專利名稱：相干光接收裝置和相干光接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相干光接收裝置和相干光接收方法，具體地，涉及通過利用相干檢測來接收光復(fù)用信號的相干光接收裝置和相干光接收方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)長距離光發(fā)送系統(tǒng)，實現(xiàn)了通過利用WDM(波分復(fù)用)發(fā)送技術(shù)復(fù)用光信號來發(fā)送大量信息，這些光信號通過利用多個波長彼此不同的光來承載電信號，并且，實現(xiàn)了將已復(fù)用的光信號輸入到一根光纖中以用于發(fā)送。近些年，已經(jīng)開發(fā)了 WDM光發(fā)送系統(tǒng)，其裝配有OADM (光分插復(fù)用器)(Optical Add/Drop Multiplexer)，從而以波長為單位分別向 WDM信號或從WDM信號分插任意光信號。日本專利申請早期公開No. 2010-035089中公開了裝配有OADM的WDM光發(fā)送系統(tǒng)的示例。根據(jù)相關(guān)的WDM光發(fā)送系統(tǒng)，OADM包括WSS (波長選擇開關(guān))或AWG (陣列波導(dǎo)光柵)。但是，這些光裝置導(dǎo)致了增加系統(tǒng)成本并限制設(shè)計WDM光發(fā)送系統(tǒng)的自由的問題。同時，相干光發(fā)送系統(tǒng)被廣泛看作是使帶寬更寬的技術(shù)之一。相干光發(fā)送系統(tǒng)具有如下優(yōu)點其可以有選擇地接收波長接近LO(本地振蕩器)光的波長的光信道。由于該優(yōu)點，可以將光波分復(fù)用信號(多信道)直接輸入到相干接收單元，而不通過諸如光濾波器之類的光設(shè)備，并且，可以通過調(diào)諧LO光波長來選擇所希望的信道信號。日本專利申請早期公開No. 2010-109847公開了相干光接收單元，其可減少掃描波長所需的時間，以便使LO 光的頻率和光信號的一個頻率彼此一致。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的示例性目的之一是提供相干光接收單元和相干光接收方法，即便采用了光復(fù)用信號通過調(diào)諧LO光頻率而被有選擇地接收的配置，其也可提高接收特性中的S/N比率，同時防止系統(tǒng)成本增加。根據(jù)發(fā)明的一個示例性方面的相干光接收裝置包括相干光接收單元，該相干光接收單元接收整個光復(fù)用信號，光信號被復(fù)用為該光復(fù)用信號；可調(diào)諧濾波器；本地振蕩單元，該本地振蕩單元被連接到相干光接收單元；以及控制單元，該控制單元被連接到可調(diào)諧濾波器和本地振蕩單元。包括90度混合電路和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的相干光接收單元從光復(fù)用信號中有選擇地檢測與通過本地振蕩單元所輸出的本地振蕩光相干涉的光信號。被布置在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備前方并位于光復(fù)用信號流經(jīng)的光路徑上的可調(diào)諧濾波器具有包括多個光信號的帶寬。控制單元使可調(diào)諧濾波器的中心波長與本地振蕩光的波長一起被變更。根據(jù)發(fā)明的一個示例性方面的相干光接收方法包括接收整個光復(fù)用信號，光信
3號被復(fù)用為該光復(fù)用信號；使所需要的光信號的波長成為中心波長；抑制存在于中心波長附近的光復(fù)用信號的強度；通過執(zhí)行從光復(fù)用信號中的選擇來檢測與本地振蕩光相干涉的所需要的光信號；以及執(zhí)行控制，以使中心波長和本地振蕩光的波長一起被變更。


本發(fā)明的示例性特征和優(yōu)點將從以下與附圖一起的詳細(xì)的描述中變得明顯，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的相干光接收裝置的配置的框圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的另一相干光接收裝置的配置的框圖；圖3A是示出了在單個信道被接收的情形中的光信號的頻譜的示意圖；圖;3B是示出了在多個信道被接收的情形中的光信號的頻譜和根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用在相干光接收單元中的可調(diào)諧濾波器的頻率特性的示意圖；圖3C是示出了在所接收的信道被變更的情形中的光信號的頻譜和根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用在相干光接收單元中的可調(diào)諧濾波器的頻率特性的示意圖；以及圖4示出了相關(guān)的相干光接收單元的BER(比特誤碼率)和0SNR(光信噪比)之間的關(guān)系。
具體實施例方式以下，將參照圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1是示出了根據(jù)示例性實施例的相干光接收裝置100的配置的框圖。相干光接收裝置100包括相干光接收單元110、可調(diào)諧濾波器120、連接到相干光接收單元110的本地振蕩單元130以及連接到可調(diào)諧濾波器120和本地振蕩單元130的控制單元140。包括90度混合電路111和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備112的相干光接收單元110接收其中復(fù)用了光信號的整個光復(fù)用信號，并且，通過執(zhí)行從光復(fù)用信號中的選擇來檢測與通過本地振蕩單元130所輸出的本地振蕩光相干涉的光信號，并且，輸出所檢測的信號?？烧{(diào)諧濾波器120被布置在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備112的前方，并且，位于光復(fù)用信號流經(jīng)的光路徑上。圖1示出了可調(diào)諧濾波器120被布置在相干光接收單元110的前方并位于光復(fù)用信號流經(jīng)的光路徑上的情形。另外，可調(diào)諧濾波器120具有帶寬，在該帶寬中包括了在所輸入的光復(fù)用信號中的光信號的多個波長。即，可調(diào)諧濾波器120是寬帶類型的可調(diào)諧濾波器。因此，某些可調(diào)諧濾波器120從光復(fù)用信號提取某波長的光信號是不可能的，但是，可以用相對低的成本來配置可調(diào)諧濾波器120?？刂茊卧?40執(zhí)行控制，以使可調(diào)諧濾波器120的中心波長和本地振蕩光的波長一起被變更。以下將描述執(zhí)行控制以使本地振蕩光的波長和可調(diào)諧濾波器120的中心波長幾乎彼此相等的示例性情形。具體地，控制單元140包括例如數(shù)字運算電路等。根據(jù)示例性實施例的相干光接收裝置100，通過可調(diào)諧濾波器120來抑制非所需的光信號的強度，該非所需光信號存在于在頻域中遠(yuǎn)離所需的光信號的位置，該所需的光信號通過執(zhí)行從光復(fù)用信號中的選擇而被檢測。因此，可以減少在非所需的光信號中的差拍噪聲(beat noise)。結(jié)果，根據(jù)示例性實施例，即便光復(fù)用信號通過利用本地振蕩光的頻率來被有選擇地接收，也可以提高接收特性中的S/N比率。
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另外，由于根據(jù)示例性實施例的相干光接收裝置100使用具有相對較低成本的寬帶類型的可調(diào)諧濾波器，因此可以限制成本增長。根據(jù)示例性實施例的相干光接收裝置100，如上所述，可以通過執(zhí)行對光復(fù)用光中的光信號的選擇來接收與本地振蕩光相干涉的光信號。因此，根據(jù)示例性實施例，不必使用在背景技術(shù)中所描述的配備有OADM的WDM光發(fā)送系統(tǒng)的0ADM(光分插復(fù)用器)中的 WSS(波長選擇開關(guān))和AWG(陣列波導(dǎo)光柵)。結(jié)果，可以減少WDM光發(fā)送系統(tǒng)的成本并可以更加自由地設(shè)計系統(tǒng)。接下來，將更加詳細(xì)地描述根據(jù)示例性實施例的相干光接收裝置。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的另一相干光接收裝置200的配置的框圖。相干光接收裝置 200具有相干光接收單元110、可調(diào)諧濾波器120、連接到相干光接收單元110的本地振蕩單元130，以及連接到可調(diào)諧濾波器120和本地振蕩單元130的控制單元140。另外，相干光接收單元110包括90度混合電路111和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備112。上述配置與相干光接收裝置 100的配置相同。另外，相干光接收裝置200包括信號處理單元250，該信號處理單元250配備有模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器252、數(shù)字信號處理單元2M和判定電路256，并且，該信號處理單元被布置在相干光接收單元110的后方。另外，相干光接收單元110利用差分光檢測設(shè)備212作為光電轉(zhuǎn)換設(shè)備112。另外，根據(jù)相干光接收裝置200，控制單元140從WDM光發(fā)送系統(tǒng)側(cè)(例如，系統(tǒng)管理單元260等)接收關(guān)于所希望的光信號的波長的信息?？刂茊卧?40執(zhí)行控制以使通過本地振蕩單元130輸出的本地振蕩光的波長與可調(diào)諧濾波器120的中心波長彼此幾乎相等，另外，基于波長信息，使得二者波長被調(diào)諧為所希望光信號的波長。結(jié)果，相干光接收裝置200可接收整個光波分復(fù)用信號(多信道)，并且，可通過執(zhí)行對光復(fù)用信號中的信號光的選擇來接收與通過本地振蕩單元130輸出的本地振蕩光相干涉的光信號。接下來，將描述相干光接收裝置200的操作。相干光接收裝置200利用馬赫_增德爾干涉計(MZI)作為可調(diào)諧濾波器120?？梢酝ㄟ^使得在MZI的一翼上的加熱器受熱并使得等同的折射率根據(jù)TO效應(yīng)(熱光效應(yīng))被變更來變更諧振波長(中心波長)?；陉P(guān)于從WDM光發(fā)送系統(tǒng)所獲得的光信號波長的信息，控制單元140執(zhí)行控制，以便使可調(diào)諧濾波器120的中心波長與光信號波長一致。雖然根據(jù)配置MZI被用作可調(diào)諧濾波器120，但是，本實施例并不限于該配置?？梢圆捎昧硪慌渲?。例如，優(yōu)選的是，可采用包括環(huán)形諧振器的配置、包括光柵波導(dǎo)的配置、包括并行連接的MZI的配置、或包括MZI和環(huán)形諧振器的組合的配置。另外，控制單元140執(zhí)行控制，以便使可調(diào)諧濾波器120的中心波長與通過本地振蕩單元130輸出的本地振蕩光的波長彼此幾乎相等。結(jié)果，可以使可調(diào)諧濾波器的中心波長和通過本地振蕩單元130輸出的本地振蕩光的波長與從WDM光發(fā)送系統(tǒng)所獲得的光信號的波長幾乎相等。經(jīng)過可調(diào)諧濾波器120的光信號和本地振蕩光被輸入到90度混合電路111。例如，在光偏振分割復(fù)用QPSK(正交相移鍵控)方法的情形中，90度混合電路111執(zhí)行偏振分離處理和I/Q分離處理，以從光信號中分別分離出同相分量(I分量)和正交分量⑴分
量)O
接收光相位是0度和180度(或90度和270度)的光分量的差分光檢測設(shè)備212 針對所接收的光分量執(zhí)行平衡檢測，并且，通過利用跨阻抗放大器(TIA)等來放大經(jīng)平衡檢測的光分量，并且，輸出經(jīng)放大的光分量。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器252將差分光檢測設(shè)備212的模擬輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 數(shù)字信號處理單元2M處理通過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器252所輸出的數(shù)字信號。最后，判定電路256執(zhí)行數(shù)據(jù)判定處理，并且，將經(jīng)判定的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信號輸出。接下來，將更加詳細(xì)地描述示例性實施例的效果。在對光復(fù)用信號(多信道)的相干光接收的情形中，SINR(信號與干擾和噪聲的比率有時在某些情形中僅稱為SNR)可以以如下簡化的公式(1)表示。
權(quán)利要求
1.一種相干光接收裝置，包括相干光接收單元，該相干光接收單元接收整個光復(fù)用信號，光信號被復(fù)用為該光復(fù)用信號；可調(diào)諧濾波器；本地振蕩單元，該本地振蕩單元被連接到所述相干光接收單元；以及控制單元，該控制單元被連接到所述可調(diào)諧濾波器和所述本地振蕩單元，其中， 包括90度混合電路和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的所述相干光接收單元從所述光復(fù)用信號中有選擇地檢測與通過所述本地振蕩單元所輸出的本地振蕩光相干涉的光信號，其中，被布置在所述光電轉(zhuǎn)換設(shè)備前方并位于所述光復(fù)用信號流經(jīng)的光路徑上的所述可調(diào)諧濾波器具有包括多個光信號的帶寬，并且其中，所述控制單元使所述可調(diào)諧濾波器的中心波長與所述本地振蕩光的波長一起被變更。
2.如權(quán)利要求1所述的相干光接收裝置，其中，所述控制單元執(zhí)行控制，以便使得所述本地振蕩光的波長和所述可調(diào)諧濾波器的中心波長幾乎彼此相等。
3.如權(quán)利要求1所述的相干光接收裝置，其中，所述可調(diào)諧濾波器被布置在所述相干光接收單元的前方并位于所述光復(fù)用信號流經(jīng)的光路徑上。
4.如權(quán)利要求1所述的相干光接收裝置，還包括信號處理單元，該信號處理單元被布置在所述相干光接收單元的后方，其中， 所述信號處理單元包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理單元和判定單元。
5.一種相干光接收方法，包括接收整個光復(fù)用信號，光信號被復(fù)用為該光復(fù)用信號； 使所需要的光信號的波長成為中心波長； 抑制存在于所述中心波長附近的所述光復(fù)用信號的強度；通過執(zhí)行從所述光復(fù)用信號中的選擇來檢測與本地振蕩光相干涉的所述所需要的光信號；以及執(zhí)行控制，以使所述中心波長和所述本地振蕩光的波長一起被變更。
6.如權(quán)利要求5所述的相干光接收方法，還包括執(zhí)行控制，以便使所述中心波長和所述本地振蕩光的波長幾乎彼此相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了相干光接收裝置和相干光接收方法。一種相干光接收裝置，包括相干光接收單元，該相干光接收單元接收整個光復(fù)用信號，光信號被復(fù)用為該光復(fù)用信號；可調(diào)諧濾波器；本地振蕩單元，該本地振蕩單元被連接到相干光接收單元；以及控制單元，該控制單元被連接到可調(diào)諧濾波器和本地振蕩單元。包括90度混合電路和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的相干光接收單元從光復(fù)用信號中有選擇地檢測與通過本地振蕩單元所輸出的本地振蕩光相干涉的光信號。被布置在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備前方并位于光復(fù)用信號流經(jīng)的光路徑上的可調(diào)諧濾波器具有包括多個光信號的帶寬?？刂茊卧箍烧{(diào)諧濾波器的中心波長與本地振蕩光的波長一起被變更。
文檔編號H04B10/148GK102420659SQ20111029513
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者五江淵裕太, 鈴木耕一 申請人:日本電氣株式會社