專利名稱：光發(fā)送器、光發(fā)送方法和光發(fā)送/接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文討論的實施方式致力于光發(fā)送器、光發(fā)送方法和光發(fā)送/接收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，高質(zhì)量運動圖像的發(fā)送和接收已變得普及，結(jié)果，通信網(wǎng)絡(luò)上流通的信息量變大，導(dǎo)致通信業(yè)務(wù)量急增。為了應(yīng)對這種通信業(yè)務(wù)量的急增，提出了應(yīng)用調(diào)制/解調(diào)方法(例如，在中繼線中每一個波長40Gb/s的發(fā)送性能的差分相移鍵控(DPSK))的傳輸系統(tǒng)。DPSK是向相位與參考正弦波不同的波分配不同的值從而發(fā)送/接收信號的PSK的應(yīng)用，并且是基于發(fā)送的最后的波(一比特前波)的相位來檢測波的相位使得即使在不存在基準信號的情況下也能夠識別相位的技術(shù)。此外，除了 DPSK以外，還可應(yīng)用諸如差分正交相移鍵控(DQPSK)和雙極化正交相移鍵控(DP-QPSK)的調(diào)制/解調(diào)方法。DQPSK是分別向四個調(diào)制的相位分配2比特數(shù)據(jù)并利用與最后的載波的差來檢測載波的相位的QPSK的應(yīng)用。DP-QPSK是通過兩個極化的波來發(fā)送QPSK信號的技術(shù)。此外，目前，具有100Gb/S的較高容量的DP-QPSK已經(jīng)被光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)論壇(OIF)標準化，并且已經(jīng)被開發(fā)出來。此外，為了應(yīng)對通信業(yè)務(wù)量的猛增，通過使用應(yīng)用諸如光16正交振幅調(diào)制(QAM)的多級光調(diào)制的光調(diào)制器對較高容量的光傳輸系統(tǒng)進行了研究。QAM應(yīng)歸于振幅調(diào)制和相位調(diào)制的組合，并且是通過改變兩個元素(振幅和相位)一次發(fā)送多條信息的調(diào)制/解調(diào)方法。

光調(diào)制器在基于發(fā)送信號的驅(qū)動信號的基礎(chǔ)上對例如從激光二極管(LD)發(fā)射的載波光進行調(diào)制，從而產(chǎn)生調(diào)制光信號。這里，如果用于驅(qū)動光調(diào)制器的驅(qū)動信號的振幅偏離合適的振幅，則會發(fā)生星座(constellation)失真，這使得調(diào)制光信號的信噪(S/N)比劣化。因此，需要將驅(qū)動振幅控制為最優(yōu)值。在這方面，在傳統(tǒng)技術(shù)中，在應(yīng)用DQPSK調(diào)制的光調(diào)制器中存在以如下方式將驅(qū)動信號的振幅控制為最優(yōu)振幅的已知技術(shù)光調(diào)制器通過利用低頻波微小地改變振幅來對驅(qū)動信號進行調(diào)制，并控制驅(qū)動信號的振幅以使得調(diào)制光信號中包含的低頻分量為零。這利用了應(yīng)用DQPSK調(diào)制的光調(diào)制器的特性即，當驅(qū)動信號的振幅偏離合適的值時，調(diào)制光信號中包含低頻分量；另一方面，當驅(qū)動信號的振幅是合適的值時，調(diào)制光信號中不包含低頻分量。專利文獻1:日本特開專利公報No. 2008-092172然而，傳統(tǒng)技術(shù)在更多級的光調(diào)制(例如，16QAM光調(diào)制)中沒有考慮適當?shù)乜刂乞?qū)動信號的振幅。也就是說，例如，通過組合相位相差的兩個值(例如，0/)的相位調(diào)制來實現(xiàn)DQPSK調(diào)制。因此，當驅(qū)動信號的振幅是合適的值時，以0/ 的相位疊加(superimpose)在驅(qū)動信號上的低頻信號被輸出為頻率是低頻分量的兩倍高的頻率分量，因此調(diào)制光信號中不包含低頻分量。因此，通過控制驅(qū)動信號的振幅以使得調(diào)制光信號中包含的低頻分量為O，可將驅(qū)動信號的振幅控制為最優(yōu)振幅。另一方面，除了 0/31之外，通過以0〈(j5〈 31的相位組合相位調(diào)制來實現(xiàn)諸如16QAM光調(diào)制的更多級的光調(diào)制。當直接將傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于這種光調(diào)制時，即使驅(qū)動信號的振幅是合適的值，疊加在驅(qū)動信號上的低頻分量被輸出為如同相位為0〈0〈 的情況下的頻率分量，以使得調(diào)制光信號中包含低頻分量。即，無論驅(qū)動信號的振幅是否最優(yōu)，調(diào)制光信號中包含低頻分量；因此，難以確定驅(qū)動信號的振幅是否最優(yōu)。如果驅(qū)動信號的振幅被控制為使得調(diào)制光信號中包含的低頻分量為0，則會難以將驅(qū)動信號的振幅控制為最優(yōu)振幅。因此，本發(fā)明的實施方式的一方面的目的在于提供一種無論多級光調(diào)制的多級程度都能夠適當?shù)乜刂乒庹{(diào)制器的驅(qū)動信號的振幅的光發(fā)送器、光發(fā)送方法和光發(fā)送/接收系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實施方式的一方面，一種光發(fā)送器包括選擇電路，其在用于發(fā)送信號的調(diào)制的多值電信號中選擇最大值和最小值側(cè)的信號分量作為低頻疊加部分，所述多值電信號具有三個或更多個值；信號處理電路，其通過在所述信號分量上疊加低頻波而得的疊加信號與未疊加所述低頻波的具有多個中間振幅值的信號的組合，來產(chǎn)生由所述發(fā)送信號轉(zhuǎn)換而來的多值電信號，通過將基準振幅值分別乘以預(yù)設(shè)的不同比率來獲得所述中間振幅值；光調(diào)制器，其基于由所述信號處理電路產(chǎn)生的所述多值電信號來對載波光進行調(diào)制；以及振幅控制電路，其基于由所述光調(diào)制器調(diào)制的調(diào)制光信號中包含的低頻分量來控制所述基準振幅值或所述多值電信號的振幅。


圖1是光發(fā)送器的功能框圖；圖2是示出低頻疊 加處理的概述的示圖；圖3是示出根據(jù)第一實施方式的光發(fā)送器的構(gòu)造的框圖；圖4是示出光發(fā)送器的處理內(nèi)容的流程圖；圖5是示出根據(jù)第二實施方式的光發(fā)送器的構(gòu)造的框圖；圖6是示出光發(fā)送/接收系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。
具體實施例方式將參照附圖解釋優(yōu)選實施方式。順帶提及，本發(fā)明不限于所述實施方式。在下面的實施方式中，首先，解釋光發(fā)送器的功能框圖和低頻疊加處理的概述，然后，解釋光發(fā)送器的更具體的構(gòu)造和處理內(nèi)容。圖1是光發(fā)送器的功能框圖。如圖1所示，光發(fā)送器100包括選擇電路104、信號處理電路106、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)108和驅(qū)動電路110。此外，光發(fā)送器100包括光源112、光調(diào)制器114、光分路器116、監(jiān)測器118和控制電路120。要被發(fā)送的電信號被輸入到信號處理電路106。選擇電路104在用于發(fā)送信號的調(diào)制的多值電信號中選擇最大值和最小值側(cè)的信號分量作為疊加部分。例如，選擇電路104從基準振幅值(A)中僅選擇多值電信號的最大電壓信號分量或最小電壓信號分量作為低頻疊加部分。選擇電路104將所選擇的低頻疊加部分輸出到信號處理電路106。稍后將描述選擇電路104進行的詳細處理。信號處理電路106產(chǎn)生在選擇電路104選擇的信號分量上疊加低頻波而得的低頻疊加信號。此外，信號處理電路106產(chǎn)生通過將基準振幅值(A)分別乘以多個預(yù)設(shè)比率獲得的多個連續(xù)中間振幅值的多個中間振幅信號。然后，信號處理電路106產(chǎn)生通過低頻疊加信號與中間振幅信號的組合對發(fā)送信號進行調(diào)制而得的多值電信號信息。信號處理電路106將所產(chǎn)生的多值電信號信息輸出到DAC 108。稍后將描述信號處理電路106進行的詳細處理。DAC 108將從信號處理電路106輸出的多值電信號信息的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，并將該模擬信號輸出到驅(qū)動電路110。驅(qū)動電路110放大從DAC 108接收到的模擬多值電信號，并產(chǎn)生驅(qū)動信號。驅(qū)動電路110將所產(chǎn)生的驅(qū)動信號輸出到光調(diào)制器114。光源112是例如LD等，并輸出載波光。光調(diào)制器114基于從驅(qū)動電路110輸出的驅(qū)動信號對載波光進行調(diào)制。光調(diào)制器114將調(diào)制光信號輸出到光分路器116。光分路器116將從光調(diào)制器114輸出的調(diào)制光信號分離為兩個，并使調(diào)制光信號的一部分分叉到監(jiān)測器118。監(jiān)測器118是用于監(jiān)測由光分路器116分離的調(diào)制光信號的一部分的處理電路，并包括例如信號處理電路106中疊加的低頻分量通過的帶通濾波器或低通濾波器。監(jiān)測器118將包含通過帶通濾 波器或低通濾波器的低頻分量的信號輸出到控制電路120。控制電路120基于從監(jiān)測器118輸出的信號中包含的低頻分量的相位和強度來控制基準振幅值(A)的振幅或驅(qū)動電路110中的多值電信號的振幅。例如，控制電路120控制基準振幅值(A)的振幅或者驅(qū)動電路110中的多值電信號的振幅，使得從監(jiān)測器118輸出的信號中包含的低頻分量的強度為最小值(O)。控制電路120將例如用于控制基準振幅值(A)的振幅的控制信號輸出到選擇電路104，或者將用于控制多值電信號的振幅的控制信號輸出到驅(qū)動電路110。此外，控制電路120產(chǎn)生在由信號處理電路106產(chǎn)生低頻疊加信號中使用的低頻波，并經(jīng)由選擇電路104將所產(chǎn)生的低頻波輸出到信號處理電路106。低頻波是例如具有比基準振幅值(A)充分小的振幅和要在信號處理電路106中疊加的低頻(例如，IKHz的頻率)分量的矩形波。低頻波不限于這種矩形波，可以是具有比基準振幅值(A)充分小的振幅和要在信號處理電路106中疊加的低頻分量的正弦波或三角波等。此外，控制電路120產(chǎn)生用于控制在由光調(diào)制器114調(diào)制載波光中使用的偏置電壓的控制信號，并將所產(chǎn)生的控制信號輸出到光調(diào)制器114。隨后，解釋低頻疊加處理的概述。圖2是示出低頻疊加處理的概述的示圖。圖2的上部分中的曲線圖是示出光強度關(guān)于光調(diào)制器114的驅(qū)動電壓的特性的曲線圖；該曲線圖的橫軸指示光調(diào)制器114的驅(qū)動電壓，縱軸指示關(guān)于驅(qū)動電壓的光輸出強度。此外，圖2的下部分中的曲線圖示意性指示用于驅(qū)動光調(diào)制器114的多值電信號的波形；該曲線圖的橫軸指示光調(diào)制器114的驅(qū)動電壓，縱軸指示時間進程。在圖2中，基準振幅值(A)是與光輸出特性的峰值之間的電壓對應(yīng)的電壓，圖2示出驅(qū)動信號的振幅被最優(yōu)控制的狀態(tài)。如圖2所示，在用于驅(qū)動光調(diào)制器114的驅(qū)動信號(多值電信號)中，例如，頻率為IKHz的矩形低頻波基于針對發(fā)送信號的調(diào)制設(shè)置的基準振幅值(A)疊加在最大信號電壓分量156以及最小電壓信號分量152和160上。不將低頻波疊加在驅(qū)動信號(多值電信號)的通過將基準振幅值(A)分別乘以多個預(yù)設(shè)比率而獲得的中間振幅分量154和158上，并且通過將基準振幅值(A)乘以預(yù)設(shè)比率而獲得的中間振幅延續(xù)(continue)。順便提及，相位相反的低頻分量分別被疊加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上。通過產(chǎn)生這種驅(qū)動信號，可以區(qū)分驅(qū)動信號的振幅是否被最優(yōu)控制，這是因為，當驅(qū)動信號的振幅被最優(yōu)控制時，調(diào)制光信號中不包含由于低頻波的低頻分量；當驅(qū)動信號的振幅沒有被最優(yōu)控制時，調(diào)制光信號中包含低頻分量。即，當驅(qū)動信號的振幅被最優(yōu)控制時，通過疊加在基準振幅值(A)的最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上的低頻波來驅(qū)動光調(diào)制器114，光輸出特性部分地橫跨(straddle)峰值。結(jié)果，從光調(diào)制器114輸出調(diào)制光信號162，所述調(diào)制光信號162具有頻率是疊加在驅(qū)動信號上的低頻分量的兩倍高的頻率分量。另一方面，將考慮例如由于如圖2所示的基準振幅值(A)的增加或減小而導(dǎo)致驅(qū)動信號的振幅沒有被最優(yōu)控制的情況。在這種情況下，基于基準振幅值(A)疊加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上的低頻波驅(qū)動光輸出特性部分地增加或減小的光調(diào)制器114。結(jié)果，從 光調(diào)制器114輸出具有基于基準振幅值(A)置加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上的低頻分量的調(diào)制光信號。因此，如果從光調(diào)制器114輸出的調(diào)制光信號包含疊加在驅(qū)動信號上的低頻分量，則可看出，基準振幅值(A)沒有被適當?shù)乜刂?。換言之，可通過自適應(yīng)地控制驅(qū)動信號的振幅以使得從光調(diào)制器114輸出的調(diào)制光信號中包含的低頻分量為最小值(0)，來最優(yōu)地控制驅(qū)動信號的振幅。此外，通過最優(yōu)地控制驅(qū)動信號的振幅，可防止從光調(diào)制器114輸出的調(diào)制光信號質(zhì)量劣化。順便提及，通過最優(yōu)地控制驅(qū)動信號的振幅，還可適當?shù)乜刂仆ㄟ^將基準振幅值(A)乘以特定比率而獲得的中間振幅。如圖2所示，在本實施方式中，基于基準振幅值(A)將低頻波僅疊加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上，并且沒有將低頻波疊加在中間振幅分量154和158上。這是因為，如果將低頻波疊加在中間振幅分量154和158上，則將難以適當?shù)乜刂乞?qū)動信號的振幅。也就是說，例如，如果還將低頻分量疊加在中間振幅分量154和158上，則疊加在中間振幅分量154和158上的低頻分量驅(qū)動光輸出特性部分地增加或減小的光調(diào)制器114。結(jié)果，光調(diào)制器114輸出具有疊加在驅(qū)動信號上的低頻分量的調(diào)制光信號。也就是說，無論驅(qū)動信號的振幅是否處于適當?shù)臓顟B(tài)，調(diào)制光信號中都包含低頻分量；因此，難以確定驅(qū)動信號的振幅是否合適。即使自適應(yīng)地控制驅(qū)動信號的振幅以使得調(diào)制光信號中包含的低頻分量為最小值(0)，也可能難以適當?shù)乜刂乞?qū)動信號的振幅。然而，在圖2中，基于基準振幅值(A)將低頻波僅疊加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上；因此，如上所述，可以區(qū)分驅(qū)動信號的振幅是否合適。結(jié)果，可以通過自適應(yīng)地控制驅(qū)動信號的振幅以使得從光調(diào)制器114輸出的調(diào)制光信號中包含的低頻分量為最小值(0)，來最優(yōu)地控制驅(qū)動信號的振幅。順便提及，在圖2中，示出了基于基準振幅值(A)將低頻波僅疊加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上的不例；然而,并不限于此。例如,如圖2所示，可將低頻波僅疊加在電壓低于基準振幅值(A)的預(yù)設(shè)的第一閾值(a )的信號分量或電壓高于比第一閾值(a )高的預(yù)設(shè)的第二閾值(P )的信號分量上。這里，第一閾值(a )被設(shè)置為低于多個中間振幅分量154和158中的最小電壓值(中間振幅分量154的電壓)并且高于基準振幅值(A)的最小電壓值。此外，第二閾值(3 )被設(shè)置為高于多個中間振幅分量154和158中的最大電壓值(中間振幅分量158的電壓)并且低于基準振幅值(A)的最大電壓值。[a]第一實施方式隨后，解釋根據(jù)第一實施方式的光發(fā)送器的構(gòu)造。圖3是示出根據(jù)第一實施方式的光發(fā)送器的構(gòu)造的框圖。如圖3所示，光發(fā)送器200包括數(shù)字信號處理器(DSP)+DAC 202、LD 206、驅(qū)動電路208、210、212和214、DP_I/Q_LN (LiNbO3 :鈮酸鋰)調(diào)制器216以及控制電路250?？刂齐娐?50是與圖1所示的控制電路120對應(yīng)的電路?？刂齐娐?50基于從稍后將描述的Y側(cè)調(diào)制器220的光電二極管(PD) 228和稍后將描述的X側(cè)調(diào)制器230的TO238輸出的檢測信號(11、12)輸出用于控制所述電路的各個控制信號(0至10)。稍后將描述控制電路250的細節(jié)。DSP+DAC 202是集成有圖1所示的信號處理電路106和DAC 108的功能的大規(guī)模集成(LSI)電路。DSP+DAC 202包括與圖1所示的選擇電路104對應(yīng)的選擇電路204。DSP+DAC 202可以在DSP部分中識別多值電信號的最大振幅部分(最大電壓部分和最小電壓部分)，并且可以在DAC部分中產(chǎn)生僅多值電信號的最大振幅部分進行低頻調(diào)制的信號。此外，可在DAC中將多值電信號的中間振幅信號設(shè)置為與最大振幅成特定比率，并且不進行低頻調(diào)制。從DSP+DAC 202輸出的DATA YI輸入到驅(qū)動電路208。DATA YI是例如如圖2所示的四值電信號。如圖2所示，DSP+DAC 202僅在四值電信號的最大電壓部分和最小電壓部分上疊加低頻波。驅(qū)動電路208例如基于從控制電路250輸出的控制信號(9)控制DATAYI的振幅，然后輸出DATA YI。從DSP+DAC 202輸出的DATA YQ輸入到驅(qū)動電路210。DATA YQ是例如如圖2所示的四值電信號。如圖2所示，DSP+DAC 202僅在四值電信號的最大電壓部分和最小電壓部分上疊加低頻波。驅(qū)動電路210例如基于從控制電路250輸出的控制信號(10)控制DATAYQ的振幅，然后輸出DATA YQ0從DSP+DAC 202輸出的DATA XI輸入到驅(qū)動電路212。DATA XI是例如如圖2所示的四值電信號。如圖2所示，DSP+DAC 202僅在四值電信號的最大電壓部分和最小電壓部分上疊加低頻波。驅(qū)動電路212例如基于從控制電路250輸出的控制信號(4)控制DATAXI的振幅，然后輸出DATA XI。從DSP+DAC 202輸出的DATA XQ輸入到驅(qū)動電路214。DATA XQ是例如如圖2所示的四值電信號。如圖2所示，DSP+DAC 202僅在四值電信號的最大電壓部分和最小電壓部分上疊加低頻波。驅(qū)動電路214例如基于從控制電路250輸出的控制信號(5)控制DATAXQ的振幅，然后輸出DATA XQ0
LD 206是與圖1所示的光源112對應(yīng)的激光二極管。從LD 206輸出的載波光被光分路器206a分離成兩個，所述載波光中的一個被光分路器206b進一步分離成兩個，所述載波光中的另一個被光分路器206c進一步分離成兩個。DP-1/Q_LN調(diào)制器216包括Y側(cè)調(diào)制器220、X側(cè)調(diào)制器230和/2極化旋轉(zhuǎn)器240。Y側(cè)調(diào)制器220和X側(cè)調(diào)制器230可以是16QAM光調(diào)制器。/2極化旋轉(zhuǎn)器240使從X側(cè)調(diào)制器230輸出的調(diào)制光信號極化。Y側(cè)調(diào)制器220包括調(diào)制器222a和222b、偏置電路224a和224b、移相器226以及光電二極管(PD) 228。調(diào)制器222a和222b可以是例如馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)調(diào)制器。調(diào)制器222a響應(yīng)于從驅(qū)動電路208提供的驅(qū)動信號對由光分路器206b分離的載波光中的一個進行調(diào)制。偏置電路224a基于從控制電路250輸出的控制信號(6)來控制從調(diào)制器222a輸出的兩個調(diào)制光波之間的相位關(guān)系。調(diào)制器222b響應(yīng)于從驅(qū)動電路210提供的驅(qū)動信號對由光分路器206b分離的載波光中的另一個進行調(diào)制。偏置電路224b基于從控制電路250輸出的控制信號(7)來控制從調(diào)制器222b輸出的兩個調(diào)制光波之間的相位關(guān)系。移相器226基于從控制電路250輸出的控制信號(8)將從偏置電路224a輸出的調(diào)制光信號和從偏置電路224b輸出的調(diào)制光信號的光波的相位相對地平移/2。例如,移相器226將從偏置電路224a輸出的調(diào)制光信號移相n /4,并將從偏置電路224b輸出的調(diào)制光信號向相反側(cè)移相n/4,從而將調(diào)制光信號相對地移相Ji/2。通過光稱合器206d來合成從移相器226輸出的兩個調(diào)制光信號。PD 228是檢測從光f禹合器206d輸出的調(diào)制光信號并輸出根據(jù)所檢測的調(diào)制光信號的電信號的光電檢測器。PD 228將根據(jù)所檢測的調(diào)制光信號的電信號作為檢測信號
(12)輸出到控制電路250。
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X側(cè)調(diào)制器230包括調(diào)制器232a和232b、偏置電路234a和234b、移相器236以及PD 238。調(diào)制器232a和232b可以是例如馬赫-曾德爾調(diào)制器。調(diào)制器232a響應(yīng)于從驅(qū)動電路212提供的驅(qū)動信號對由光分路器206c分離的載波光中的一個進行調(diào)制。偏置電路234a基于從控制電路250輸出的控制信號(I)來控制從調(diào)制器232a輸出的調(diào)制光信號的偏置。調(diào)制器232b響應(yīng)于從驅(qū)動電路214提供的驅(qū)動信號對由光分路器206c分離的載波光中的另一個進行調(diào)制。偏置電路234b基于從控制電路250輸出的控制信號(2)來控制從調(diào)制器232b輸出的調(diào)制光信號的偏置。移相器236基于從控制電路250輸出的控制信號(3)將從偏置電路234a輸出的調(diào)制光信號和從偏置電路234b輸出的調(diào)制光信號相對地移相Ji/2。例如,移相器236將從偏置電路234a輸出的調(diào)制光信號移相n /4,并將從偏置電路234b輸出的調(diào)制光信號向相反側(cè)移相n/4,從而將調(diào)制光信號相對地移相Ji/2。通過光稱合器206e來合成從移相器236輸出的兩個調(diào)制光信號。PD 238是檢測從光f禹合器206e輸出的調(diào)制光信號并輸出根據(jù)所檢測的調(diào)制光信號的電信號的光電檢測器。PD 238將根據(jù)所檢測的調(diào)制光信號的電信號作為檢測信號
(11)輸出到控制電路250。從Y側(cè)調(diào)制器220輸出的調(diào)制光信號以及從X側(cè)調(diào)制器230輸出并被/2極化旋轉(zhuǎn)器240極化的調(diào)制光信號被光耦合器206f合成，然后從DP-1/Q_LN調(diào)制器216輸出。
光發(fā)送器200可對四個子調(diào)制器(調(diào)制器222a、222b、232a和232b)進行時間共享控制，以便不同時疊加低頻信號。此外，光發(fā)送器200可在各個極化中對兩個子調(diào)制器(調(diào)制器222a和222b或者調(diào)制器232a和232b)進行時間共享控制，以便不同時疊加低頻信號。這是因為，當同時對子調(diào)制器執(zhí)行低頻疊加時，控制電路250無法區(qū)分由228或238檢測到的調(diào)制光信號是從哪個調(diào)制器輸出的。然而，在本實施方式中，在各個極化中疊加低頻波的時刻在四個子調(diào)制器或者兩個子調(diào)制器當中不同，從而控制電路250能夠正確地區(qū)分調(diào)制光信號是從哪個調(diào)制器輸出的。此外，當在各個極化中同時對四個子調(diào)制器或者兩個子調(diào)制器執(zhí)行低頻疊加時，光發(fā)送器200可以對要在各個調(diào)制器中疊加的低頻波設(shè)置不同的頻率。因此，即使在各個極化中同時對四個子調(diào)制器或者兩個子調(diào)制器執(zhí)行低頻疊加，控制電路250也能夠正確地區(qū)分調(diào)制光信號是從哪個調(diào)制器輸出的?？刂齐娐?50區(qū)分從228或238輸出的調(diào)制光信號(檢測信號)是從哪個調(diào)制器輸出的，并基于從I3D 228或H) 238輸出的信號中包含的低頻分量的強度來控制驅(qū)動信號的振幅?？刂齐娐?50控制驅(qū)動信號的振幅，以使得從ro 228或ro 238輸出的信號中包含的低頻分量的強度為最小值(O)。例如，控制電路250響應(yīng)于控制信號(0)控制在DSP+DAC 202中使用的基準振幅值(A)的振幅，或者響應(yīng)于控制信號(4、5、9、10)控制驅(qū)動電路208、210、212、214中的放大 程度。隨后，解釋光發(fā)送器200的處理。圖4是示出光發(fā)送器的處理內(nèi)容的流程圖。如圖4所示，首先，控制電路250產(chǎn)生低頻疊加因子k (t) (S101)。這里，低頻疊加因子k (t)是例如具有比基準振幅值(A)充分小的振幅以及要在DSP+DAC 202中疊加的低頻(例如，IKHz的頻率)分量的矩形波。低頻疊加因子k (t)不限于這種矩形波，可以是具有比基準振幅值(A)充分小的振幅以及要在DSP+DAC 202中疊加的低頻分量的正弦波或三角波等。然后，DSP+DAC 202基于低頻疊加因子k (t)、基準振幅值(A)和預(yù)設(shè)比率(a, b)來確定與各個光波相位(NI，N2, N3, N4)對應(yīng)的各個振幅值(S102)。例如，如圖2所示，相位NI基于基準振幅值(A)對應(yīng)于最大電壓信號分量156。此外，例如，如圖2所示，相位N2對應(yīng)于中間振幅分量154。此外，例如，如圖2所示，相位N3對應(yīng)于中間振幅分量158。此外，例如，如圖2所示，相位N4基于基準振幅值(A)對應(yīng)于最小電壓信號分量152或160。例如，DSP+DAC 202通過Nl=k (t) X A確定相位NI的振幅。當?shù)皖l疊加因子k(t)是矩形波時，相位NI的振幅是矩形波的最大電壓部分和最小電壓部分。此外，DSP+DAC 202通過N2=aXA確定相位N2的振幅，并通過N3=bXA確定相位N3的振幅。因此，相位N2和N3的振幅各自是固定值。此外，DSP+DAC 202通過N4=A(l-k(t))確定相位N4的振幅。當?shù)皖l疊加因子k(t)是矩形波時，相位N4的振幅是矩形波的最大電壓部分和最小電壓部分。然后，DSP+DAC 202基于與各個光波相位對應(yīng)的各個振幅值來對發(fā)送信號進行調(diào)制，并產(chǎn)生數(shù)字多值電信號信息(S103)。然后，DSP+DAC 202將數(shù)字多值電信號信息轉(zhuǎn)換成模擬多值電信號(S104)。然后，驅(qū)動電路208、210、212、214通過放大該模擬多值電信號來產(chǎn)生驅(qū)動信號(S105)。然后，調(diào)制器222a、222b、232a、232b基于驅(qū)動信號對載波光進行調(diào)制，并輸出調(diào)制光信號(S106)。
然后，H) 228、238將調(diào)制光信號的一部分轉(zhuǎn)換成電信號(S107)。然后，控制電路250控制基準振幅值(A)或驅(qū)動電路208、210、212、214中的振幅，以使得經(jīng)轉(zhuǎn)換的電信號中包含的低頻分量為最小值(0) (SlOS)0順便提及，重復(fù)圖4中的處理流，以針對溫度波動、電源電壓波動、時間變化等最優(yōu)地恒定控制驅(qū)動振幅。如上所述，根據(jù)第一實施方式中的光發(fā)送器200，無論多級光調(diào)制的多級程度，可以適當?shù)乜刂乒獍l(fā)送器驅(qū)動信號的振幅。也就是說，根據(jù)光發(fā)送器200，基于用于驅(qū)動調(diào)制器222a、222b、232a、232b的驅(qū)動信號(多值電信號)中的基準振幅值(A)，僅在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上疊加低頻波。然后，不在多值電信號的中間振幅分量154和158上疊加低頻波，這部分多值電信號是具有通過將基準振幅值(A)乘以預(yù)設(shè)比率而獲得的一系列值的信號。換言之，通過將低頻波疊加在最大電壓信號分量156以及最小電壓信號分量152和160上而得的疊加信號與通過將基準振幅值(A)乘以多個預(yù)設(shè)比率而獲得的中間振幅分量154和158的組合來產(chǎn)生多值電信號。因此，當驅(qū)動信號的振幅合適時，調(diào)制光信號中不包含低頻分量；當驅(qū)動信號的振幅不合適時，調(diào)制光信號中包含低頻分量；因此，可對二者進行區(qū)分。也就是說，通過自適應(yīng)地控制驅(qū)動信號的振幅以使得從光調(diào)制器114輸出的調(diào)制光信號中包含的低頻分量為最小值(0)，則無論多值電信號的多值度，都能夠最優(yōu)地控制驅(qū)動信號的振幅。此外，通過最優(yōu)地控制驅(qū)動信號的振幅，還可以適當?shù)乜刂仆ㄟ^將基準振幅值(A)乘以特定比率而獲得的中間振幅。結(jié)果，可防止從光發(fā)送器200輸出的調(diào)制光信號的質(zhì)量劣化。[b]第二實施方式

隨后，解釋根據(jù)第二實施方式的光發(fā)送器。圖5是示出根據(jù)第二實施方式的光發(fā)送器的構(gòu)造的框圖。第二實施方式中的光發(fā)送器300具有與第一實施方式中的光發(fā)送器200大致相同的構(gòu)造，并且還包括QAM切換電路350。因此，省略了對與第一實施方式相同的構(gòu)造的描述，下面主要是關(guān)于QAM切換電路350的解釋。QAM切換電路350將用于切換調(diào)制方法的切換信號發(fā)送到DSP+DAC 202。例如，QAM切換電路350輸出用于切換要在DSP+DAC 202中產(chǎn)生的多值電信號的多值度的切換信號。QAM切換電路350將用于切換諸如8QAM、16QAM、32QAM、64QAM等的調(diào)制方法的切換信號輸出到 DSP+DAC 202。DSP+DAC 202響應(yīng)于從QAM切換電路350輸出的切換信號改變多值電信號的多值度。例如，在第一實施方式中，DATA YI, DATA YQ, DATA XI和DATA XQ是四值電信號；在第二實施方式中，可以響應(yīng)于切換信號來可變地設(shè)置多值電信號的多值度。例如，當DATA Y1、DATA YQ,DATA XI和DATA XQ各自產(chǎn)生八值電信號時，Y側(cè)調(diào)制器220和X側(cè)調(diào)制器230是64QAM光調(diào)制器。按照這種方式，根據(jù)第二實施方式，除了第一實施方式中描述的效果以外，可支持各種調(diào)制方法。也就是說，根據(jù)第二實施方式，可通過從QAM切換電路350輸出的切換信號來改變光發(fā)送器300的調(diào)制方法，從而光發(fā)送器300可支持諸如8QAM、16QAM、32QAM、64QAM等的各種調(diào)制方法，并增強了光發(fā)送器300的多功能性。順便提及，例如，當產(chǎn)生了八值電信號時，DSP+DAC 202僅在八值電信號的最大電壓部分和最小電壓部分疊加低頻波，剩余的六值中間振幅信號具有通過將基準振幅值(A)乘以預(yù)設(shè)特定比率而獲得的值。即使在以這種方式改變多值電信號的多值度時，DSP+DAC202也僅在多值電信號的最大電壓部分和最小電壓部分上疊加低頻波，中間振幅信號具有通過將基準振幅值(A)乘以預(yù)設(shè)特定比率而獲得的值。根據(jù)本發(fā)明，還可以按照這種多級調(diào)制來進行驅(qū)動振幅的最優(yōu)控制。因此，可通過I/Q調(diào)制器與數(shù)字相干接收的組合來實現(xiàn)對能夠自由改變調(diào)制方法的光收發(fā)器的最優(yōu)控制。隨后，解釋使用根據(jù)第一實施方式或第二實施方式的光發(fā)送器的光發(fā)送/接收系統(tǒng)。圖6是示出光發(fā)送/接收系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。如圖6所示，光發(fā)送/接收系統(tǒng)500包括光發(fā)送器400-1至400-n (n是等于或大于2的整數(shù))、光復(fù)用器410、光放大器/中繼器420和可配置光分插復(fù)用器(R0ADM)430。此外，光發(fā)送/接收系統(tǒng)500包括光解復(fù)用器440和數(shù)字相干光接收器450-1至450-n?？蓪⒏鶕?jù)第一實施方式或第二實施方式的光發(fā)送器應(yīng)用于光發(fā)送器400-1至400-n。光發(fā)送器400-1至400-n分別輸出不同波長(X I至Xn)的調(diào)制光信號。光復(fù)用器410通過波長復(fù)用來組合從光發(fā)送器400-1至400-n輸出的不同波長的調(diào)制光信號，并經(jīng)由例如光纜等來輸出組合光信號。光放大器/中繼器420放大組合光信號，以補償從光復(fù)用器410輸出的組合光信號的傳輸損耗。ROADM 430執(zhí)行添加任意波長的光信號的處理和從光信號中提取任意波長的處理。例如，ROADM 430從自光放大器/中繼器420輸出的組合光信號中提取不同波長的任意多個光信號，并將所提取的光信號輸出到光解復(fù)用器440。光解復(fù)用器440按照波長將從ROADM 430輸出的具有多個波長的組合光信號分離成多個調(diào)制光信號。光解復(fù)用器440按照波長將所述多個調(diào)制光信號分別輸出到數(shù)字相干光接收器450-1至450-n。數(shù)字相干光接收器450-1至450_n各自接收從光解復(fù)用器440輸出的各個波長的調(diào)制光信號，并執(zhí)行諸如極化劃分和QAM解調(diào)制的各種接收處理，然后將經(jīng)處理的調(diào)制光信號發(fā)送 到例如按照路由對信號進行分類的裝置(例如，大規(guī)模路由器)。隨便提及，數(shù)字相干接 收器具有波長選擇功能，從而該系統(tǒng)可以被配置為不包括光解復(fù)用器440。根據(jù)該光發(fā)送/接收系統(tǒng)500，除了由光發(fā)送器400-1至400_n進行的極化復(fù)用和QAM解調(diào)制之外，對調(diào)制光信號執(zhí)行波長復(fù)用，然后發(fā)送/接收所述調(diào)制光信號；因此，可以實現(xiàn)高容量的光發(fā)送/接收系統(tǒng)。此外，例如，通過在光發(fā)送器400-1至400-n中改變多值電信號的多值度，可以在不增加波特率的情況下改變每波長傳輸容量。此外，還在作為改變多值電信號的多值度的結(jié)果傳輸容量增加時，波特率不增加，因此，波長頻譜寬度沒有加寬，并且可在不改變復(fù)用濾波器的情況下執(zhí)行密集的波長復(fù)用。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)送器，該光發(fā)送器包括 選擇電路，其在用于發(fā)送信號的調(diào)制的多值電信號中選擇最大值和最小值側(cè)的信號分量作為低頻疊加部分，所述多值電信號具有三個或更多個值； 信號處理電路，其通過在所述信號分量上疊加低頻波而得的疊加信號與未疊加所述低頻波的具有多個中間振幅值的信號的組合，來產(chǎn)生由所述發(fā)送信號轉(zhuǎn)換而來的多值電信號; 光調(diào)制器，其基于由所述信號處理電路產(chǎn)生的所述多值電信號來對載波光進行調(diào)制；以及 振幅控制電路，其基于由所述光調(diào)制器調(diào)制的調(diào)制光信號中包含的低頻分量來控制基準振幅值或所述多值電信號的振幅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送器，其中，所述選擇電路僅選擇所述基準振幅值的最大電壓部分和最小電壓部分作為低頻疊加部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光發(fā)送器，其中，在把所述低頻波疊加到所述最大電壓部分和所述最小電壓部分上時，所述信號處理電路分別在所述最大電壓部分和所述最小電壓部分上疊加相位相反的低頻波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的光發(fā)送器，其中，所述振幅控制電路控制所述基準振幅值或所述多值電信號的振幅，使得所述調(diào)制光信號中包含的所述低頻分量的強度變低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的光發(fā)送器，其中，所述光調(diào)制器利用光正交振幅調(diào)制法或光振幅多級調(diào)制法來基于所述多值電信號對所述載波光進行調(diào)制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送器，該光發(fā)送器還包括切換電路，該切換電路將用于切換調(diào)制方法的切換信號輸出到所述信號處理電路，其中， 所述信號處理電路能夠響應(yīng)于從所述切換電路輸出的切換信號來可變地設(shè)置所述多值電信號的多值度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送器，其中，通過將基準振幅值分別乘以預(yù)設(shè)的不同比率來獲得所述中間振幅值。
8.一種光發(fā)送方法，該光發(fā)送方法包括以下步驟 在用于發(fā)送信號的調(diào)制的多值電信號中選擇最大值和最小值側(cè)的信號分量作為低頻疊加部分，所述多值電信號具有三個或更多個值； 通過在所述信號分量上疊加低頻波而得的疊加信號與未疊加所述低頻波的具有多個中間振幅值的信號的組合，來產(chǎn)生由所述發(fā)送信號轉(zhuǎn)換而來的多值電信號； 基于所產(chǎn)生的多值電信號將載波光調(diào)制成光信號；以及 基于所述調(diào)制光信號中包含的低頻分量來控制基準振幅值或所述多值電信號的振幅。
9.一種光發(fā)送/接收系統(tǒng)，該光發(fā)送/接收系統(tǒng)包括 多個光發(fā)送器，所述多個光發(fā)送器各自包括 選擇電路，其在用于發(fā)送信號的調(diào)制的多值電信號中選擇最大值和最小值側(cè)的信號分量作為低頻疊加部分，所述多值電信號具有三個或更多個值； 信號處理電路，其通過在所述信號分量上疊加低頻波而得的疊加信號與未疊加所述低頻波的具有多個中間振幅值的信號的組合，來產(chǎn)生由所述發(fā)送信號轉(zhuǎn)換而來的多值電信號; 光調(diào)制器，其基于由所述信號處理電路產(chǎn)生的所述多值電信號來對載波光進行調(diào)制；以及 振幅控制電路，其基于由所述光調(diào)制器調(diào)制的調(diào)制光信號中包含的低頻分量來控制基準振幅值或所述多值電信號的振幅，所述多個光發(fā)送器輸出波長彼此不同的所述調(diào)制光信號; 光復(fù)用器，其組合分別從所述多個光發(fā)送器輸出的不同波長的多個調(diào)制光信號； 光放大器/中繼器，其包括用于對從所述光復(fù)用器輸出的組合光信號進行放大的放大器；以及 多個光接收器， 其接收經(jīng)由所述光放大器/中繼器傳輸?shù)墓庑盘枴?br> 全文摘要
本發(fā)明提供了光發(fā)送器、光發(fā)送方法和光發(fā)送/接收系統(tǒng)。一種光發(fā)送器包括選擇電路、信號處理電路、光調(diào)制器和控制電路。所述選擇電路在用于發(fā)送信號的調(diào)制的多值電信號中選擇最大值和最小值側(cè)的信號分量。所述信號處理電路通過在所述信號分量上疊加低頻波而得的疊加信號與未疊加所述低頻波的具有多個中間振幅值的信號的組合，來產(chǎn)生由所述發(fā)送信號轉(zhuǎn)換而來的多值電信號。所述光調(diào)制器基于所述多值電信號對載波光進行調(diào)制。所述控制電路基于調(diào)制光信號中包含的低頻分量來控制基準振幅值或所述多值電信號的振幅。
文檔編號H04B10/60GK103067091SQ20121031310
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者西本央 申請人:富士通光器件株式會社