可能にすることができる。別の例として、本技術は、（受信した信号を組み合わせるために）追加的な３ｄＢカプラを使用することなく２つの信号を独立に受信する受信機の実装形態を可能にする。

【0016】

開示の技術は、リンクバジェットを６ｄＢ以上改善することができる。
例示のシステム
以下の図面は、開示の技術の態様を図示する。当業者であれば、様々な開示の部品は、本明細書において開示される方法および技法を実施するために、開示される電子機器、プロセッサ、およびコンピューティングデバイスのうちの１つまたは複数によって電子的に結合され得ることを理解されよう。簡潔さと明瞭さのために、すべての電子機器またはデータリンクが図示されるわけではない。

【0017】

図１は、プラガブルな４００Ｇ－ＺＲコヒーレント光技術を使用した１＋１保護メトロトランスポートシステム１００の概略図である。通常はメッシュトポロジーが使用されるロングホール（ＬＨ）トランスポートネットワークとは異なり、メトロネットワークではｐｏｉｎｔ－ｔｏ－ｐｏｉｎｔリンクがしばしば使用される。そのようなｐｏｉｎｔ－ｔｏ－ｐｏｉｎｔ光リンクでは、図１に示されるように、１＋１光保護（例えば、別個のまたは保護光リンクで伝送情報を提供すること）を利用して、ファイバリンク障害の影響を最小化することができる。

【0018】

図１には、ポート１１１と１１２を備えたルータ１１０、およびポート１９１と１９２を備えたルータ１９５が図示される。データは、メトロラインシステム１９９を介してルータ１１０からルータ１９５に送信することができる。ルータ１１０は、光カプラ１３０に接続された波長分割マルチプレクサ１２０を用いて光学的に接続することができる。光カプラ１３０は、光増幅器（ＯＡ）１４１および１４２に接続され、これらは２×１スイッチ１５０に光学的に接続される。２×１スイッチ１５０は、２つの入力信号を受け取って、ＷＤＭＤｅＭｕｘ１９０などの波長分割多重化（ＷＤＭ）デマルチプレクサ（ＤｅＭｕｘ）に向けて１つの出力信号を出力することができる。ＷＤＭＤｅＭｕｘ１９０は、受信した信号を、２つの信号に逆多重化し、これらの信号をポート１９１と１９２を通じて、ルータ１９５に提供することができる。光ファイバ通信では、波長分割多重化（ＷＤＭ）は、異なる波長またはレーザ光の色を使用することによって、いくつかの光キャリア信号を単一の光ファイバに多重化する技術である。いくつかの例では、ポート１１１、１１２（または１９１、１９２）は、図４に関して説明されるような単出力単入力コヒーレント送受信機などの送受信機を有する、または含むことができる。

【0019】

図１に示されるように、１＋１保護を有効にするために、３ｄＢ光カプラは波長多重化された光信号を２経路に分割する。これら２経路のうちの１つは、主信号経路と考えることができ、もう１つは、保護経路と考えることができる。光増幅器に先立って３ｄＢカプラが必要であるという要件のために、ルータ１１０から「発射」または送信される光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）は、少なくとも３ｄＢ分低減される。発射ＯＳＮＲにおける、そのような３ｄＢ（またはそれ以上）の低減は、４００Ｇ－ＺＲベースのメトロシステムにおいて、まだ管理可能であるが、サポートされるリンク損失における３ｄＢ以上の低減の影響は、８００Ｇおよびそれを越える速度では比例的に大きくなる。例えば、ある事例では、体験されるリンク損失は、要求されるよりも大きい場合がある（例えば、２０ｄＢ～１６ｄＢ）。

【0020】

図２は、本開示の態様による、コヒーレント光技術を使用した１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の概略図である。図２に示されるようなブレークアウト機能は、データセンタ内のラックスイッチの上部から中間ブロック接続までなど、データセンタネットワークで必要とされるだけではなく、モバイルフロントホールならびに従来の電話通信およびケーブルアクセスネットワークでも有用である。

【0021】

図２には、コヒーレント送受信機２１０、２２０、２３０、および２４０など、光信号を伝送および受信することが可能な４つのコヒーレント送受信機ユニットを備えることができる光モジュール２９９が描かれる。いくつかの例では、コヒーレント送受信機は、独立した送信機（Ｔｘ）および受信機（Ｒｘ）を含むことができる。光モジュール２９９の全体速度は、それが含むコヒーレント送受信機の合計であることができる。例えば、図２では、光モジュール２９９は全体速度１．６Ｔｂ／ｓを有することができるが、各コヒーレント送受信機は速度４００Ｇｂ／ｓを有する。コヒーレント光送受信機またはモジュールは、コヒーレント変調を使用することができ、光ファイバケーブルを通じてなど、光システムを通じて接続する電気インターフェースと光インターフェースを有することができる。

【0022】

図２に図示されるようなブレークアウト用途では、ブレークアウトまたはファンアウト速度は、通常、光モジュール速度の４分の１または８分の１である。ブレークアウトとは、異なる光学経路を通じて全体の信号をブレークアウトすること、またはファンアウトすることを指すことができる。例えば、コヒーレント光技術では、１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュールは、４セットの４００Ｇｂ／ｓコヒーレントＴｘとＲｘを必要とするが、３．２Ｔｂ／ｓＤＲ８光モジュールは、８セットの４００Ｇｂ／ｓコヒーレントＴｘとＲｘを必要とする。簡潔のため図２には図示していないが、４つのバランスされた光検波器（ＰＤ）およびトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）に加え、コヒーレントＴｘとＲｘの各セットは４つの光変調器を必要とする可能性があるため、この設計方法では費用対効果を実現することは困難な場合がある。

【0023】

図３は、開示の技術の態様による、デジタルサブキャリアベースの１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の概略図である。図３は、デジタルサブキャリアベースの１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の例示の実装形態を示す。図３で図示されるように、データ（例えば、データ１およびデータ２）は、異なる周波数でエンコードすることができる。

【0024】

図３は、本明細書において説明されるコヒーレント送受信機に類似し得る、２つの２サブキャリア８００Ｇｂ／ｓコヒーレント送受信機３１０および３２０を含む光モジュール３９９を図示する。コヒーレント送受信機３１０は、３ｄＢ光カプラ３３１および３３２に接続することができるが、コヒーレント送受信機３２０は３ｄＢ光カプラ３３３および３３４に接続することができる。３ｄＢ光カプラ３３１～３３４は、１つの光信号を受信し、２つの光信号を伝送することができるか、その逆で、２つの光信号を受信して、その２つの信号を１つの出力光信号に結合することができる。図３に関して様々な経路がラベル付けされてある。例えば、４００Ｇ経路１は、３ｄＢ光カプラ３３１からの外向き信号、および光カプラ３３２への内向き信号を含むことができる。

【0025】

図２に関して説明されるコヒーレント光実装形態と比較して、図３に示されるデジタルサブキャリアベースの実装形態は、より高い帯域幅成分の使用を通じて、必要とされる光学部品を半分に低減することができる。サブキャリア変調された２つの８００Ｇコヒーレント光信号を４つの４００Ｇ光信号にブレークアウトするには、３ｄＢカプラを、図３の送信機と受信機の両方に導入することができる。これは、６ｄＢのリンクバジェット損失に換算することができる。

【0026】

図４は、単出力単入力の、コヒーレント送受信機４００の概略図である。図４は、単出力単入力の、コヒーレント送受信機に接続されたレーザ４１０を図示する。レーザ４１０は、受信した信号の処理の一部として、局部発振器（ＬＯ）を通じて共通偏光および位相ダイバーシティ受信機に接続される。レーザ４１０は他の部品とともにブロック内に示されるが、コヒーレント送受信機４００の他の部品とは別個に、ブロックの外側に配置されてもよい。レーザ４１０は、あらゆる光源であることができ、限定はしないが、レーザ、特殊設計半導体、白熱電球、無電極ランプ、またはハロゲンランプのあらゆる組合せを含む。一例として、レーザ４１０は、分散フィードバックレーザであることができる。レーザ４１０は、光パルスまたは光波中の信号をエンコードするために、電子制御することができる。レーザ４１０は、変調器に光学的に結合することができる。

【0027】

レーザ４１０は、図４に図示されるが簡潔のためにラベル付けされていないマッハ－ツェンダー変調器（ＭＺＭ）に結合することができる。各ＭＺＭは、レーザ４１０によって生成される光信号の同相（Ｉ）成分または直交（Ｑ）成分を受信するか生成することができる。さらには、各ＭＺＭはまた、「Ｘ」もしくは「Ｙ」成分または伝送光の偏光を受信して、同相ｘ（Ｉｘ）、同相ｙ（Ｉｙ）、直交ｘ（Ｑｘ）、および直交ｙ（Ｑｙ）の確率を生成することもできる。π／２ブロック４１４、４１８は、同相成分と直交成分との間に位相差を導入する。図４に示されるように、同相成分および直交成分は、π／２（すなわち９０度）位相差を有する。ＭＺＭＱｘ要素の出力は、π／２位相回転子４１４への入力である。π／２位相回転子４１４は、同相（Ｉｘ）および直交（Ｑｘ）Ｘ成分の間にπ／２位相差を導入する。同様に、位相回転子４１８は、同相（Ｉｙ）および直交（Ｑｙ）Ｙ成分の間にπ／２位相差を導入する。

【0028】

ＭＺＭおよびπ／２ブロックの出力は、クロスオーバポイント４２４、４２８を介して結合されるものとして説明的に描かれ、その後偏光ビームコンバイナ（ＰＢＣ）４５０で受け取られる。クロスオーバポイント４２４、４２８は、同相および直交の信号成分を結合する３ｄＢカプラを、それぞれ含むことができる。したがって、ＰＢＣ４５０は、同相および直交の成分を受信して結合し、結合した信号を伝送する。例えば、図４に関して、ＰＢＣ４５０は、Ｑｘ成分とＱｙ成分とを結合する。ＰＢＣ４５０は、例えばＸ偏光した光の偏光軸をｙ軸へと回転させる、またはその逆の、９０度偏光回転子を含む。動作において、ＰＢＣ４５０はまた、ｘ信号成分とｙ信号成分とを組み合わせるように機能し、これは実際問題として、同一の横電場モード（ＴＥモード）（または横磁場モード（ＴＭモード））信号を含むことができる。ＴＥからＴＭモード（またはその逆）の変換（すなわち、偏光変換）は、ＰＢＣ４５０内で行なわれる。ＰＢＣ４５０は、ＰＢＳ４５０として考えることができる。当業者であれば認識できるように、偏光ビームコンバイナは、一般的に２つの直交する偏光を単出力信号に組み合わせる機能を実施するが、偏光ビームスプリッタは、単入力を直交する偏光成分に分割する。したがって、実際問題として、同一の光回路またはデバイスは、いずれかの機能を実施するように構成することができる。

【0029】

受信機４４０は、共通偏光および位相ダイバーシティ受信機であることができる。受信機４４０は、受信機が光信号を受信してデジタル信号に変換することができるように、以下の図６に関して説明される部品のいずれも含むことができる。

【0030】

図５は、開示の技術の態様による、第１の例示のデュアル出力単入力のコヒーレント光送受信機またはモジュール５００技術の概略図である。図５には、レーザ４１０に類似し得るレーザ５１０、および光モジュールを形成することができる受信機５９９が図示される。受信機５９９は、受信機４４０に類似の共通偏光および位相ダイバーシティ受信機であることができる。レーザ５１０は、いくつかのＭＺＭに光学的に結合され、先に考察したように、図面に示される他の要素を含め、ブロックの外に含まれてもよい。図５に図示されるように、一定のＭＺＭの出力は、ブロック５１４、５１８において、同相成分と直交成分との間にπ／２（すなわち９０度）の位相差ができるように、９０度位相回転される。その後、同相および直交信号は、３ｄＢカプラ５２４、５２８において、Ｘ偏光とＹ偏光の両方で組み合わされる（上側２つのＭＺＭはＸ偏光用、下側２つのＭＺＭはＹ偏光用）。ＰＢＣ５５０は、同相および直交ｙ成分を受信することができるが、ＰＢＣ５６０は同相および直交ｘ成分を受信することができる。ＰＢＣ５５０、５６０は、上で考察したように機能する９０度偏光回転子を含む。より一般的には、ＰＢＣ５５０、５６０は、ｘおよびｙ信号成分を組み合わせて、それぞれ伝送信号を出力するように機能する。各伝送信号は、同一情報を含むため、１＋１保護スキームに必要とされる出力を与える。

【0031】

ＭＺＭＩ／Ｑ変調器によって出力される同相成分が無視される、図４に図示される単出力単入力コヒーレント送受信機技術と比較して、図５のコヒーレント送受信機技術は、追加的な偏光ビームコンバイナ（ＰＢＣ）５６０を導入して、１つはＸ偏光およびもう１つはＹ偏光である、２つのＩ／Ｑ変調器の相補的な出力を組み合わせる。そのため、３ｄＢカプラを使用することなく同一のコヒーレント変調された光信号のデュアル出力を可能にし、実質的にコヒーレント送受信機出力パワーを３ｄＢ倍増する。

【0032】

図６は、図５の共通偏光および位相ダイバーシティ受信機５９９の拡大図である。明瞭さのため、図６のすべての部品がラベル付けされるわけではない。

【0033】

受信機５９９は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５０２、１×４スプリッタ５０３、局部発振器（ＬＯ）、９０度ハイブリッド５１１および５１２、光カプラ（ＯＣ）、光検波器（ＰＤ）およびトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）、または組み合わせたＰＤ／ＴＩＡ、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、ならびにデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５２０を含むことができる。

【0034】

ＰＢＳ５０２は、設定スキームに従って変調または設定することができる信号を、受信することができる。例えば、ＰＢＳ５０２は、エンコードされた情報を光信号として受信することができる。ＰＢＳ５０２は、光のビームを２つの直交成分に分割することができる。いくつかの例では、ＰＢＳ５０２は、プレート型ビームスプリッタまたはキューブ型ビームスプリッタであることができる。ＰＢＳ５０２は、光を「Ｘ」偏光および「Ｙ」偏光などの２つの直交成分に偏光することができる。本明細書において使用される場合、ＸおよびＹは２つの直交する軸を表現することができる。

【0035】

局部発振器は、９０度ハイブリッド５１１および５１２に伝播することができるコヒーレントで局所的な参照信号を（例えば、１×４スプリッタ５０３を介して）提供することができ、またｘ偏光成分およびｙ偏光成分をＰＢＳ５０２とＬＯから別個にすることができる。いくつかの例では、ハイブリッド５１１はｘ関連成分を得ることができ、ハイブリッド５１２はｙ関連成分を得ることができる。

【0036】

ＰＤ、ＴＩＡ、またはＰＤ／ＴＩＡは、光検波器とトランスインピーダンス増幅器のあらゆる組合せから作ることができる。光検波器は、光を電流に変換する半導体デバイスであることができる。光検波器は、表面に衝突するフォトンの数に比例する電流を生成することができる。フォトンが光検波器に吸収されて電気が生成されると、光検波器は光に対するセンサとして作用することができる。光検波器は、光の強度および／または波長を感知することができる、あらゆるデバイスであり得る。光検波器は、光ダイオードまたは光センサであることができる。いくつかの例では、光検波器は、光の特定の波長に対してより敏感となるように選ぶことができる。いくつかの例では、光検波器は、緑色光に対してより敏感となるように、または緑色光にのみ感度を持つように選ばれるか、そのように構成することができるが、別の光検波器は、赤色光に対してより敏感となるように、または赤色光にのみ感度を持つように構成することができる。光検波器はまた、光検波器のアレイから作ることもできる。トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）は、光検波器または他のフォトンもしくは光検知デバイスの電流出力を増幅するために使用することができる、電流－電圧変換デバイスであることができる。そのため、ＰＤ／ＴＩＡは、Ｘ偏光およびＹ偏光の両方の光を検出して、それぞれの信号を出力するために使用することができる。図６に示されるように、ＰＤ／ＴＩＡは、９０度ハイブリッド５１１および５１２から信号を受信するように構成することができる。ＰＤ／ＴＩＡの出力は、デジタルまたはアナログ信号であることができる。

【0037】

ＰＤ／ＴＩＡから出力される信号は、ＡＤＣによって変換することができる。ＡＤＣは、アナログ信号をデジタル信号に変換する。

【0038】

デジタル信号プロセッサ５２０は、デジタル出力をＡＤＣ６１８～６２４から受信することができる。そのため、デジタル信号プロセッサ５２０は、デジタルフォーマットで光としてエンコードされた情報を抽出するために使用することができる。

【0039】

図７は、提案されるデュアル出力単入力コヒーレント光技術を使用した、例示の１＋１保護トランスポートシステムの概略図である（一方向のみを示す）。

【0040】

図７には、ルータ１１０および１９５に類似し得る、ルータ７１０および７９０を含むことができる、システム７００が図示される。各ルータは、図５のモジュール５００などのデュアル出力単入力コヒーレント光モジュールを含むことができる。システム７００は、複数の入力信号を受信して、入力信号ごとに単出力信号を復元可能なやり方で合成する、マルチプレクサ（Ｍｕｘ）７２０および７２１を含むことができる。例えば、図７で図示されるように、各光モジュールは、１つの信号を各Ｍｕｘ７２０および７２１に与えることができる。Ｍｕｘ７２０および７２１は、光増幅器７３０および７３１に出力することができ、これは２×１スイッチ７４０に提供することができる。２×１スイッチが説明されるが、他の光スイッチを使用することができる。光増幅器７５０は、スイッチ７４０とＤｅＭｕｘ７８０との間に存在することができる。スイッチは、信号を、ＤｅＭｕｘ１９０に類似し得るＤｅＭｕｘ７８０に提供することができ、このＤｅＭｕｘは受信した信号を２つの信号に逆多重化し、モジュール５００を通じて、それらをルータ７９０に与えることができる。

【0041】

本明細書において説明され、図５および図７に図示されるデュアル出力単入力コヒーレント光送受信機技術は、例えば図１に示されるような１＋１保護トランスポートシステムにおいて、発射ＯＳＮＲ低下を埋め合わせるために使用することができる。示されるように、冗長な出力信号は、信号を分割することでは生成されない。むしろ、冗長な出力信号は、光モジュールから出力された信号をブーストするために同相成分が使用されるように、信号を処理することによって生成される。各コヒーレント光モジュールは、本質的に同一の信号を搬送する２つの出力を有するため、図１の３ｄＢカプラは、１＋１保護のために元の信号を分割するのにもはや必要とされない。図７の発射ＯＳＮＲは、図１に関して説明されるシステムと比較して、少なくとも３ｄＢ改善され得る。

【0042】

図８は、ブレークアウト用途に使用することができる、デュアル出力デュアル入力のコヒーレント光送受信機技術である、システム８００を図示する。明瞭さのため、図６などに関して上述したレーザ、ＭＺＭ、ＰＢＣ、ＯＣ、ＰＤ、ＴＩＡ、ＡＤＣ、ＰＢＳおよびＤＳＰなど、図８およびその部品に関してすべての部品がラベル付けされるわけではない。

【0043】

図５および図６に類似の図８は、局部発振器を通じてデュアル入力偏光および位相ダイバーシティコヒーレント受信機８９９に接続されるレーザ、ならびにＩｘ、Ｉｙ、Ｑｘ、またはＱｙにバイアスされた複数のＭＺＭを図示しており、そのいくつかは、伝送信号ならびに冗長な伝送信号を作り出すために回転子を介して偏光ビームコンバイナに接続される。受信機８９９は、２つの受信信号を分割することができ、９０度ハイブリッドに光学的に接続され得る２つのＰＢＳを含むことができる。

【0044】

図８に関して説明されるデュアル出力デュアル入力コヒーレント光送受信機は、例えば、デジタルサブキャリアベースのコヒーレント光変調技術と組み合わせて、図２に示されるコヒーレント技法と比較して光学部品を半分しか使用しないで、例えば４つの４００Ｇｂ／ｓ、または８つの４００Ｇｂ／ｓのブレークアウト用途を可能にすることができる。提案される新規な技法は、図３に示されるサブキャリアベースの設計方法と比較して同様の送受信機の実装複雑さで、リンクバジェットを６ｄＢより大きく改善することができる。

【0045】

図８に図示されるように、送信機が元の信号を分割するために追加的な３ｄＢカプラを必要とせずにデュアル出力を可能にするだけでなく、受信機もまた、受信した２つの信号を組み合わせるために追加的な３ｄＢ光カプラを必要とせずに中心周波数が異なる２つの独立した信号の受信を可能にする。図８に示されるように、提案される新規な送信機は、その２つの信号を、そうでなければ２つのＩ／Ｑ変調器の使用されていない相補的な信号を、第２の出力用に組み合わせるために、追加的なＰＢＣに依拠する。提案される受信機は、２つの９０度ハイブリッドの２つの相補的な入力に加えて追加的なＰＢＳを利用して、２つの独立した信号を受信する。提案されるデュアル出力デュアル入力コヒーレント光技術を使用した１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計として、この技術の例示の実装形態を図９に示す。

【0046】

図９は、デュアル出力デュアル入力のコヒーレント光技術である、システム９００を使用した例示の１．６Ｔｂ／ｓコヒーレントＤＲ４光モジュール設計の概略図である。システム９００は、デュアル出力デュアル入力コヒーレント送受信機９１０および９２０を含むことができ、これらは図８に関して説明した送受信機に類似し得る。図９に図示されるように、それぞれが４００Ｇｂ／ｓで動作する４つのデータ伝送経路がある。全体が同一帯域幅のシステムを図示する図３と比較して、当業者であれば、同一帯域幅の伝送に３ｄＢカプラが必要とされず、システム内で伝播される信号の光信号対雑音比を大きくすることを諒解するであろう。

【0047】

図１０は、本明細書において説明される技法を含む本開示の態様およびそのあらゆる構成要素を実装することが可能な、例示のコンピュータシステム１０１０を図示するブロック図１０００である。いくつかの態様において、例示のコンピュータシステム１０１０は、ハードウェアまたはソフトウェアとハードウェアの組合せを使用して、専用サーバに、または別のエンティティに統合されて、または複数のエンティティに分散されてのいずれかで実装することができる。いくつかの例では、例示のコンピュータシステム１０１０は、先に考察したＤＳＰなどのデジタル信号プロセッサの形態を取ることができる。他の例では、例示のコンピューティングシステムは、先に考察したＤＳＰと対話するユーザコンピューティングシステムまたはデバイスを含むことができる。

【0048】

概観すると、コンピュータシステム１０１０は、命令に従ってアクションを実行するための少なくとも１つのプロセッサ１０５０、および命令とデータを記憶するための１つまたは複数のメモリデバイス１０７０またはキャッシュ１０７５を含む。図示される例示のコンピュータシステム１０１０は、１つまたは複数のネットワークデバイス１０２４、メモリデバイス１０７０、および例えばＩ／Ｏインターフェースなどのあらゆる他のデバイス１０８０に接続する１つまたは複数のネットワークインターフェースカード１０２２を備える、少なくとも１つのネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０と、バス１０１５を介して通信する、１つまたは複数のプロセッサ１０５０を含む。ネットワークインターフェースカード１０２２は、接続されるデバイスまたは部品と通信するために、１つまたは複数のネットワークインターフェースドライバポートを有することができる。一般的に、プロセッサ１０５０は、メモリから受信した命令を実行する。図示されるプロセッサ１０５０は、キャッシュメモリ１０７５を組み込むか、またはキャッシュメモリ１０７５に直接接続される。

【0049】

より詳細には、プロセッサ１０５０は、命令、例えばメモリデバイス１０７０またはキャッシュ１０７５からフェッチした命令を処理する、あらゆる論理回路であることができる。多くの実施形態では、プロセッサ１０５０は、マイクロプロセッサユニットまたは特殊目的プロセッサである。コンピュータシステム１０１０は、本明細書において説明されるように動作することができる、あらゆるプロセッサまたはプロセッサのセットに基づくことができる。プロセッサ１０５０は、シングルコアまたはマルチコアプロセッサであることができる。プロセッサ１０５０は、複数のプロセッサであってもよい。いくつかの実装形態では、プロセッサ１０５０は、マルチスレッド化された動作を実行するように設定することができる。いくつかの実装形態では、プロセッサ１０５０は、１つまたは複数の仮想マシンまたはコンテナを、仮想マシンまたはコンテナの動作を管理するためのハイパバイザまたはコンテナマネージャと併せて、ホストすることができる。そのような実装形態では、上で示して説明した方法または上述の電子機器は、プロセッサ１０５０に用意された仮想化またはコンテナ化された環境内で実装することができるか、またはプロセッサ１０５０と関連して動作することができる。

【0050】

メモリデバイス１０７０は、コンピュータ可読データを記憶するのに好適なあらゆるデバイスであってもよい。メモリデバイス１０７０は、固定記憶装置を備えたデバイス、またはリムーバブル記憶媒体を読取るためのデバイスであってもよい。例としては、あらゆる形態の非揮発性のメモリ、媒体、およびメモリデバイス、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＳＤＲＡＭ、およびフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、ならびに磁気ディスク、磁気光学ディスク、およびＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、およびＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスクなどの光学ディスクが挙げられる。コンピュータシステム１０１０は、あらゆる数のメモリデバイス１０７０を有することができる。いくつかの実装形態では、メモリデバイス１０７０は、コンピュータシステム１０１０によって用意される仮想マシンまたはコンテナ実行環境によってアクセス可能な、仮想化またはコンテナ化されたメモリをサポートする。

【0051】

キャッシュメモリ１０７５は、一般的に高速読取り時間のためにプロセッサ１０５０にごく近接して配置されたコンピュータメモリの形態である。いくつかの実装形態では、キャッシュメモリ１０７５は、プロセッサ１０５０の一部であるか、またはプロセッサ１０５０と同一チップ上にある。いくつかの実装形態では、複数レベルのキャッシュ１０７５、例えばＬ２およびＬ３キャッシュレイヤがある。

【0052】

ネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０は、ネットワークインターフェースカード１０２２（ネットワークインターフェースドライバポートとも称される）を介したデータ交換を管理する。ネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０は、ネットワーク通信のＯＳＩモデルの物理レイヤおよびデータリンクレイヤを扱う。いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェースドライバコントローラのタスクの一部は、プロセッサ１０５０によって扱われる。いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０は、プロセッサ１０５０の一部である。いくつかの実装形態では、コンピュータシステム１０１０は、複数のネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０を有する。ネットワークインターフェースカード１０２２において設定されるネットワークインターフェースドライバポートは、物理ネットワークリンクのための接続ポイントである。いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０は、無線ネットワーク接続をサポートし、ネットワークインターフェースカード１０２２に関連するインターフェースポートは、無線受信機／送信機である。一般的に、コンピュータシステム１０１０は、ネットワークインターフェースカード１０２２において設定されるネットワークインターフェースドライバポートとインターフェースする物理リンクまたは無線リンクを介して、他のネットワークデバイス１０２４とデータをやり取りする。いくつかの実装形態において、ネットワークインターフェースドライバコントローラ１０２０は、イーサネット（登録商標）などのネットワークプロトコルを実装する。

【0053】

他のネットワークデバイス１０２４は、ネットワークインターフェースカード１０２２に含まれるネットワークインターフェースドライバポートを介して、コンピュータシステム１０１０に接続される。他のネットワークデバイス１０２４は、ピアコンピューティングデバイス、ネットワークデバイス、またはネットワーク機能を備えたあらゆる他のコンピューティングデバイスであってもよい。例えば、第１のネットワークデバイス１０２４は、コンピューティングシステム１０１０をインターネットなどのデータネットワークに接続する、ハブ、ブリッジ、スイッチ、またはルータなどのネットワークデバイスであってもよい。

【0054】

他のデバイス１０８０は、Ｉ／Ｏインターフェース、外部シリアルデバイスポート、およびあらゆる追加的なコプロセッサを含んでもよい。例えば、コンピュータシステム１０１０は、入力デバイス（例えば、キーボード、マイクロフォン、マウス、または他のポインティングデバイス）、出力デバイス（例えば、映像ディスプレイ、スピーカ、またはプリンタ）、または追加的なメモリデバイス（例えば、ポータブルフラッシュドライブまたは外部媒体ドライブ）を接続するためのインターフェース（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース）を含んでもよい。いくつかの実装形態では、コンピュータシステム１０１０は、コプロセッサなどの追加的なデバイス１０８０を含み、例えばｍａｔｈコプロセッサは、プロセッサ１０５０を高精度または複雑な計算を用いて支援することができる。

【0055】

コンピュータシステム１０１０の命令は、コンピュータシステム１０１０の様々な構成要素および機能を制御することができる。例えば、命令は、本開示で示される方法のいずれかを実施するように実行され得る。いくつかの例では、アルゴリズムは、コンピュータシステム１０１０に含まれる命令のサブセットとして、または命令の一部として含まれ得る。命令は、本開示で説明される方法または方法のサブセットのいずれかを実行するためのアルゴリズムを含むことができる。

【0056】

コンピュータシステム１０１０のユーザインターフェースは、例えばタッチスクリーンまたはボタンなど、ユーザがコンピュータシステム１０１０と対話できるようにする入力を含むことができる。ディスプレイにはまた、コンピュータシステム１０１０についての情報を表示するための、ＬＣＤ、ＬＥＤ、携帯電話ディスプレイ、電子インク、または他のディスプレイなどが含まれ得る。ユーザインターフェースは、ユーザからの入力、およびユーザへの出力の両方を可能にすることができる。通信インターフェースは、ハードウェアおよびソフトウェアを含み、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外、ラジオ波などの規格、ならびに／または他のアナログおよびデジタル通信規格で、データの通信を可能にすることができる。通信インターフェースは、コンピュータシステム１０１０を更新できるようにし、またコンピュータシステム１０１０によって生成された情報を他のデバイスと共有できるようにする。いくつかの例では、通信インターフェースは、メモリに記憶された情報を、表示、記憶、またはさらなる分析のために別のユーザデバイスに送信することができる。

【0057】

開示の技術の態様は、例えばデュアル入力偏光および位相ダイバーシティ受信機を含むことができる。受信機は、第１の信号を受信するように設定された第１の偏光ビームスプリッタと、第２の信号を受信するように設定された第２の偏光ビームスプリッタであって、第２の信号が第１の信号の冗長な複製である、第２の偏光ビームスプリッタとを備えることができ、第１の偏光ビームスプリッタが、第１の信号を２つの成分に分割して、第１の信号の第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラに、および第１の信号の第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラに提供するように設定され、第２の偏光ビームスプリッタが、第２の信号を２つの成分に分割して、第２の信号の第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの第１の光カプラに、および第２の信号の第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの第２の光カプラに提供するように設定され、第１および第２の９０度ハイブリッドが第１の信号に関連付けられた位相または偏光情報を出力するように、第１および第２の９０度ハイブリッドの第１および第２の光カプラが局部発振器に結合される。開示の技術の態様は、デュアル出力送信機を含む光伝送システムを含むことができ、システムは、伝送用に構成される信号の冗長な複製を作り出すためにデマルチプレクサから光学的に下流の光カプラを使用しない。デマルチプレクサは、波長分割多重化デマルチプレクサであることができる。光伝送システムは、共通偏光および位相ダイバーシティ受信機をさらに含むことができる。いくつかの例では、光伝送システムは、１×４スプリッタをさらに含むことができる。光伝送システムは、偏光ビームスプリッタをさらに含むことができる。いくつかの例では、偏光ビームスプリッタは、受信した信号を第１の９０度ハイブリッドと第２の９０度ハイブリッドとに分割する。両方の偏光ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタからの信号を受信するように設定された光カプラをそれぞれ含む。

【0058】

開示の技術の態様は、例えばデュアル出力送信機を含むことができ、送信機は、レーザと、レーザに結合された複数のマッハ－ツェンダー変調器（ＭＺＭ）と、複数のＭＺＭのうちの第１のＭＺＭに結合された第１の光回転子であって、第１の光回転子が信号の第１の部分を受信して信号の第１の部分を９０度回転させるように設定された、第１の光回転子と、複数のＭＺＭのうちの第２のＭＺＭに結合された第２の光回転子であって、第２の光回転子が信号の第２の部分を受信して信号の第２の部分を９０度回転させるように設定された、第２の光回転子と、信号の回転された第１および第２の部分の第１および第２の直交成分を受信するように設定された第１の偏光ビームコンバイナであって、第１の偏光ビームコンバイナが第１の伝送信号を出力するように設定された、第１の偏光ビームコンバイナと、複数のＭＺＭのうちの第３のＭＺＭおよび第４のＭＺＭから生成された信号の第１および第２の同相成分を受信するように設定された第２の偏光ビームコンバイナであって、第２の偏光ビームコンバイナが第２の伝送信号を出力するように設定された、第２の偏光ビームコンバイナとを備え、第１の伝送信号と第２の伝送信号が、等価な情報を含む。光伝送システムは、システムが、伝送用に構成される信号の冗長な複製を作り出すためにデマルチプレクサから光学的に下流の光カプラを使用しないようにさらに設定することができる。光伝送システムは、波長分割多重化デマルチプレクサであることができるデマルチプレクサを含むことができる。光伝送システムは、共通偏光および位相ダイバーシティ受信機をさらに含むことができる。光伝送システムは、１×４スプリッタをさらに含むことができる。光伝送システムは、偏光ビームスプリッタをさらに含む。光伝送は、受信した信号を第１の９０度ハイブリッドと第２の９０度ハイブリッドとに分割することができる偏光ビームスプリッタを含むことができる。

【0059】

開示の技術の態様は、例として、光伝送システムにおいて使用するための光送受信機を含むことができ、光送受信機は、デュアル出力およびデュアル入力することが可能である。光送受信機は、デュアル出力送信機ならびにデュアル入力偏光および位相ダイバーシティ受信機を含むことができる。デュアル出力送信機は、レーザと、レーザから光学的に下流の複数のマッハ－ツェンダー変調器（ＭＺＭ）であって、各ＭＺＭが同相ｘ、同相ｙ、直交ｘ、および直交ｙのうちの１つで受信光を変調して、変調した光を出力するように設定される、マッハ－ツェンダー変調器と、複数のＭＺＭから光学的に下流の少なくとも１つの光回転子であって、少なくとも１つの光回転子が１つだけのＭＺＭから信号を受信するように設定され、受信した信号を９０度回転させるように設定された、少なくとも１つの光回転子と、複数のＭＺＭのうちの少なくとも２つから生成された同相ｘと直交ｘを受信して、第１の伝送信号を出力するように設定された第１の偏光ビームコンバイナと、複数のＭＺＭのうちの少なくとも２つから生成された同相ｘと直交ｘを受信して、第２の伝送信号を出力するように設定された第２の偏光ビームコンバイナとを含むことができ、第１の伝送信号と第２の伝送信号が、互いに情報に関して等価な複製である。デュアル入力偏光および位相ダイバーシティ受信機であって、受信機は、第１の受信信号を受信するように設定された第１の偏光ビームスプリッタと、第２の受信信号を受信するように設定された第２の偏光ビームスプリッタであって、第２の受信信号が第１の受信信号の冗長な複製である、第２の偏光ビームスプリッタとを備えることができ、第１の偏光ビームスプリッタが、第１の受信信号を２つの成分に分割して、第１の受信信号の第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの光カプラに、および第１の受信信号の第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの光カプラに提供するように設定され、第２の偏光ビームスプリッタが、第２の受信信号を２つの成分に分割して、第２の受信信号の第１の成分を第１の９０度ハイブリッドの光カプラに、および第２の受信信号の第２の成分を第２の９０度ハイブリッドの光カプラに提供するように設定され、受信機は、１×４モジュールを介して位相または偏光情報を復元するために、局部発振器を介してレーザに結合されるように設定することができる。光伝送システムは、伝送されるよう意図される光信号の冗長な複製を作成するために、光システムを使用する必要はない。第１の偏光ビームコンバイナは、同相ｘおよび直交ｙを受信するように設定することができる。第２の偏光ビームコンバイナは、同相ｘおよび直交ｙを受信するように設定される。システムは、第２の偏光ビームコンバイナが同相ｘ成分および直交ｙ成分を受信するように設定されるように設定することができる。デュアル出力送信機は、送信機がＭＺＭを介して、第１の伝送信号および第２の伝送信号を作り出すためにあらゆる組合せとして組み合わせることができる同相ｘ、同相ｙ、直交ｘ、および直交ｙ成分を変調するように設定されるように、設定することができる。

【0060】

例は、本明細書において特定の速度、帯域幅、および構成要素の組合せに関して提供されるが、当業者であれば、本明細書において説明される方法、技法、およびシステムは、ある範囲の速度および帯域幅にわたって一般化またはスケーリングされ得ることを諒解されよう。

【0061】

上記の例は、信号をエンコードする特定の方法に関して与えられ、例であるが、当業者であれば、そのような方法のさらなる変形形態および設定が可能であることを諒解および理解されよう。加えて、本明細書において開示される方法および技術は、多様な並べ替えとして組み合わせることができる。

【0062】

本開示は、多くの特定の実装形態詳細を含むが、これらは、特許請求される対象となる範囲に対する限定として解釈されてはならず、むしろ特定の実装形態に特有の特徴の説明として解釈されたい。本明細書において別個の実装形態のコンテキストで説明される、いくつかの特徴はまた、単一の実装形態に組み合わせて実装することもできる。その反対に、単一の実装形態のコンテキストで説明される様々な特徴はまた、複数の実装形態に別個に、またはあらゆる好適なサブ組合せとして実装することもできる。その上、特徴はいくつかの組合せで作用するものとして上述される場合があり、最初はそのように特許請求される場合すらあるが、特許請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、いくつかの事例では、組合せから削除されてもよく、特許請求される組合せはサブ組合せまたはサブ組合せの変形例を対象としてもよい。

【0063】

同様に、図面において動作は特定の順序で描かれるが、これは要件として、所望の結果を達成するために、そのような動作が示される特定の順序で、もしくは順次に実施されるものとして、またはすべての図示される動作が実施されるものとして理解されるべきではない。一定の状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利な場合がある。

【0064】

「または、もしくは、あるいは（ｏｒ）」という称し方は、「または、もしくは、あるいは」を使用して説明されるあらゆる用語が、説明される用語の１つ、２つ以上、およびすべてのいずれも示すように、包括的であると解釈することができる。ラベル「第１の」、「第２の」、「第３の」などは、必ずしも順序を示すものではなく、同様のまたは類似の項目または要素を単に区別するために一般的に使用される。

【0065】

本開示において説明される実装形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかな場合があり、本明細書において定義される一般原理は、本開示の思想または範囲から逸脱することなく他の実装形態に適用することができる。そのため、特許請求は本明細書において示される実装形態に限定されることを意図しておらず、本開示、原理、および本明細書において開示される新規な特徴と一貫する最も広い範囲に従うものである。

【図1】