專利名稱：相干光接收機(jī)和其調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光傳輸系統(tǒng)，更具體而言涉及相干接收機(jī)和用于調(diào)節(jié)相干 接收機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
使用光纖作為傳輸介質(zhì)的光傳輸系統(tǒng)在干線通信網(wǎng)絡(luò)中扮演了一個(gè)重 要的角色，這是因?yàn)樗鼈兙哂袃?yōu)異的長距離、大容量傳輸性能。在投入實(shí) 用的許多光傳輸系統(tǒng)中，要傳輸?shù)男盘柾ㄟ^強(qiáng)度調(diào)制被疊加到信號光上。
具體而言，數(shù)字二進(jìn)制(1/0)信號被賦值給光開/關(guān)。在傳輸速率超過10 Gb/s的部分最新的光傳輸系統(tǒng)中，使用了一種方案，其中利用相位而不是 強(qiáng)度來執(zhí)行信號的疊加。同樣在這種情況下，在信號被接收之前，通過在 接收端的光學(xué)處理來執(zhí)行到具有兩個(gè)強(qiáng)度水平的信號的轉(zhuǎn)換。
使用兩個(gè)強(qiáng)度水平的信號的光通信很容易實(shí)現(xiàn)，但是在性能上并不總 是最佳的。但是，這種兩個(gè)強(qiáng)度水平的信號類型的系統(tǒng)繼續(xù)成為主流，這 種現(xiàn)象成為可能的一個(gè)因素就在于光放大器已經(jīng)變得在商業(yè)上實(shí)用?？梢?直接線性放大信號光的光放大器在1990年代的前半段變?yōu)樵谏虡I(yè)上實(shí) 用。然而，實(shí)際上，先前己經(jīng)研究了各種其他的不同方案。在這些方案中 就有相干光傳輸方案。
在相干光傳輸方案中，信號光在接收端被與本地振蕩器(LO)光相組 合，并且通過光電(OE)轉(zhuǎn)換器檢測出它們的拍頻分量(beat component)，在光放大器變?yōu)樵谏虡I(yè)上實(shí)用之前，相干光傳輸方案就得 到了有力的研究，盡管它們具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。原因在于相干光傳輸方案實(shí) 現(xiàn)了優(yōu)異的接收靈敏度。盡管由于光放大器已經(jīng)變?yōu)樵谏虡I(yè)上實(shí)用，接收 靈敏度的優(yōu)異已不再被當(dāng)作大到足以補(bǔ)償結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的優(yōu)點(diǎn)，但是出于不 同觀點(diǎn)，相干光傳輸方案仍然繼續(xù)吸引著人們的注意。隨著光通信系統(tǒng)的信號速率增大到10 Gb/s、 40 Gb/s等等，由于傳輸 光纖或其他位置中比特之間的相互作用，在信號光中更容易發(fā)生波形失 真。作為應(yīng)對，在接收之后的電氣階段需要波形校正處理等等。在這種情 況下，僅有從OE轉(zhuǎn)換器提供的關(guān)于信號光的強(qiáng)度的信息在信息量方面就 不足夠了。為此，相干接收方案吸引了注意，因?yàn)橥瑫r(shí)也可獲得關(guān)于相位 的信息。
而且，隨著信號速率的增大，鑒于信號被簡單地時(shí)分復(fù)用的串行信號 被直接處理的事實(shí)，更多的技術(shù)問題出現(xiàn)。作為用于減低處理速率的措 施，也探索了從兩電平信號發(fā)展到多電平信號。當(dāng)使用多電平信號時(shí)，必 須用電方式執(zhí)行所涉及的復(fù)雜的編碼/解碼處理。從這種觀點(diǎn)中，也能認(rèn)識(shí) 到相干接收方案的優(yōu)越性。
到現(xiàn)在為止，實(shí)驗(yàn)研究的報(bào)告結(jié)果還未超過可行性驗(yàn)證的水平，這部 分是由于用于波形校正處理和解碼處理的電子部分的性能問題。然而，正 在進(jìn)行多種研究，例如WDM傳輸系統(tǒng)中的密集波分復(fù)用(見K. Kikuchi "Phase-diversity homodyne detection of multilevel optical modulation with digital carrier phase estimation", IEEE Journal of selected topics in quantum electronics (2006), Vol. 12, No. 4， pp. 563-570) 、 40 Gb/s系統(tǒng)中的大規(guī)模波 長發(fā)散補(bǔ)償(見C. Laperle等人"Wavelength division multiplexing (WDM) and polarization mode dispersion (PMD) performance of a coherent 40 Gbit/s dual-polarization quadrature phase shift keying (DP-QPSK) transceiver", OFC/NFOEC2007, paper PDP16, 2007)、以及對100 Gb/s信號的應(yīng)用(見 C. R. S. Fludger等人"10 x 111 Gbit/s, 50 GHz spaced, POLMUX-RZ-DQPSK transmission over 2375 km employing coherent equalization", OFC/NFOEC2007, paper PDP22, 2007)。
而且，JP 2004-147323還公開了一種用于調(diào)節(jié)光接收機(jī)的方法，通過 該方法提高了外差拍頻信號的信噪比(SNR)。根據(jù)JP 2004-147323中公 開的光學(xué)外差檢測系統(tǒng)，在組合輸入信號與LO信號的光耦合器之前提供 了衰減輸入信號的衰減器，并且基于基準(zhǔn)測量值和樣本測量值來計(jì)算最佳 衰減水平，其中基準(zhǔn)測量值是在不提供輸入信號的情況下僅從LO信號導(dǎo)出的光檢測信號的值，樣本測量值是從以不同衰減水平衰減的輸入信號導(dǎo) 出的光檢測信號的值。而且，最小衰減水平被設(shè)置為使得輸入信號將具有 與光檢測器的DC檢測電壓限度一樣大的值，從而防止光檢測器飽和。
然而，在相干光接收機(jī)中，所輸入的是經(jīng)歷了各種波形失真的信號光 或各個(gè)比特具有不同能量的信號光。因此，輸入信號的幅度隨著波形失真 因素變化，即使輸入信號光的平均強(qiáng)度固定也是如此。作為示例，將對由 于波長發(fā)散而引起的信號光的波形的改變進(jìn)行描述。
圖1A是示出從發(fā)射機(jī)輸出的信號波形的圖表，圖1B是示出在經(jīng)過了 20 km光纖線路傳輸之后的信號波形的圖表，圖1C是示出在經(jīng)過了 40 km 光纖線路傳輸之后的信號波形的圖表，圖1D是示出在經(jīng)過了 200 km光纖 線路傳輸之后的信號波形的圖表。這里，將描述當(dāng)40 Gb/s的RZ-DQPSK 信號經(jīng)過普通的SMF傳輸線路(波長發(fā)散值17.0 ps/nm/km)傳輸時(shí)波 形(總共等于128比特)是如何改變的。
參考圖1A，當(dāng)信號處于從發(fā)射機(jī)輸出的狀態(tài)時(shí)，在各比特的電平之 間沒有差異。在圖1A至1D中示出的信號都具有相同的平均強(qiáng)度。然而， 可以理解，隨著波長發(fā)散積累并導(dǎo)致前后比特之間的相互作用，波形逐漸 形成了局部的峰，這導(dǎo)致形成整體上幅度被放大的信號。
當(dāng)接收具有這種波形失真的光信號時(shí)，光接收機(jī)需要通過在電氣階段 的數(shù)字信號處理執(zhí)行對信號波形失真的補(bǔ)償。在這種情況下，通過光電轉(zhuǎn) 換而獲得的電信號被模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD轉(zhuǎn)換器)從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號。為了通過利用高精度執(zhí)行波形失真補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)高靈敏度接收特性，要 輸入到AD轉(zhuǎn)換器的信號的幅度需要被調(diào)節(jié)以便均勻地落入AD轉(zhuǎn)換器的 輸入動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
在這種情況下，如果輸入信號光僅在光SNR方面下降而不像現(xiàn)有光通 信系統(tǒng)的情況中一樣發(fā)生大的波形失真，則通過固定輸入信號光的平均強(qiáng) 度，可以在任何系統(tǒng)中提供最佳操作環(huán)境。也就是說，可以允許均勻地使 用AD轉(zhuǎn)換器的輸入動(dòng)態(tài)范圍。然而，如果發(fā)生波形失真并且因此信號幅 度隨系統(tǒng)變化，則有必要針對每種情況執(zhí)行優(yōu)化。
在為了通過電氣階段的數(shù)字信號處理補(bǔ)償信號波形失真的目的而使用的相干光接收機(jī)的情況下，存在輸入信號光具有各種失真的可能性。因 此，僅通過如上所述簡單地將輸入信號光的強(qiáng)度控制到某一固定值，不能 實(shí)現(xiàn)最佳的操作環(huán)境。也就是說，如果接收機(jī)被按照適合小波形失真的狀
態(tài)來優(yōu)化，則波形失真大的區(qū)域中的輸入到AD轉(zhuǎn)換器的信號超過了 AD 轉(zhuǎn)換器的輸入動(dòng)態(tài)范圍，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)精確解調(diào)。另一方面，如果接收機(jī) 被按照適合失真大的波形來優(yōu)化，則當(dāng)輸入經(jīng)歷了小波形失真的信號光 時(shí)，只有AD轉(zhuǎn)換器的部分能力被使用，這導(dǎo)致接收性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種相干光接收機(jī)以及用于調(diào)節(jié)該接收機(jī) 的方法，該相干光接收機(jī)即使在輸入信號光經(jīng)歷了各種波形失真的情況下 也可以實(shí)現(xiàn)良好的接收特性。
根據(jù)本發(fā)明， 一種用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的方法包括確定當(dāng)在本地 振蕩器光被開啟的狀態(tài)下、沒有波形失真的理想信號光被用作信號光時(shí)提 供最佳接收狀態(tài)的信號光的光強(qiáng)度值；存儲(chǔ)與信號光相對應(yīng)的模擬電信號 的第一幅度值，其中第一幅度值是當(dāng)在本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、所 確定的光強(qiáng)度值的理想信號光被用作信號光時(shí)獲得的；以及確定信號光的 光強(qiáng)度以便使得第二幅度值等于第一幅度值，其中第二幅度值是當(dāng)在本地 振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、實(shí)際信號光被用作信號光時(shí)所獲得的模擬電信 號的幅度值。
根據(jù)本發(fā)明， 一種用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的設(shè)備包括第一存儲(chǔ)部 件，用于存儲(chǔ)當(dāng)在本地振蕩器光被開啟的狀態(tài)下、沒有波形失真的理想信 號光被用作信號光時(shí)提供最佳接收狀態(tài)的信號光的光強(qiáng)度值；第二存儲(chǔ)部 件，用于存儲(chǔ)與信號光相對應(yīng)的模擬電信號的第一幅度值，其中第一幅度 值是當(dāng)在本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、所確定的光強(qiáng)度值的理想信號光 被用作信號光時(shí)獲得的；以及控制器，用于確定信號光的光強(qiáng)度以便使得 第二幅度值等于第一幅度值，其中第二幅度值是當(dāng)在本地振蕩器光被關(guān)閉 的狀態(tài)下、實(shí)際信號光被用作信號光時(shí)所獲得的模擬電信號的幅度值。
根據(jù)本發(fā)明，即使輸入信號光經(jīng)歷了各種波形失真，也可以實(shí)現(xiàn)良好的接收特性。


圖1A是示出從發(fā)射機(jī)輸出的信號波形的圖表。
圖1B是示出在經(jīng)過了 20km光纖線路傳輸之后的信號波形的圖表。 圖1C是示出在經(jīng)過了 40km光纖線路傳輸之后的信號波形的圖表。 圖1D是示出在經(jīng)過了 200km光纖線路傳輸之后的信號波形的圖表。 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的相干光接收機(jī)的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例用于確定基準(zhǔn)光強(qiáng)度值的方法的流程圖。
圖4是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例用于測量噪聲分量的方法的流程圖。 圖5是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
l.結(jié)構(gòu)
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的相干光接收機(jī)的功能結(jié)構(gòu)的框 圖。強(qiáng)度調(diào)節(jié)器101調(diào)節(jié)在經(jīng)過諸如光纖線路之類的光傳輸線路之后到達(dá) 相干光接收機(jī)處的輸入信號光的強(qiáng)度，并將信號光輸出到光耦合器102。 光耦合器102將該信號光與從本地振蕩器(LO)光源103輸入的LO光相 組合，并將組合光輸出到光電(OE)轉(zhuǎn)換器104。
OE轉(zhuǎn)換器104將接收的組合光轉(zhuǎn)換為電信號，并將電信號輸出到直 流(DC)截?cái)酁V波器105。在通過DC截?cái)酁V波器105從該電信號中去除 了 DC分量之后，電信號被放大器106放大然后被輸入到模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換 器107。放大器106對已去除了 DC分量的電信號進(jìn)行放大，從而使得該 電信號成為處于適合于輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的電平的模擬信號。AD轉(zhuǎn) 換器107輸出數(shù)字信號，該數(shù)字信號隨后被輸入到數(shù)字信號處理部件108 并且經(jīng)歷諸如波形失真補(bǔ)償和解碼之類的信號處理。根據(jù)本示例性實(shí)施例，從AD轉(zhuǎn)換器107輸出的數(shù)字信號自身被用作 輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的模擬信號的幅度的測量值。如后面將描述的，作 為從在LO光處于關(guān)閉狀態(tài)下的理想輸入信號光導(dǎo)出的模擬信號的幅度的 測量值的幅度測量值A(chǔ)ref被存儲(chǔ)在噪聲分量存儲(chǔ)部件109中。比較部件 110將作為從在LO光處于關(guān)閉狀態(tài)下的實(shí)際輸入信號光導(dǎo)出的模擬信號 的幅度的測量值的幅度測量值A(chǔ)w與所存儲(chǔ)的幅度測量值A(chǔ)ref相比狡，并 將該比較結(jié)果輸出到控制部件111。另外，如后面將描述的，控制部件 111在存儲(chǔ)部件112中存儲(chǔ)基準(zhǔn)光強(qiáng)度值。
控制部件111通過參考從比較部件IIO輸入的比較結(jié)果來控制強(qiáng)度調(diào) 節(jié)器101處的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值，從而使得幅度測量值A(chǔ)w將接近于幅度測量值 AreF，這將在后面更詳細(xì)描述。另外，控制部件111還控制來自LO光源 103的光的發(fā)射/消除，也就是說對LO光源103執(zhí)行開/關(guān)控制。
總共有三個(gè)參數(shù)可用于調(diào)節(jié)要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的模擬信號的強(qiáng) 度。具體而言，這三個(gè)參數(shù)是信號光的強(qiáng)度、LO光的強(qiáng)度和放大器106 的增益。就實(shí)現(xiàn)方式而言，最簡單的調(diào)節(jié)模擬信號的強(qiáng)度的方式是通過控 制放大器106的增益來調(diào)節(jié)輸入電平。然而，要滿足相干接收方案的全部 下列特征并不是容易的操作頻率的寬范圍、高增益和增益可變性的寬范 圍。而且，考慮到其功能，LO光的強(qiáng)度不應(yīng)當(dāng)主動(dòng)改變。因此，當(dāng)調(diào)節(jié) 要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的輸入電平時(shí)，優(yōu)選地按照優(yōu)先順序來控制信號 光的強(qiáng)度、放大器106的增益、然后是LO光的強(qiáng)度。
另外，要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的模擬信號包含兩個(gè)分量。 一個(gè)分量 是信號光和LO光的拍頻分量。該分量是用于信號解調(diào)的信號分量。另一 個(gè)是信號光自身的接收分量。從信號解調(diào)的角度看，該分量是噪聲分量。 由于這些拍頻分量(信號分量)和噪聲分量是不可分離的，因此將它們的 相對強(qiáng)度設(shè)置在適當(dāng)?shù)姆秶信c調(diào)節(jié)要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的模擬信號 的強(qiáng)度一樣重要。
這里，在信號光和LO光的拍頻分量的幅度與信號光自身的接收分量 的幅度之間存在相關(guān)性。也就是說，接收分量正比于拍頻分量的平方，并 且與拍頻分量是一一對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)本示例性實(shí)施例，這種關(guān)系被用于調(diào)節(jié)要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的模擬信號的強(qiáng)度。 2.操作
2.1) 基準(zhǔn)光強(qiáng)度值的確定
首先，在操作開始之前設(shè)置相干光接收機(jī)中信號光強(qiáng)度的基準(zhǔn)值(下 文中，稱為基準(zhǔn)光強(qiáng)度值)?；鶞?zhǔn)光強(qiáng)度值是當(dāng)信號光沒有波形失真時(shí)能 導(dǎo)致信號光的最佳接收狀態(tài)的信號光強(qiáng)度。另外，當(dāng)基準(zhǔn)光強(qiáng)度值被確定 時(shí)，信號光和LO光的拍頻分量(信號分量)與信號光自身的接收分量之 間的相對強(qiáng)度也被確定。順便提及，基準(zhǔn)光強(qiáng)度值是取決于許多參數(shù)的 值，這許多參數(shù)例如是接收機(jī)中所用的調(diào)制/解調(diào)方法、信號速率、LO光 的可允許強(qiáng)度、以及放大器106的性能。
圖3是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例用于確定基準(zhǔn)光強(qiáng)度值的方法的流程 圖。首先，沒有波形失真的輸入信號光被輸入到相干光接收機(jī)，并且同 時(shí)，控制部件111允許LO光源103將LO光輸出到光耦合器102 (步驟 201)。在這種狀態(tài)下，控制部件111控制強(qiáng)度調(diào)節(jié)器101處的強(qiáng)度調(diào)節(jié) 值，從而使得信號光處于最佳接收狀態(tài)(步驟202和203)?；蛘撸缟?所述可以改為控制放大器106的增益和/或來自LO光源103的LO光的LO 光強(qiáng)度。最佳接收狀態(tài)是這樣一種狀態(tài)，其中要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的 模擬信號的幅度均勻地落入AD轉(zhuǎn)換器107的輸入動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
當(dāng)信號光處于最佳接收狀態(tài)時(shí)(步驟202:是)，控制部件111確定 信號光的強(qiáng)度(具體而言，強(qiáng)度調(diào)節(jié)器101處的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值)作為基準(zhǔn)光 強(qiáng)度值，并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件112中(步驟204)。利用這樣存儲(chǔ)的基 準(zhǔn)光強(qiáng)度值，執(zhí)行噪聲分量的測量，這將在下面描述。
2.2) 噪聲分量的測量
圖4是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例用于測量噪聲分量的方法的流程圖。 首先，沒有波形失真的輸入信號光被輸入到相干光接收機(jī)，并且同時(shí)，控 制部件111關(guān)閉LO光源103 (步驟301)?？刂撇考?11將強(qiáng)度調(diào)節(jié)器 IOI處的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值設(shè)置為確定的基準(zhǔn)光強(qiáng)度值(步驟302)。
在這種狀態(tài)下，基準(zhǔn)光強(qiáng)度值的信號光被輸入到光耦合器102，從光 耦合器102輸出了利用關(guān)閉狀態(tài)下的LO光獲得的組合光。組合光隨后被OE轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換為電信號。其后，如上所述，通過DC截?cái)酁V波器105 從電信號中去除DC分量，并且作為經(jīng)放大器106放大的模擬信號的電信 號被輸入到AD轉(zhuǎn)換器107。 AD轉(zhuǎn)換器107輸出作為數(shù)字信號的僅對應(yīng)于 信號光的模擬信號的幅度測量值A(chǔ)reF (步驟303)?？刂撇考?11將從 AD轉(zhuǎn)換器107輸出的幅度測量值A(chǔ)reF存儲(chǔ)在噪聲分量存儲(chǔ)部件109中 (步驟304)。
以這種方式，輸入的幅度測量值A(chǔ)reF (第一幅度值)被存儲(chǔ)在噪聲分 量存儲(chǔ)部件109中作為噪聲分量，該幅度測量值A(chǔ)ref是當(dāng)在LO光被關(guān)閉 的狀態(tài)下沒有波形失真的輸入信號光被輸入時(shí)、在AD轉(zhuǎn)換器107處獲得 的模擬信號的幅度的測量值。隨后，將描述用于設(shè)置實(shí)際操作中的輸入強(qiáng) 度的方法。
2.3)相干光接收機(jī)的調(diào)節(jié)
圖5是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的方法的流程 圖。如上所述，當(dāng)在LO光被關(guān)閉的狀態(tài)下沒有波形失真的輸入信號光被 輸入時(shí)、在AD轉(zhuǎn)換器107處獲得的輸入的幅度測量值A(chǔ)reF (第一幅度 值)被存儲(chǔ)在噪聲分量存儲(chǔ)部件109中。
首先，LO光源103被關(guān)閉(步驟401)，并且要用在實(shí)際操作中的輸 入信號光被輸入到相干光接收機(jī)(步驟402)。在這種狀態(tài)下，AD轉(zhuǎn)換器 107輸出作為數(shù)字信號的僅對應(yīng)于要用在實(shí)際操作中的信號光的模擬信號 的幅度測量值A(chǔ)rN (第二幅度值)(步驟403)。比較部件110將輸入的幅 度測量值A(chǔ)reF (第一幅度值)與此時(shí)測得的幅度測量值A(chǔ)w (第二幅度 值)相比較(步驟404)，并將該比較結(jié)果通知控制部件lll。
當(dāng)ARE-A^時(shí)(步驟404:否)，控制部件111在幅度測量值A(chǔ)IN (第二幅度值)與輸入的幅度測量值A(chǔ)ref (第一幅度值)相匹配的方向上 改變強(qiáng)度調(diào)節(jié)器101處的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值，(步驟405)。比較部件110將輸 入的幅度測量值A(chǔ)reF (第一幅度值)與對應(yīng)于調(diào)節(jié)之后的信號光的模擬信 號的幅度測量值A(chǔ)w (第二幅度值)相比較。步驟403至405被重復(fù)，直
到幅度測量值A(chǔ)w在預(yù)定范圍內(nèi)基本變得等于輸入的幅度測量值A(chǔ)REF為止。當(dāng)ARE產(chǎn)A^時(shí)(步驟404:是)，控制部件111固定強(qiáng)度調(diào)節(jié)器101 處的當(dāng)時(shí)的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值，并且開啟LO光源103以允許其向光耦合器102 輸出LO光(步驟406)。因而，使得要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的模擬信號 的幅度等于當(dāng)在輸入信號光沒有波形失真的情況下執(zhí)行優(yōu)化時(shí)所獲得的幅 度?？梢栽谠撟罴巡僮鳡顟B(tài)下接收實(shí)際信號光(步驟407)。
順便提及，信號光自身的接收分量(噪聲分量)與信號光和LO光的 拍頻分量(信號分量)相比需要被設(shè)置得較小。因此，AD轉(zhuǎn)換器107就 其能力而言可能很難識(shí)別信號光自身的接收分量(噪聲分量)的幅度。在 這種情況下，當(dāng)確定了要輸入的信號光的強(qiáng)度的基準(zhǔn)光強(qiáng)度值時(shí)，在LO 光源103被關(guān)閉時(shí)通過強(qiáng)度調(diào)節(jié)器101增大信號光的強(qiáng)度(例如，十倍于 基準(zhǔn)光強(qiáng)度值)的情況下觀察噪聲分量的幅度AreF。在優(yōu)化時(shí)，在參考噪
聲分量的經(jīng)放大的幅度aref的同時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號光的強(qiáng)度，然后將輸入信
號光的強(qiáng)度減小為十分之一，從而可以避免AD轉(zhuǎn)換器107的識(shí)別能力中 的不足。
比較部件110和控制部件111的上述調(diào)節(jié)功能還可以通過在諸如CPU 之類的程序控制處理器上運(yùn)行程序來實(shí)現(xiàn)。 2.4)效果
如上所述，沒有波形失真的輸入信號光被輸入，并且在該狀態(tài)下，接 收環(huán)境(信號光的強(qiáng)度、LO光的強(qiáng)度、放大器106的增益，等等)得到 優(yōu)化。在這種狀態(tài)下，LO光被關(guān)閉，并且在只有信號光被輸入的狀態(tài)下 獲得的輸入信號被輸入到AD轉(zhuǎn)換器107。輸入信號的強(qiáng)度分布被AD轉(zhuǎn) 換器107自身測量。當(dāng)接收到包含失真的實(shí)際輸入信號光時(shí)，信號光在 LO光被關(guān)閉的情況下被輸入，并且輸入信號光的強(qiáng)度被調(diào)節(jié)，從而使得 要輸入到AD轉(zhuǎn)換器107的相應(yīng)信號的強(qiáng)度分布將等于在利用沒有失真的 信號光進(jìn)行優(yōu)化時(shí)所獲得的強(qiáng)度分布。
如上所述，通過將本示例性實(shí)施例應(yīng)用于在信號解調(diào)處理中包括由 AD轉(zhuǎn)換器107執(zhí)行的數(shù)字化處理的相干光接收機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)這樣的數(shù)字 化，使得AD轉(zhuǎn)換器107的輸入動(dòng)態(tài)范圍得到均勻的使用，無論諸如輸入 信號光的波形失真之類的因素如何。因而，即使輸入信號光遭受了各種波形失真，也可以提供具有良好的接收特性的相干光接收機(jī)。
本發(fā)明可以應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)的接收側(cè)的設(shè)備，具體而言可以應(yīng)用于 在信號解調(diào)處理中包括由AD轉(zhuǎn)換器執(zhí)行的數(shù)字化處理的一般相干光接收 機(jī)。
本發(fā)明可以按照其他特定形式實(shí)現(xiàn)，而不脫離其精神或本質(zhì)特性。因 此，上述示例性實(shí)施例在所有方面都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性而非限制性的， 本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求指示，而不是由前述的描述指示，并且因此 落入權(quán)利要求的等同物的意義和范圍內(nèi)的所有改變都打算被包含在其中。
本申請基于并要求2008年3月6日提交的日本專利申請No. 2008-055716的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的方法，包括確定當(dāng)在本地振蕩器光被開啟的狀態(tài)下、沒有波形失真的理想信號光被用作信號光時(shí)，提供最佳接收狀態(tài)的信號光的光強(qiáng)度值；存儲(chǔ)與信號光相對應(yīng)的模擬電信號的第一幅度值，其中所述第一幅度值是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、具有所確定的光強(qiáng)度值的理想信號光被用作信號光時(shí)獲得的；以及確定信號光的光強(qiáng)度以便使得第二幅度值等于所述第一幅度值，其中所述第二幅度值是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、實(shí)際信號光被用作信號光時(shí)所獲得的模擬電信號的幅度值。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述相干光接收機(jī)包括用于將模擬 電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器被用于測量 所述第一幅度值和所述第二幅度值。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述相干光接收機(jī)包括用于調(diào) 節(jié)輸入信號光的強(qiáng)度以輸出所述信號光的強(qiáng)度調(diào)節(jié)器，其中所述強(qiáng)度調(diào)節(jié) 器被用于確定所述光強(qiáng)度值、所述第一幅度值和所述第二幅度值。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述第二幅度值基本等于所述第一幅度值的情況下確定了信號光的 光強(qiáng)度之后，開啟所述本地振蕩器光以執(zhí)行所述相干光接收機(jī)的操作。
5. —種用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的設(shè)備，包括第一存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)當(dāng)在本地振蕩器光被開啟的狀態(tài)下、沒有波 形失真的理想信號光被用作信號光時(shí)提供最佳接收狀態(tài)的信號光的光強(qiáng)度 值；第二存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)與信號光相對應(yīng)的模擬電信號的第一幅度 值，其中所述第一幅度值是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、具有所確定的光強(qiáng)度值的理想信號光被用作信號光時(shí)獲得的；以及控制器，用于確定信號光的光強(qiáng)度以便使得第二幅度值等于所述第一 幅度值，其中所述第二幅度值是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、實(shí)際信號光被用作信號光時(shí)所獲得的模擬電信號的幅度值。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述相干光接收機(jī)包括用于將所述 模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中所述控制器使用所述模 數(shù)轉(zhuǎn)換器來測量所述第一幅度值和所述第二幅度值。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其中所述相干光接收機(jī)包括用于調(diào) 節(jié)輸入信號光的強(qiáng)度以輸出所述信號光的強(qiáng)度調(diào)節(jié)器，其中所述控制器使 用所述強(qiáng)度調(diào)節(jié)器來確定所述光強(qiáng)度值、所述第一幅度值和所述第二幅度 值。
8. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中在所述第二幅度值基本等于所述第 一幅度值的情況下確定了所述信號光的光強(qiáng)度之后，所述控制器開啟所述 本地振蕩器光以執(zhí)行所述相干光接收機(jī)的操作。
9. 一種包括如權(quán)利要求5-8中任何一個(gè)所述的設(shè)備的相干光接收機(jī)。
10. —種光接收機(jī)，包括強(qiáng)度調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)輸入信號光的強(qiáng)度以輸出信號光； 本地振蕩器光源，用于生成本地振蕩器光；組合器，用于將所述信號光與所述本地振蕩器光相組合以輸出組合光；轉(zhuǎn)換部件，用于輸入所述組合光以輸出與所述組合光相對應(yīng)的模擬電 信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號； 存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)所述模擬電信號的第一幅度值，所述第一幅度值 是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、沒有波形失真的理想信號光被 用作所述輸入信號光時(shí)獲得的，其中所述理想信號光的強(qiáng)度提供了最佳接 收狀態(tài)；以及控制器，用于確定所述強(qiáng)度調(diào)節(jié)器的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值以便使得第二幅度值 等于所述第一幅度值，其中所述第二幅度值是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān) 閉的狀態(tài)下、實(shí)際信號光被用作輸入信號光時(shí)所獲得的模擬電信號的幅度 值。
11. 如權(quán)利要求IO所述的光接收機(jī)，其中所述控制器通過以下方式來測量所述第一幅度值和所述第二幅度值使用所述本地振蕩器光和理想輸入信號光來確定提供最佳接收狀態(tài)的 信號光的基準(zhǔn)光強(qiáng)度值，以及在信號光匹配所述基準(zhǔn)光強(qiáng)度值的狀態(tài)下關(guān)閉所述本地振蕩器光以測 量所述第一幅度值和所述第二幅度值。
12. 如權(quán)利要求11所述的光接收機(jī)，其中所述控制器通過控制至少所 述強(qiáng)度調(diào)節(jié)器的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值來確定所述基準(zhǔn)光強(qiáng)度值。
13. 如權(quán)利要求12所述的光接收機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)換部件包括 光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述組合光轉(zhuǎn)換為第一電信號；DC截?cái)酁V波器，用于從所述第一電信號中截?cái)嘀绷鞣至恳暂敵龅诙?電信號；以及放大器，用于對所述第二電信號進(jìn)行電放大以將模擬電信號輸出到所 述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中所述控制器通過按照優(yōu)先順序來控制所述強(qiáng)度調(diào)節(jié)值、所述放大 器的增益和所述本地振蕩器光的強(qiáng)度，來確定所述基準(zhǔn)光強(qiáng)度值。
14. 一種用于調(diào)節(jié)相干光接收機(jī)的方法，該相干光接收機(jī)包括轉(zhuǎn)換部件，用于輸入信號光和本地振蕩器光的組合光以輸出與所述組合光相對應(yīng)的模擬電信號；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號， 該方法包括存儲(chǔ)所述模擬電信號的第一幅度值，所述第一幅度值是當(dāng)在所述本地 振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、沒有波形失真的理想信號光被用作所述輸入信 號光時(shí)獲得的，其中所述理想信號光的強(qiáng)度提供了最佳接收狀態(tài)；以及確定強(qiáng)度調(diào)節(jié)器的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值以便使得第二幅度值等于所述第一幅度 值，其中所述第二幅度值是當(dāng)在所述本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、實(shí)際 信號光被用作輸入信號光時(shí)所獲得的模擬電信號的幅度值。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一幅度值和所述第二幅度 值是通過以下方式測量的使用所述本地振蕩器光和理想輸入信號光來確定提供最佳接收狀態(tài)的信號光的基準(zhǔn)光強(qiáng)度值，以及在信號光匹配所述基準(zhǔn)光強(qiáng)度值的狀態(tài)下關(guān)閉所述本地振蕩器光以測 量所述第一幅度值和所述第二幅度值。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述基準(zhǔn)光強(qiáng)度值是通過控制至 少所述強(qiáng)度調(diào)節(jié)器的強(qiáng)度調(diào)節(jié)值來確定的。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)換部件包括光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述組合光轉(zhuǎn)換為第一電信號； DC截?cái)酁V波器，用于從所述第一電信號中截?cái)嘀绷鞣至恳暂敵龅诙?電信號；以及放大器，用于對所述第二電信號進(jìn)行電放大以將模擬電信號輸出到所 述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中所述基準(zhǔn)光強(qiáng)度值是通過按照優(yōu)先順序控制所述強(qiáng)度調(diào)節(jié)值、所 述放大器的增益和所述本地振蕩器光的強(qiáng)度來確定的。
全文摘要
本發(fā)明公開了相干光接收機(jī)和其調(diào)節(jié)方法。在相干光接收機(jī)中，當(dāng)在本地振蕩器光被開啟的狀態(tài)下、沒有波形失真的理想信號光被用作信號光時(shí)，確定提供最佳接收狀態(tài)的信號光的光強(qiáng)度值。在存儲(chǔ)部件中存儲(chǔ)與信號光相對應(yīng)的模擬電信號的第一幅度值，其中第一幅度值是當(dāng)在本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、所確定的光強(qiáng)度值的理想信號光被用作信號光時(shí)獲得的。確定信號光的光強(qiáng)度以便使得第二幅度值等于第一幅度值，其中第二幅度值是當(dāng)在本地振蕩器光被關(guān)閉的狀態(tài)下、實(shí)際信號光被用作信號光時(shí)所獲得的模擬電信號的幅度值。
文檔編號H04B10/148GK101527600SQ20091011784
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者伊東俊治 申請人:日本電氣株式會(huì)社