專利名稱：光信號發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光信號發(fā)射機(jī)，并且可以應(yīng)用于例如在偏振復(fù)用傳輸系 統(tǒng)中使用的光信號發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù)：
對實(shí)現(xiàn)超高速(超過40Gbit/s，即，例如，100 Gbit/s)光傳輸系統(tǒng) 的需求正在快速增加。因此，已經(jīng)進(jìn)行研發(fā)來實(shí)際實(shí)現(xiàn)采用已經(jīng)應(yīng)用于 無線系統(tǒng)的多值調(diào)制系統(tǒng)(例如，采用正交相位調(diào)制的RZ-DQPSK調(diào)制 系統(tǒng))的光傳輸系統(tǒng)。但是，隨著傳輸信號速度的增加，解決與電信號 電路的可行性(viability)有關(guān)的問題，以及與光傳輸信號的衰減(諸如， 由于光濾波器導(dǎo)致的傳輸信號譜的衰減、由于色散和光噪聲的積累而導(dǎo) 致的信號衰減)有關(guān)的問題變得更加困難。
作為一種解決這些問題從而實(shí)現(xiàn)大容量長距離傳輸?shù)南到y(tǒng)的方法， 采用偏振分集復(fù)用和數(shù)字相干檢測的光傳輸系統(tǒng)得到了關(guān)注。目前正在 進(jìn)行對這些技術(shù)的商業(yè)化的研究和開發(fā)，在例如文獻(xiàn)1 (GCharlet et al.， "Transmission of 16.4Tbit/s Capacity over 2,550 km using PDM QPSK Modulation Format and Coherent Reciever" presented at the OFC' 08 Paper PDP3)、文獻(xiàn)2 ( J.Renaudier， et al" "Linear Fiber Impairments Mitigation of 40-Gbit/s Polarization-Multiplexed QPSK by Digital Processing in a Coherent Receiver" J. Lightwave Technology.,vol.26,
No.l，pp.36-42，Jan.2008,)和文獻(xiàn)3 (O.Bertran-Pardo et al.， "Nonlinearity Limitation When Mixing 40-Gb/s Coherent PDM-QPSK Channel with Preexisting 10-Gb/s NRZ Channels" IEEE Photonics Technology Letters, Vol.20， No.l5， pp.1314-1316, August2008)中公開了這些技術(shù)。
根據(jù)偏振分集復(fù)用，使用具有相同波長并且彼此正交的兩個(gè)偏振波來發(fā)送兩個(gè)數(shù)據(jù)流。由于這個(gè)原因，因?yàn)檎{(diào)制速度減半，所以偏振分集 復(fù)用有利于改善電信號生成電路的特性、降低成本、減小尺寸和降低功 耗。此外，減小了由于諸如光傳輸路徑的色散的質(zhì)量降低因素帶來的影 響，整體地提高了光傳輸系統(tǒng)的特性。例如，在專利文獻(xiàn)l (日本未審專
利特開昭62-024731號公報(bào))和專利文獻(xiàn)2 (日本未審專利特開 2002-344426號公報(bào))中公開了使用偏振分集復(fù)用的傳輸系統(tǒng)。
在產(chǎn)生偏振復(fù)用信號的光信號發(fā)射機(jī)中，針對每個(gè)偏振信號設(shè)置了 調(diào)制器。因此，由于調(diào)制器之間特性(例如，光損耗)的變化，或者由 于光分路器、光合路器等的光損耗的變化，光信號的偏振波之間的光功 率可能會出現(xiàn)差異。偏振波的光功率的差異將導(dǎo)致傳輸特性的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面的目的是提供一種發(fā)射具有良好的傳輸特性的光偏 振復(fù)用信號的光信號發(fā)射機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的光信號發(fā)射機(jī)包括第一調(diào)制單元，其被
設(shè)置用于生成第一調(diào)制的光信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第 二調(diào)制的光信號；組合器，其被設(shè)置用于將所述第一調(diào)制的光信號與所 述第二調(diào)制的光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元，其 被設(shè)置用于控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)， 以使得所述第一調(diào)制的光信號與所述第二調(diào)制的光信號的光功率變得彼 此大致相等。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的光信號發(fā)射機(jī)包括第一調(diào)制單元，其 被設(shè)置用于生成第一調(diào)制的光信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成 第二調(diào)制的光信號；組合器；其被設(shè)置用于將所述第一調(diào)制的光信號與 所述第二調(diào)制的光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元， 其被設(shè)置用于控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一 個(gè)，其中，所述第一調(diào)制的光信號與所述第二調(diào)制的光信號具有相同的 符號速率并且具有彼此偏移預(yù)定時(shí)間的定時(shí)；并且所述控制單元根據(jù)所 述偏振復(fù)用光信號中的符號速率分量來控制所述第一調(diào)制單元和所述第
7二調(diào)制單元中的至少一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面的光信號發(fā)射機(jī)包括強(qiáng)度調(diào)制單元，其 被設(shè)置用于調(diào)節(jié)第一波長分量與第二波長分量的強(qiáng)度；解復(fù)用器，其被 設(shè)置用于提取所述第一波長分量與第二波長分量；第一調(diào)制單元，其被 設(shè)置用于根據(jù)所述解復(fù)用器獲得的所述第一波長分量生成第一調(diào)制的光 信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于根據(jù)所述解復(fù)用器獲得的所述第二 波長分量生成第二調(diào)制的光信號；復(fù)用器，其被設(shè)置用于對所述第一調(diào) 制的光信號和所述第二調(diào)制的光信號進(jìn)行復(fù)用以生成復(fù)用的光信號；以 及控制單元，其被設(shè)置用于控制所述強(qiáng)度調(diào)制單元，以使得所述第一調(diào) 制的光信號與所述第二調(diào)制的光信號的光功率變得彼此大致相等。


圖1A和圖1B是例示了根據(jù)第一方面的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是解釋偏振分集復(fù)用的圖。
圖3例示了光信號發(fā)射機(jī)的第一實(shí)施方式。
圖4是例示了 LN調(diào)制器的工作的圖。
圖5A和5B例示了計(jì)算單元的實(shí)施方式。
圖6例示了光信號發(fā)射機(jī)的第二實(shí)施方式。
圖7例示了光信號發(fā)射機(jī)的第三實(shí)施方式。
圖8是例示了用作RZ調(diào)制器的LN調(diào)制器的工作的圖。
圖9是例示了 LN調(diào)制器的偏置的圖。
圖IO例示了光信號發(fā)射機(jī)的第四實(shí)施方式。
圖11例示了光信號發(fā)射機(jī)的第五實(shí)施方式。
圖12A和圖12B是例示了第一方面的修改的結(jié)構(gòu)的圖。
圖13例示了光信號發(fā)射機(jī)的第六實(shí)施方式。
圖14是例示了根據(jù)第二方面的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15A和圖15B是解釋時(shí)間交織偏振分集復(fù)用的圖。
圖16是例示了光電檢測器的輸出信號的譜的圖。
圖17例示了光信號發(fā)射機(jī)的第七實(shí)施方式。圖18例示了光信號發(fā)射機(jī)的第八實(shí)施方式。
圖19例示了光信號發(fā)射機(jī)的第九實(shí)施方式。
圖20例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十實(shí)施方式。
圖21例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十一實(shí)施方式。
圖22是例示了第二方面的變型結(jié)構(gòu)的圖。
圖23例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十二實(shí)施方式。
圖24示例了根據(jù)第三方面的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖25例示了光信號發(fā) 射機(jī)的第十三實(shí)施方式。
圖26是解釋用作CS-RZ調(diào)制的LN調(diào)制器的工作的圖。
圖27是例示了子載波的光功率與偏置之間的關(guān)系的圖。
圖28例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十四實(shí)施方式。
圖29是例示了根據(jù)接收到的信號質(zhì)量執(zhí)行反饋控制的結(jié)構(gòu)的圖
(1) 。
圖30是例示了根據(jù)接收到的信號質(zhì)量執(zhí)行反饋控制的結(jié)構(gòu)的圖
(2) 。
圖31是例示了根據(jù)接收到的信號質(zhì)量執(zhí)行反饋控制的結(jié)構(gòu)的圖
(3) 。
具體實(shí)施例方式
圖1A和圖1B是例示了根據(jù)第一方面的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。 根據(jù)第一方面的光信號發(fā)射機(jī)發(fā)送將第一調(diào)制光信號與第二調(diào)制光信號 進(jìn)行偏振分集復(fù)用后得到的偏振復(fù)用光信號。此時(shí)，第一調(diào)制光信號和 第二調(diào)制光信號的光功率之間的差異會導(dǎo)致偏振復(fù)用光信號的特性變
差。因此，在第一方面，控制第一調(diào)制光信號和第二調(diào)制光信號的功率 為相等或者大致相等。
光源(LD) 1例如是激光二極管，其產(chǎn)生具有頻率的光信號。該光 信號例如是連續(xù)波(CW)，該連續(xù)波例如被光分路器分離并且被送入調(diào) 制單元10、 20。
調(diào)制單元10根據(jù)傳送數(shù)據(jù)X對輸入光信號進(jìn)行調(diào)制以生成調(diào)制的光信號X。按照同樣的方式，調(diào)制單元20根據(jù)傳送數(shù)據(jù)Y對輸入光信號進(jìn) 行調(diào)制以生成調(diào)制的光信號Y。將調(diào)制單元IO、 20配置為分別包括調(diào)制 器(在此示例中，是Mach-ZehnderLN調(diào)制器)，利用該調(diào)制器，輸出光 的功率相對于驅(qū)動(dòng)電壓周期性地發(fā)生變化。此外，設(shè)置了 ABC (自動(dòng)偏 置控制)電路11、21用來控制調(diào)制單元10、20的LN調(diào)制器的工作點(diǎn)(即， 偏置，bias)。 ABC電路ll、 21根據(jù)包含在調(diào)制單元10、 20的輸出光中 的低頻分量，向相應(yīng)的LN調(diào)制器施加低頻電壓信號，來分別調(diào)節(jié)LN調(diào) 制器的工作點(diǎn)(即，DC偏置電壓)。
此處將LN調(diào)制器描述為光調(diào)制器的一個(gè)示例，這并不是限制。換 言之，光調(diào)制器不限于LN調(diào)制器，并且可以是使用光電材料的調(diào)制器即， 例如，配置有諸如InP的半導(dǎo)體材料的調(diào)制器。
光衰減器12、 22分別調(diào)節(jié)調(diào)制的光信號X、 Y的功率。光衰減器12、 22不是必需的組成元件。此外，可以將光衰減器12、 22可以設(shè)置在調(diào)制 單元10、 20的輸入側(cè)或者設(shè)置在調(diào)制單元10、 20內(nèi)，或者設(shè)置在調(diào)制 單元IO、 20的輸出側(cè)。
偏振合束器(polarization beam combiner, PBC) 31對調(diào)制的光信號 X和調(diào)制的光信號Y執(zhí)行偏振復(fù)用以生成偏振復(fù)用光信號。此時(shí)，根據(jù) 偏振復(fù)用(或，DP:雙極化)，如圖2所示，使用彼此正交的X偏振波 和Y偏振波。具體而言，使用X偏振波傳播調(diào)制的光信號X，而使用Y 偏振波傳播調(diào)制的光信號Y。
計(jì)算單元41計(jì)算表示調(diào)制的光信號X的特性的監(jiān)測信號X與表示 調(diào)制的光信號Y的特性的監(jiān)測信號Y之間的差異。在圖1A所例示的結(jié) 構(gòu)中，使用ABC電路11、 21所參照的監(jiān)測信號的DC分量來獲得監(jiān)測 信號X和Y。在圖1B所例示的結(jié)構(gòu)中，從調(diào)制單元10、 20輸出的調(diào)制 的光信號X、 Y的分離部分中獲得監(jiān)測信號X、 Y。為了執(zhí)行反饋控制， 控制單元42生成控制信號C以使監(jiān)測信號X、 Y之間的差異為0。此處 的"0"無需為確切的O,而包括足夠小的值在內(nèi)。
由控制單元42生成的控制信號C控制，例如調(diào)制單元10、 20的驅(qū) 動(dòng)信號的幅度。另選的是，控制信號C可以用于控制設(shè)置在調(diào)制單元10、
1020中的LN調(diào)制器的偏置。此外，在其中設(shè)置了光衰減器12、 22的結(jié)構(gòu) 中，控制信號C可以控制光衰減器12、 22的衰減量。在任何一種情況下， 都形成了用于使監(jiān)測信號X、 Y之間的差異為O的反饋系統(tǒng)。
在上述結(jié)構(gòu)中的反饋控制使得調(diào)制的光信號X、 Y的功率彼此大致 相等。也就是說，偏振復(fù)用信號的X偏振波和Y偏振波的功率彼此大致 相等。因此，偏振復(fù)用光信號的傳輸特性得到了改善。
圖3例示了光信號發(fā)射機(jī)的第一實(shí)施方式。在此實(shí)施方式中，假設(shè) 通過偏振復(fù)用光信號來發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)X和傳輸數(shù)據(jù)Y。此外，在第一實(shí) 施方式中，按照NRZ-DQPSK調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)。同時(shí)，調(diào)制方法不限于 DQPSK、 DPSK和其他多值調(diào)制方法。例如，如在美國專利申請第 2006/0127102號中公開的，光發(fā)射機(jī)可以配備有光調(diào)制器，該光調(diào)制器 通過對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行濾波而將光相位變?yōu)槭噶俊?br> 在圖3中，例示在圖1A和圖1B中的調(diào)制單元10具有DQPSK光調(diào) 制器13、驅(qū)動(dòng)電路14a、 14b和光電檢測器(PD) 15。在此實(shí)施方式中， DQPSK光調(diào)制器13具有LN調(diào)制器13a、 13b和W2相位偏移元件13c。 在此實(shí)施方式中，LN調(diào)制器13a、 13b是Mach-Zehnder干涉儀。LN調(diào) 制器13a設(shè)置在I臂或Q臂中的一個(gè)中，而LN調(diào)制器13b設(shè)置在I臂或 Q臂中的另一個(gè)中。；r/2相位偏移元件13c使I臂和Q臂之間存在相位差 。利用例如光路徑長度根據(jù)電壓或溫度而變化的材料來實(shí)現(xiàn);r/2相位 偏移元件13c。
驅(qū)動(dòng)電路14a利用驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)I來驅(qū)動(dòng)LN調(diào)制器13a。驅(qū)動(dòng)電路 14b利用驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)Q來驅(qū)動(dòng)LN調(diào)制器13b。這里，例如，利用DQPSK 編碼器對傳輸數(shù)據(jù)X進(jìn)行編碼來生成驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)I和數(shù)據(jù)Q。驅(qū)動(dòng)電 路14a、 14b可以分別具有放大器，并控制驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)I、數(shù)據(jù)Q的幅 度。雖然在圖3中的驅(qū)動(dòng)電路14a、 14b的輸出為差分輸出，但是也可以 為單個(gè)輸出。
圖4是解釋LN調(diào)制器的工作的圖。LN調(diào)制器的輸出光的功率相對 于驅(qū)動(dòng)電壓周期地發(fā)生變化。這里，驅(qū)動(dòng)幅度是"2V;r"。同時(shí)，"V;r" 是半波長電壓，半波長電壓是LN調(diào)制器的輸出光的功率從本地最小值變化為本地最大值的電壓。因此，圖3中，驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)I的幅度的減小導(dǎo) 致了 LN調(diào)制器13a的輸出光信號的幅度的減小，降低了 LN調(diào)制器13a 的輸出光的平均功率。按照相同的方式，驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)Q的幅度的減小 降低了 LN調(diào)制器13b的輸出光的平均功率。通過例如調(diào)節(jié)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電 路14a、 14a中的放大器的增益來分別控制數(shù)據(jù)I、數(shù)據(jù)Q的幅度。此外， 當(dāng)采用固定增益的放大器時(shí)，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入放大器的輸入信號的幅度能 夠獲得類似的效果。將LN調(diào)制器13a、 13b的輸出光信號的功率控制為 彼此相等(下面將對此進(jìn)行詳細(xì)介紹)。
光電檢測器15將DQPSK調(diào)制器13的輸出光轉(zhuǎn)換為電信號。在此 實(shí)施方式中，DQPSK光調(diào)制器13輸出一對互補(bǔ)的光信號。然后，將該 光信號對中的一個(gè)信號送入偏振合束器31，而將另一個(gè)信號送入光電檢 測器15。因此，由光電檢測器15獲得的電信號表示DQPSK光調(diào)制器13 的輸出光。作為用于將光信號輸入至光電檢測器15的其他方法，可以使 用DQPSK光調(diào)制器13的輸出組合器的泄露光(leakage light)。
ABC電路11根據(jù)抖動(dòng)法(ditheringmethod)控制例如LN調(diào)制器13a、 13b的漂移(drift)。在這種情況下，ABC電路11生成低頻電壓信號。該 低頻電壓信號的頻率fo相對于傳輸數(shù)據(jù)X、 Y的符號速率來說足夠低。 該低頻電壓信號被送至LN調(diào)制器13a、 13b。當(dāng)?shù)皖l電壓信號被送至LN 調(diào)制器13a時(shí)，LN調(diào)制器13a的輸出光包括"fo分量"和域"2fo分量"， 而從光電檢測器15的輸出信號中提取出該fo分量和/或2fo分量。然后， ABC電路11使用所提取的頻率分量來調(diào)節(jié)要施加到LN調(diào)制器13a的 DC偏置電壓。對LN調(diào)制器13b執(zhí)行同樣的操作。此外，ABC電路11 能夠根據(jù)抖動(dòng)法來調(diào)節(jié)W2相位偏移元件13c的相位偏移量。
同時(shí)，當(dāng)通過調(diào)節(jié)要施加到LN調(diào)制器13a上的DC偏置電壓而使調(diào) 制器的工作點(diǎn)發(fā)生了偏移時(shí)，LN調(diào)制器13a的輸出光的平均功率發(fā)生了 改變。具體而言，例如圖4中，當(dāng)調(diào)節(jié)了驅(qū)動(dòng)信號的DC電壓時(shí)，相應(yīng) 的輸出光信號發(fā)生改變，從而，輸出光的平均功率也發(fā)生改變。因此， 通過調(diào)節(jié)要施加到LN調(diào)制器13a上的DC偏置電壓，能夠控制LN調(diào)制 器13a的輸出光的功率。例示在圖1A和IB中的調(diào)制單元20的結(jié)構(gòu)和操作基本上與調(diào)制單 元10的結(jié)構(gòu)和操作相同。也就是說，調(diào)制單元20具有DQPSK光調(diào)制 器23、驅(qū)動(dòng)電路24a、 24b和光電檢測器25。然后，驅(qū)動(dòng)電路24a、 24b 根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)Y來驅(qū)動(dòng)DQPSK光調(diào)制器23。
如上述設(shè)置的光信號發(fā)射機(jī)利用偏振復(fù)用光信號來發(fā)送一對傳輸信 號X、 Y。具體而言，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)X來驅(qū)動(dòng)DQPSK光調(diào)制器13以生 成調(diào)制的光信號X。按照相同的方式，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)Y來驅(qū)動(dòng)DQPSK 光調(diào)制器23以生成調(diào)制的光信號Y。調(diào)制的光信號X和調(diào)制的光信號Y 被送入偏振光束合路器31。然后，偏振光束合路器通過對調(diào)制的光信號 X、 Y進(jìn)行偏振復(fù)用來生成偏振復(fù)用光信號。經(jīng)由光纖傳輸路徑來發(fā)送偏 振復(fù)用光信號。
此時(shí)，通過光電檢測器15、 25將DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸出 光分別轉(zhuǎn)換成電信號，并作為監(jiān)測信號X、 Y送入計(jì)算單元41。監(jiān)測信 號X、 Y可以是光電檢測器15、 25的輸出信號的DC分量。另選的是， 當(dāng)通過諸如DSP的處理器來實(shí)現(xiàn)計(jì)算單元時(shí)，可以通過對光電檢測器15、 25的輸出進(jìn)行采樣來獲得DC分量。在任何一種情況下，計(jì)算單元41都 獲得了表示DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸出光的平均功率的信號。此后， 假設(shè)監(jiān)測信號X、 Y表示DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸出光的平均功率。
計(jì)算單元41計(jì)算監(jiān)測信號X、 Y之間的差異。這里，通過例如使用 諸如圖5A中例示的差分放大器電路實(shí)現(xiàn)的減法器來實(shí)現(xiàn)計(jì)算單元41(但 是這并不是具體的限制)。此外，還可以利用諸如圖5B中例示的比較器 來配置計(jì)算單元41。在該結(jié)構(gòu)中，針對比較器的輸出設(shè)置了平均電路。 雖然平均電路不是必需的結(jié)構(gòu)，但是比較器的輸出信號的平均使得控制 單元42的控制更容易。此外，當(dāng)利用諸如DSP的處理器來實(shí)現(xiàn)計(jì)算單元 41時(shí)，監(jiān)測信號X、 Y被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且執(zhí)行數(shù)字計(jì)算。
控制單元42生成控制信號C以使計(jì)算單元41獲得的差異為0。在 此示例中，控制信號C被送入驅(qū)動(dòng)電路14a、 14b、 24a和24b。換言之， 由控制信號C來控制驅(qū)動(dòng)DQPSK光調(diào)制器13的驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)Q 的幅度，和/或驅(qū)動(dòng)DQPSK光調(diào)制器23的驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)I、數(shù)據(jù)Q的幅 13度。例如，當(dāng)DQPSK光調(diào)制器13的輸出光的功率大于DQPSK光調(diào)制 器23的輸出光的功率時(shí)，控制單元42生成控制信號C以減小驅(qū)動(dòng)DQPSK 光調(diào)制器13的驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)I、數(shù)據(jù)Q的幅度(或者，增加驅(qū)動(dòng)DQPSK 光調(diào)制器23的驅(qū)動(dòng)信號數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)Q的幅度)。該反饋控制使得DQPSK 光調(diào)制器13、 23的輸出光的功率彼此大致相等。換言之，偏振復(fù)用光信 號的X偏振波與Y偏振波的光功率彼此大致相等。
雖然在圖3所例示的結(jié)構(gòu)中使用光電檢測器15、25生成監(jiān)測信號X、 Y，但是也可以根據(jù)圖1B所示的結(jié)構(gòu)來生成監(jiān)測信號X、 Y。換言之， 可以對送入偏振光束合路器31的調(diào)制的光信號X、 Y進(jìn)行分束，并且可 以從分出的部分中生成監(jiān)測信號X、 Y。然而，在圖3例示的結(jié)構(gòu)中，利 用用于ABC電路11、 21的光電檢測器15、 25來獲得監(jiān)測信號X、 Y， 這降低了成本。
此外，雖然在圖3例示的結(jié)構(gòu)中控制了驅(qū)動(dòng)DQPSK光調(diào)制器13、 23的驅(qū)動(dòng)信號的幅度，但是也可以控制其他的元件。換言之，例如，可 以控制DQPSK光調(diào)制器13、 23的偏置。在這種情況下，控制信號C被 送入ABC電路ll、 21。然后，如參照圖4所解釋的，ABC電路ll、 21 根據(jù)控制信號C來控制DC偏置電壓。另選的是，在諸如設(shè)置了光衰減 器12、 22的圖1A或圖1B中所示例的結(jié)構(gòu)中，可以根據(jù)控制信號C來 控制每個(gè)光衰減器。在這種情況下，可以使用在光衰減器輸出側(cè)分出的 光信號來生成監(jiān)測信號X、 Y。
圖6例示了光信號發(fā)射機(jī)的第二實(shí)施方式。根據(jù)第二實(shí)施方式的光 信號發(fā)射機(jī)在DQSPK光調(diào)制器的輸入側(cè)或輸出側(cè)具有RZ光調(diào)制器。在 圖6中例示的示例中，將RZ光調(diào)制器51、 61分別設(shè)置在DQSPK光調(diào) 制器13、 23的輸出側(cè)。也就是說，在第二實(shí)施方式中，根據(jù)RZ-DQPSK 調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)。
RZ光調(diào)制器51、 61例如是Mach-ZehnderLN調(diào)制器，其根據(jù)驅(qū)動(dòng) 電路52、 62生成的驅(qū)動(dòng)信號來執(zhí)行RZ調(diào)制。這里，驅(qū)動(dòng)電路52、 62 生成與符號時(shí)鐘同步的驅(qū)動(dòng)信號，該驅(qū)動(dòng)信號是與符號時(shí)鐘具有相同頻
率的正弦波(但這不是具體限制)。此外，該驅(qū)動(dòng)信號的幅度是例如V;r。
14ABC控制電路11不僅控制DQPSK光調(diào)制器13的漂移，還控制RZ 光調(diào)制器51的漂移。按照相同的方式，ABC電路21不僅控制控制DQPSK 光調(diào)制23的漂移，還控制RZ光調(diào)制器61的漂移。同時(shí)，計(jì)算單元41 和控制單元42的結(jié)構(gòu)以及操作與第一實(shí)施方式類似。
在如上配置的光信號發(fā)射機(jī)中，將由控制單元42生成的控制信號C 送入驅(qū)動(dòng)電路14a、 14b、 24a、 24b。也就是說，對驅(qū)動(dòng)DQPSK光調(diào)制 器13、 23的驅(qū)動(dòng)信號中的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號的幅度執(zhí)行反饋控制。
圖7例示了光信號發(fā)射機(jī)的第三實(shí)施方式。在第三實(shí)施方式中，將 由控制單元42生成的控制信號C送入驅(qū)動(dòng)RZ光調(diào)制器51、 61的驅(qū)動(dòng) 電路52、 62。如上所述，驅(qū)動(dòng)電路52、 62生成與符號時(shí)鐘同步的驅(qū)動(dòng)信 號。
圖8是解釋用作RZ調(diào)制器51、 61的LN調(diào)制器的工作的圖。在LN 調(diào)制器中，當(dāng)將其用作RZ調(diào)制器51 、 61時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號的幅度例如是V;r 。 這里，驅(qū)動(dòng)信號的幅度的減小導(dǎo)致了 LN調(diào)制器的輸出光的平均功率的減 小。也就是說，使用控制信號C控制驅(qū)動(dòng)器52、 62以控制RZ光調(diào)制器 51、 52的驅(qū)動(dòng)信號的幅度可導(dǎo)致RZ光調(diào)制器51、 61的輸出光的平均功 率發(fā)生改變。因此，例如，當(dāng)RZ光調(diào)制器51的輸出光的功率大于RZ 光調(diào)制器61的輸出光的功率時(shí)，控制單元42生成控制信號C以減小驅(qū) 動(dòng)RZ光調(diào)制器51的驅(qū)動(dòng)信號的幅度(或者，提高驅(qū)動(dòng)RZ光調(diào)制器61 的驅(qū)動(dòng)信號的幅度)。反饋控制使得RZ光調(diào)制器51、 61的輸出光的功率 彼此大致相等。也就是說，偏振復(fù)用光信號的X偏振波和Y偏振波的光 功率變得彼此大致相等。
圖9是解釋用作RZ光調(diào)制器51、 61的LN調(diào)制器的偏置的圖。這 里，例示了其中工作點(diǎn)被調(diào)節(jié)到中央的狀態(tài)以及工作點(diǎn)從中央偏移的狀 態(tài)。在這種情況下，如圖9所例示的，如果工作點(diǎn)從中央偏移，則LN調(diào) 制器的輸出光的平均功率減小。換言之，通過調(diào)節(jié)施加到LN調(diào)制器的 DC偏置電壓來控制輸出光的平均功率。因此，控制單元42能夠利用LN 光調(diào)制器的這個(gè)特性，通過調(diào)節(jié)DC偏置電壓來使得偏振復(fù)用光信號的X 偏振波與Y偏振波的光功率彼此大致相等。
15圖IO例示了光信號發(fā)射機(jī)的第四實(shí)施方式。在第四實(shí)施方式中，由
控制單元42生成的控制信號C被送入ABC電路ll、 21。此時(shí)，ABC電 路ll、 21根據(jù)控制信號C來控制RZ光調(diào)制器51、 61的DC偏置電壓。 DC偏置電壓與LN調(diào)制器的輸出光的功率之間的關(guān)系如參照圖9所介紹 的那樣。
圖11例示了光信號發(fā)射機(jī)的第五實(shí)施方式。在第五實(shí)施方式中，設(shè) 置了光衰減器12、 22以調(diào)節(jié)各個(gè)調(diào)制的光信號的功率?？梢詫⒐馑p器 12、 22設(shè)置在DQPSK光調(diào)制器13、 23與RZ光調(diào)制器51、 61之間，或 者設(shè)置在RZ光調(diào)制器51、 61的輸出側(cè)。此外，光衰減器還可以分別設(shè) 置在LD1與DQSPK光調(diào)制器13之間，以及設(shè)置在LD1與DQSPK光調(diào) 制器23之間。
由控制單元42生成的控制信號C被送入光衰減器12、 22。光衰減 器12、 22根據(jù)控制信號C調(diào)節(jié)調(diào)制的光信號的功率。當(dāng)將光衰減器12、 22設(shè)置在RZ光調(diào)制器51、 61的輸出側(cè)時(shí)，從光衰減器12、 22的輸出 側(cè)分出的光信號生成監(jiān)測信號X、 Y。
圖12A和圖12B是例示了第一方面的變型例的結(jié)構(gòu)的圖。圖12A和 圖12B中例示的結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)于圖1A和圖1B中例示的光信號發(fā)射機(jī)。
在圖12A和圖12B中例示的光信號發(fā)射機(jī)中，調(diào)制單元10、 20分 別設(shè)置有光源2、 3。調(diào)制單元10使用光源2的輸出光生成調(diào)制的光信號 X，而調(diào)制單元20使用光源3的輸出光生成調(diào)制的光信號Y。
在如上設(shè)置的光發(fā)射機(jī)中，由控制單元42生成的控制信號C被送入 光源2、 3。然后，光源2、 3控制發(fā)射光的功率，使得偏振復(fù)用光信號的 X偏振波和Y偏振波的光功率能夠彼此大致相等。
圖13例示了光信號發(fā)射機(jī)的第六實(shí)施方式。在第6實(shí)施方式中，根 據(jù)控制單元42生成的控制信號C來調(diào)節(jié)光源2、 3的發(fā)射光功率。例如， 當(dāng)RZ光調(diào)制器51的輸出光的功率大于RZ光調(diào)制器61的輸出光的功率 時(shí)，控制單元42生成控制信號C以減小光源2的發(fā)射光功率(或者用于 增大光源3的發(fā)射光功率)。該反饋控制使得調(diào)制的光信號X、 Y的輸出 光功率幾乎彼此相等。圖14是例示根據(jù)第二方面的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。在根據(jù)第二 方面的光信號發(fā)射機(jī)中，利用時(shí)間交織的偏振復(fù)用(time-interleaved polarization multiplex)來發(fā)送信號。
圖15A和圖15B是示出了時(shí)間交織的偏振復(fù)用的圖。在通常(對準(zhǔn) (aligned))的偏振復(fù)用中，如圖15A所示，在相同的定時(shí)中發(fā)送X偏 振波與Y偏振波的脈沖。另一方面，根據(jù)時(shí)間交織的偏振復(fù)用，如圖15B 所示，在X偏振波與Y偏振波的脈沖彼此偏移時(shí)間&的狀態(tài)下發(fā)送該X 偏振波與Y偏振波的脈沖。偏移時(shí)間A/對應(yīng)于例如符號周期的1/4。
在根據(jù)時(shí)間交織的偏振復(fù)用系統(tǒng)的光信號發(fā)射機(jī)中，調(diào)制器IO、 20 的工作定時(shí)彼此偏移了符號時(shí)鐘的1/4周期以實(shí)現(xiàn)偏移時(shí)間&。在圖14 例示的結(jié)構(gòu)中，調(diào)制器10與時(shí)鐘信號CLK1同步工作，而調(diào)制器20與 時(shí)鐘信號CLK2同步工作。時(shí)鐘信號CLK1、 CLK2的頻率相同并且對應(yīng) 于符號速率。
時(shí)間交織的偏振復(fù)用能夠抑制由于光纖中的非線性噪聲所導(dǎo)致的傳 輸質(zhì)量的下降。例如D.Van Den Borne等人在"1.6-b/s/Hz Spectrally Efficient Transmission Over 1700 Km of SSMF Using 40x85.6-Gb/s POLMUX-RZ-DQPSK" ， J丄ightwave Technology. ， Vol.25 ， Bo.l， January 2007中介紹了時(shí)間交織的偏振復(fù)用。
如圖14所示，根據(jù)第二方面的光信號發(fā)射機(jī)具有光分路器71、光 電檢測器(PD) 72、混頻器73、以及控制單元74。光分路器71從偏振 合束器31的輸出中分出交織的偏振復(fù)用光信號。光電檢測器72例如是 光電二極管，其將分出的交織的偏振復(fù)用光信號轉(zhuǎn)換成電信號?；祛l器 73將光電檢測器72的輸出信號與時(shí)鐘信號CLK2相乘以生成監(jiān)測信號 M。控制單元74根據(jù)監(jiān)測信號M生成控制信號D。在這點(diǎn)上，可以將光 分路器71與偏振合束器31集成在一起。
圖16是例示光電檢測器72的輸出信號的譜的圖。該譜是改變調(diào)制 的光信號X、 Y之間的光功率的差的仿真的結(jié)果。符號速率是21.5G。調(diào) 制的光信號X、 Y是RZ-DQPSK光信號。
當(dāng)調(diào)制的光信號X、 Y的光功率彼此不同時(shí)，在對應(yīng)于符號速率的頻率處出現(xiàn)光功率的峰值。在圖16例示的示例中，當(dāng)調(diào)制的光信號X、
Y的光功率僅彼此相差O.ldB時(shí)，光功率的峰值出現(xiàn)在21.5GHz處。此 外，隨著調(diào)制的光信號X、 Y的光功率之間的差異的增大，21.5GHz處的 光功率也增加。
另一方面，當(dāng)調(diào)制的光信號X、 Y的光功率相同時(shí)，在對應(yīng)于符號 速率的頻率處沒有出現(xiàn)光功率的峰值。因此，調(diào)制的光信號X、 Y的光
功率彼此相等，當(dāng)在對應(yīng)于符號速率的頻率處監(jiān)測到光功率時(shí)，執(zhí)行反 饋控制以使得監(jiān)測的光功率最小化。
因此，在第二方面，從光電檢測器72的輸出信號中提取出與符號速 率對應(yīng)的頻率分量fs。在圖14所例示的示例中，利用混頻器73通過將 光電檢測器72的輸出信號與時(shí)鐘信號CLK2相乘來從光電檢測器72的 輸出信號中提取出頻率分量fs。然后，將由混頻器73提取的信號，或者 表示頻率分量fs的功率的信號送入控制單元74作為監(jiān)測信號M。同時(shí)， 還可以利用帶通濾波器來提取頻率分量fs。在這種情況下，可以不使用 時(shí)鐘信號CLK2來提取頻率分量fs。
控制單元74生成控制信號D以使得監(jiān)測信號M最小化。控制信號 D控制例如，調(diào)制單元IO、 20的驅(qū)動(dòng)信號中的至少一個(gè)的幅度。另選的 是，控制信號D可以控制設(shè)置在調(diào)制單元10、 20中的至少一個(gè)調(diào)制單元 的LN調(diào)制器的偏置。此外，在設(shè)置有光衰減器12、 22的結(jié)構(gòu)中，控制 信號D可以控制光衰減器12、 22中的至少一個(gè)衰減器的衰減量。在任何 一種情況下，都形成了使監(jiān)測信號M最小化(也就是說，使頻率分量fs 最小化)的反饋系統(tǒng)。同時(shí)，可以將光衰減器12、 22分別設(shè)置在LD1 和調(diào)制器10、 20之間。
在第二方面，同樣地，上述結(jié)構(gòu)能夠使調(diào)制的光信號X、 Y的功率 也彼此大致相等。也就是說，偏振復(fù)用光信號的偏振波X和偏振波Y的 功率可以彼此大致相等。因此，提高了偏振復(fù)用光信號的傳輸特性。此 外，如圖16所示，由于調(diào)制的光信號X、 Y的光功率之間的輕微差異(在 實(shí)施方式中，僅為O.ldB)，就會使譜變化很大，因此能夠執(zhí)行高精確度 的光功率調(diào)整。圖n例示了光信號發(fā)射機(jī)的第七實(shí)施方式。第七實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)基 本上與第一實(shí)施方式相同，但是，第七實(shí)施方式的反饋系統(tǒng)與第一實(shí)施
方式不同。
在根據(jù)第七實(shí)施方式的光信號發(fā)射機(jī)中，如參照圖14所介紹的，對
DQPSK調(diào)制器13、 23的驅(qū)動(dòng)信號的幅度進(jìn)行控制從而使得監(jiān)測信號M 最小化。但是，在此實(shí)施方式中，其中不需要對DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸出光中具有更大功率的一個(gè)輸出光進(jìn)行檢測。因此，在使用控制 信號D的反饋控制中，例如執(zhí)行以下的步驟。這里，假設(shè)檢測到監(jiān)測信 號M1。
當(dāng)監(jiān)測信號M1小于門限電平時(shí)，確定為調(diào)制的光信號X、 Y之間 的功率差足夠小。在這種情況下，維持了DQPSK光調(diào)制器13、 23的驅(qū) 動(dòng)信號的幅度。當(dāng)監(jiān)測信號M1大于門限電平時(shí)，生成了用于減小DQPSK 光調(diào)制器13的驅(qū)動(dòng)信號的幅度的控制信號D，并且檢測到監(jiān)測信號M2。 如果監(jiān)測信號M2小于監(jiān)測信號M1，則確定為控制方向正確，然后，生 成控制信號D以減小DQPSK光調(diào)制器13的驅(qū)動(dòng)信號的幅度直到監(jiān)測信 號變得小于門限電平為止。另一方面，如果監(jiān)測信號M2大于監(jiān)測信號 Ml ，則確定為控制方向錯(cuò)誤。生成控制信號D以減小DQPSK光調(diào)制器 23的驅(qū)動(dòng)信號的幅度直到監(jiān)測信號變得小于門限電平為止。
雖然在圖17例示的結(jié)構(gòu)中控制DQPSK光調(diào)制器13、 23的驅(qū)動(dòng)信 號的幅度，但是也可以控制其他元件。換言之，可以控制DQPSK光調(diào)制 器13、 23的偏置。在這種情況下，控制信號D被送入ABC電路11、 21。 然后，如參照圖4所解釋的那樣，ABC電路11、 21根據(jù)控制信號D來 控制DC偏置電壓。另選的是，在諸如設(shè)置了光衰減器12、 22的圖14 中所例示的實(shí)施方式中，可以根據(jù)控制信號D來控制各衰減器。
圖18至圖21例示了光信號發(fā)射機(jī)的第八至第十一實(shí)施方式。第八 至第十一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與第二至第五實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)類似。但是，第 八至第十一實(shí)施方式的反饋系統(tǒng)采用參照圖14所介紹的結(jié)構(gòu)。
圖22是例示了第二方面的修改示例的圖。在圖22例示的光信號發(fā) 射機(jī)中，按照與圖12A和圖12B所例示的結(jié)構(gòu)相同的方式，對調(diào)制單元10、 20分別設(shè)置了光源2、 3。調(diào)制單元10使用光源2的輸出光生成調(diào) 制的光信號X，而調(diào)制單元20使用光源3的輸出光生成調(diào)制的光信號Y。 這里，可以將光衰減器12、 22設(shè)置在調(diào)制單元10、 20的輸入側(cè)或設(shè)置 在調(diào)制單元IO、 20的輸出側(cè)。
在如上所述設(shè)置的光信號發(fā)射機(jī)中，由控制單元74生成的控制信號 D被送入光源2、 3中的至少一個(gè)光源。然后，光源2、 3根據(jù)控制信號D 來控制發(fā)射光的功率。從而能夠使偏振復(fù)用光信號的偏振波X與偏振波 Y的光功率彼此大致相等。
圖23例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十二實(shí)施方式。第十二實(shí)施方式的結(jié) 構(gòu)與第六實(shí)施方式類似。但是，第十二實(shí)施方式的反饋系統(tǒng)采用了參照 圖14所介紹的結(jié)構(gòu)。
在第三實(shí)施方式中，生成了具有不同頻率的多個(gè)子載波，并且利用 各子載波來發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)集合。
圖24是示例了根據(jù)第三方面的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖24 中，光源(LD) 1輸出波長為;i的光，光源1的輸出光例如是連續(xù)波。調(diào) 制單元80具有LN調(diào)制器，并從光源1的輸出光生成多個(gè)光子載波1至 n。 Al至An的波長彼此相差A(yù)A。
解復(fù)用器91按照各波長將分離該多個(gè)子載波1至n。子載波1至n 分別被送入調(diào)制單元10-1至10-n。調(diào)制單元10-1至10-n中的各調(diào)制單 元的結(jié)構(gòu)和操作與第一或第二方面的調(diào)制單元10、20的結(jié)構(gòu)和操作相同。 具體而言，調(diào)制單元10-1至10-n通過將子載波1至n與相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù) 進(jìn)行調(diào)制來分別生成調(diào)制的光信號1至n。然后，通過復(fù)用器30對調(diào)制 的光信號l至n進(jìn)行復(fù)用，并輸出至光纖傳輸路徑。復(fù)用器30例如是偏 振合束器或波長復(fù)用器。因此，利用多個(gè)波長;ii至;in來發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù) 流。在這種情況下，可以根據(jù)OFDM系統(tǒng)來發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流。
計(jì)算單元43對調(diào)制單元10-1至10-n的輸出光的功率進(jìn)行比較。然 后，控制單元44生成控制信號E以使調(diào)制單元10-1至10-n的輸出光的 功率彼此大致相等。控制信號E被送入例如調(diào)制單元80。在這種情況下， 根據(jù)控制信號E來控制設(shè)置在調(diào)制單元80中的LN調(diào)制器的偏置。
20圖25例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十三實(shí)施方式。在第十三實(shí)施方式 中，將CS-RZ光調(diào)制器81設(shè)置為調(diào)制單元80。 CS-RZ光調(diào)制器81是 Mach-Zehnder LN調(diào)制器，其作為強(qiáng)度調(diào)制器進(jìn)行工作。驅(qū)動(dòng)電路82生 成驅(qū)動(dòng)CS-RZ光調(diào)制器81的驅(qū)動(dòng)信號。驅(qū)動(dòng)信號的頻率是"fc/2"。
在例如A.Sano， H.Masuda等人的"30 x 100-Gb/s all-optical OFDM transmission over 1300 km SMF with 10 ROADM nodes"中介紹了其中使 用光調(diào)制器來生成多個(gè)子載波的結(jié)構(gòu)。
從光源i輸出的波長為;i的連續(xù)波被送入CS-RZ光調(diào)制器81。此外， 如上所述，由頻率為fc/2的驅(qū)動(dòng)信號來驅(qū)動(dòng)CS-RZ光調(diào)制器81。同時(shí)， CS-RZ調(diào)制中的驅(qū)動(dòng)信號的幅度通常為2V;r(如圖26所示)。在這種情況 下，在CS-RZ光調(diào)制器81的輸出光中，生成了波長為;il和義2的一對 子載波。子載波對的波長為;il和A2之間的差異對應(yīng)于頻率fc。
CS-RZ光調(diào)制器81的輸出光被送入交織器92。交織器92對應(yīng)于圖 24所例示的解復(fù)用器91，并且作為光開關(guān)進(jìn)行工作。交織器92提取出;i 1 分量和A2分量，并將;il分量送入DQPSK光調(diào)制器13中，而將義2分 量送入DQPSK光調(diào)制器23。也就是說，將子載波;tl、義2送入DQPSK 光調(diào)制器13、 23中。
DQPSK光調(diào)制器13、 23以及偏振合束器31的結(jié)構(gòu)和操作與第一和 第二方面的結(jié)構(gòu)和操作相同。因此，DQPSK光調(diào)制器13通過利用傳輸 數(shù)據(jù)X對子載波;i 1進(jìn)行調(diào)制來生成調(diào)制的光信號X。按照同樣的方式， DQPSK光調(diào)制器23通過利用傳輸數(shù)據(jù)Y對子載波;i 2進(jìn)行調(diào)制來生成調(diào) 制的光信號Y。偏振光束耦合器(polarization beam coupler) 31對調(diào)制的 光信號X、 Y執(zhí)行偏振復(fù)用。
計(jì)算單元43和控制單元44的操作與第一方面的計(jì)算單元41和控制 單元42類似。具體而言，計(jì)算單元43計(jì)算DQPSK光調(diào)制器13、 23的 輸出光的功率之間的差異。此時(shí)，針對ABC電路11、 21檢測到的信號 的DC分量可以用作DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸出光的功率。另選的 是，可以使用送入至偏振光束耦合器31的光調(diào)制信號X、 Y的分出部分 來檢測DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸出光的功率。然后，控制單元44生成控制信號E以使計(jì)算單元43獲取的差異為0。
控制信號E被送入例如CS-RZ光調(diào)制器81 。在這種情況下，控制信 號E控制CS-RZ光調(diào)制器81的DC偏置電壓。此時(shí)，CS-RZ光調(diào)制器 81的輸出光的譜根據(jù)DC偏置電壓發(fā)生變化(如圖27所示)。換言之， 可以通過控制CS-RZ光調(diào)制器81的DC偏置電壓來調(diào)節(jié)各子載波的強(qiáng) 度。因此，在第三方面，通過控制CS-RZ光調(diào)制器81的DC偏置電壓來 調(diào)節(jié)子載波A1、 A2的功率平衡，從而使DQPSK光調(diào)制器13、 23的輸 出光的功率之間的差異為0。從而能夠使得多個(gè)復(fù)用并發(fā)送的子載波的光 功率恒定，提高了傳輸質(zhì)量。
雖然在圖25例示的結(jié)構(gòu)中控制CS-RZ光調(diào)制器81的DC偏置電壓， 但是也可以利用控制信號E來控制其他元件。換言之，可以利用控制信 號E來控制DQPSK光調(diào)制器13、 23的驅(qū)動(dòng)信號的幅度、DQPSK光調(diào) 制器13、 23的DC偏置電壓、光衰減器12、 22的衰減量。
圖28例示了光信號發(fā)射機(jī)的第十四實(shí)施方式。根據(jù)第十四實(shí)施方式 的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與圖25所例示的第十三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)類似。但 是，在第十四實(shí)施方式中，設(shè)置了復(fù)用器32來取代圖25所例示的偏振 合束器31。通過復(fù)用器32將多個(gè)子載波信號(調(diào)制的光信號X、 Y)復(fù) 用并發(fā)送。
圖29至圖31是例示根據(jù)接收到的信號質(zhì)量來執(zhí)行反饋控制的結(jié)構(gòu) 的圖。圖29、圖30、圖31例示了其中將根據(jù)接收的信號質(zhì)量的反饋控 制分別應(yīng)用于圖1A-1B、圖12A-12B和圖24所例示的光信號發(fā)射機(jī)的結(jié) 構(gòu)。
如圖29至圖31所例示的，接收機(jī)100具有光接收單元101、判決 單元102、和FEC錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)單元103。光接收單元101接收從發(fā)射機(jī)發(fā)送 的光信號(這里，是偏振復(fù)用光信號)，并將其轉(zhuǎn)換成電信號。判決單元 102確定接收信號的每個(gè)符號，并恢復(fù)傳輸數(shù)據(jù)流。FEC錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)單元 103對恢復(fù)的傳輸數(shù)據(jù)流的FEC錯(cuò)誤數(shù)(或者，錯(cuò)誤頻率)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 從而獲得比特錯(cuò)誤率(BER)信息。
控制單元ill根據(jù)BER信息來控制調(diào)制單元的驅(qū)動(dòng)信號的幅度、調(diào)
22制單元的DC偏置電壓或者光衰減器的衰減量。此時(shí)，例如執(zhí)行使BER 最小化的反饋控制，從而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)偏振復(fù)用光信號的X偏振波和Y偏 振波之間的功率平衡。雖然在圖29至圖31例示的示例中將控制單元111 設(shè)置在光發(fā)射機(jī)內(nèi)，但是結(jié)構(gòu)也可以是將控制單元111設(shè)置在接收機(jī)100 中。
雖然上述的第一至第三方面例示了發(fā)送DQPSK信號的結(jié)構(gòu)，但是 該結(jié)構(gòu)并不限于此，根據(jù)第一至第三方面的光信號發(fā)射機(jī)可以發(fā)送其他 格式的調(diào)制的光信號。
此外，在第一至第三方面，例如，周期性地重復(fù)調(diào)節(jié)調(diào)制的光信號 X、 Y的光功率的反饋控制。另選的是，可以在初始設(shè)置的時(shí)候以及在預(yù) 定的條件下(例如，當(dāng)光信號發(fā)射機(jī)的溫度發(fā)生變化時(shí))執(zhí)行上述反饋 控制。
根據(jù)第一方面的實(shí)施方式，即使當(dāng)例如第一和第二調(diào)制單元的特性 不相同時(shí)，由偏振復(fù)用光信號發(fā)送的第一和第二調(diào)制的光信號的光功率 也變得彼此大致相等。
根據(jù)第二方面的實(shí)施方式，偏振復(fù)用光信號的符號速率分量取決于 第一和第二調(diào)制光信號之間的功率差。因此，根據(jù)偏振復(fù)用光信號中的 符號速率分量來控制第一和第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)調(diào)制單元，使得 第一和第二調(diào)制的光信號的光功率彼此大致相等。
根據(jù)第三方面的實(shí)施方式，通過控制強(qiáng)度調(diào)制單元來調(diào)節(jié)用于生成 第一和第二調(diào)制光信號的第一和第二波長分量的強(qiáng)度。因此，即使當(dāng)例 如第一和第二調(diào)制單元的特性不相同，由偏振復(fù)用光信號發(fā)送的第一和 第二調(diào)制的光信號的光功率也變得彼此大致相等。
本文引用的全部示例和條件語言意在教育目的以幫助受眾理解本發(fā) 明以及發(fā)明人提供的用于發(fā)展現(xiàn)有技術(shù)的概念，并且意在解釋為不限制 于此類具體指出的示例和條件，并且說明書中此類示例的組織也不是指 示本發(fā)明的優(yōu)劣。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)理解的是可 進(jìn)行各種改變、替換和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括第一調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第一調(diào)制光信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第二調(diào)制光信號；組合器，其被設(shè)置用于將所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元，其被設(shè)置用于控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)，以使得所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號的光功率變得彼此大致相等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元分別具有驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)傳輸信號生成用于調(diào)制光信號的驅(qū)動(dòng)信號；以及所述控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)的所述驅(qū)動(dòng)信號的幅度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元分別具有使用光電效應(yīng)的調(diào)制器，并且所述控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)的所述調(diào)制器的偏置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元分別具有光衰減器，并且所述控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)的所述衰減器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號發(fā)射機(jī)，所述光信號發(fā)射機(jī)還包括第一監(jiān)測單元，其被設(shè)置用于獲得第一監(jiān)測值，該第一監(jiān)測值表示從所述第一調(diào)制單元輸出的所述第一調(diào)制光信號的光功率；以及第二監(jiān)測單元，其被設(shè)置用于獲得第二監(jiān)測值，該第二監(jiān)測值表示從所述第二調(diào)制單元輸出的所述第二調(diào)制光信號的光功率，其中，所述控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)，以使得所述第一監(jiān)測值與所述第二監(jiān)測值變得彼此大致相等。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元分別具有利用光電效應(yīng)的調(diào);制器以及控制所述調(diào)制器的工作點(diǎn)的偏置控制電路，并且利用用于所述偏置控制電路的光電檢測器來分別實(shí)現(xiàn)所述第一監(jiān)測器和所述第二監(jiān)測器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元分別具有相位調(diào)制器以及與>該相位調(diào)制器串聯(lián)連接的強(qiáng)度調(diào)制器；各強(qiáng)度調(diào)制器具有強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，該強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)時(shí)鐘信號生成用于強(qiáng)度調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號；以及所述控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)的所述強(qiáng)度調(diào)制器的強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號的幅度。
8、 一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括第一光源；第一調(diào)制單元，其被設(shè)置用于調(diào)制由所述第一光源生成的光信號以生成第一調(diào)制光信號；第二光源；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于調(diào)制由所述第二光源生成的光信號以生成第二調(diào)制光信號；組合器，其被設(shè)置為將所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元，其被設(shè)置用于控制所述第一光源和所述第二光源中的至少一個(gè)，以使得所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號的光功率變得彼此大致相等。
9、 一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括第一調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第一調(diào)制光信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第二調(diào)制光信號；組合器；其被設(shè)置用于將所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元，其被設(shè)置用于控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)，其中，所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號具有相同的符號速率并且具有彼此偏移預(yù)定時(shí)間的定時(shí)；并且所述控制單元根據(jù)所述偏振復(fù)用光信號中的符號速率分量來控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)以使得所述偏振復(fù)用光信號中的符號速率分量最小化。
11、 一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括第一光源；第一調(diào)制單元，其被設(shè)置用于調(diào)制由所述第一光源生成的光信號以生成第一調(diào)制光信號；第二光源；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于調(diào)制由所述第二光源生成的光信號以生成第二調(diào)制光信號；組合器，其被設(shè)置為將所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元，其被設(shè)置用于控制所述第一光源和所述第二光源中的至少一個(gè)，其中，所述第一調(diào)制的光信號與所述第二調(diào)制的光信號具有相同的符號速率并且具有彼此偏移預(yù)定時(shí)間的定時(shí)；并且所述控制單元根據(jù)所述偏振復(fù)用光信號中的符號速率分量來控制所述第一光源和所述第二光源中的至少一個(gè)。
12、 一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括強(qiáng)度調(diào)制單元，其被設(shè)置用于調(diào)節(jié)第一波長分量與第二波長分量的強(qiáng)度；解復(fù)用器，其被設(shè)置用于提取所述第一波長分量與第二波長分量；第一調(diào)制單元，其被設(shè)置用于根據(jù)所述解復(fù)用器獲得的所述第一波長分量生成第一調(diào)制光信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于根據(jù)所述解復(fù)用器獲得的所述第二波長分量生成第二調(diào)制光信號；復(fù)用器，其被設(shè)置用于對所述第一調(diào)制光信號和所述第二調(diào)制光信號進(jìn)行復(fù)用以生成復(fù)用的光信號；以及控制單元，其被設(shè)置用于控制所述強(qiáng)度調(diào)制單元，以使得所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號的光功率變得彼此大致相等。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述強(qiáng)度調(diào)制單元具有LN調(diào)制器；并且所述控制單元控制所述LN調(diào)制器的偏置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光信號發(fā)射機(jī)，其中，所述復(fù)用器對所述第一調(diào)制光信號和所述第二調(diào)制光信號執(zhí)行偏振復(fù)用。
15、 一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括第一調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第一調(diào)制光信號；第二調(diào)制單元，其被設(shè)置用于生成第二調(diào)制光信號；組合器，其被設(shè)置用于將所述第一調(diào)制光信號與所述第二調(diào)制光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；以及控制單元，其被設(shè)置用于根據(jù)接收的所述偏振復(fù)用光信號的信號質(zhì)量來控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光信號發(fā)射機(jī)，該光信號發(fā)射機(jī)包括第一調(diào)制單元、第二調(diào)制單元、組合器和控制單元。第一調(diào)制單元和第二調(diào)制單元分別生成第一調(diào)制的光信號和第二調(diào)制的光信號。組合器將第一調(diào)制的光信號與第二調(diào)制的光信號相組合以生成偏振復(fù)用光信號；控制單元控制所述第一調(diào)制單元和所述第二調(diào)制單元中的至少一個(gè)，以使得第一調(diào)制的光信號與第二調(diào)制的光信號的光功率變得彼此大致相等。
文檔編號H04J14/02GK101686084SQ20091015731
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者宮田英之, 星田剛司, 秋山祐一 申請人:富士通株式會社