專利名稱：光發(fā)射機(jī)和光發(fā)射方法
光發(fā)射機(jī)和光發(fā)射方法技術(shù)領(lǐng)域
本申請(qǐng)描述的實(shí)施方式涉及發(fā)射光信號(hào)的光發(fā)射機(jī)，以及光發(fā)射方法。
技術(shù)背景
在長(zhǎng)距離和大容量光通信系統(tǒng)中，存在由于光傳輸線路的色散等引起的光信號(hào)的波形失真的問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)此問(wèn)題，已經(jīng)提出了在光通信系統(tǒng)的發(fā)射端處的預(yù)均衡，以便初步形成信號(hào)波形以補(bǔ)償光傳輸線路的特性。
另外，為了實(shí)現(xiàn)高速光通信系統(tǒng)的偏振復(fù)用通信受到了關(guān)注。偏振復(fù)用通信能夠通過(guò)使用相互正交的偏振對(duì)來(lái)發(fā)射兩個(gè)光信號(hào)，因而能夠加倍傳輸容量。
光傳輸線路的偏振特性在光通信系統(tǒng)中并不恒定，并且偏振特性的波動(dòng)造成通信質(zhì)量退化。例如，偏振模色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(PDL)和偏振相關(guān)增益(PDG)可能隨著時(shí)間變化。針對(duì)此問(wèn)題，提出了減小諸如PMD/PDL/PDG的偏振相關(guān)退化的方法，在這些方法中，為了發(fā)射信號(hào)對(duì)偏振進(jìn)行加擾。
通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)上述預(yù)均衡方法和偏振加擾方法。在這種情況下， 光發(fā)射機(jī)包括數(shù)字信號(hào)處理器和光調(diào)制器。數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)包括預(yù)均衡和/或偏振加擾的信號(hào)處理根據(jù)輸入信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。接著，光調(diào)制器使用所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生發(fā)射數(shù)據(jù)的光信號(hào)。
作為相關(guān)技術(shù)，提出了通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)處理提高發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量的光傳輸系統(tǒng)。這種光傳輸系統(tǒng)的光發(fā)射機(jī)包括輸出調(diào)制光信號(hào)的光調(diào)制器，和位于發(fā)射端的對(duì)輸入信號(hào)執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理以向經(jīng)調(diào)制的光信號(hào)施加偏振變化的信號(hào)處理器。光調(diào)制器根據(jù)被發(fā)射端的信號(hào)處理器進(jìn)行了發(fā)射端數(shù)字信號(hào)處理的輸入信號(hào)進(jìn)行光調(diào)制。光接收機(jī)包括 轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器針對(duì)每個(gè)偏振分量將經(jīng)過(guò)傳輸線路來(lái)自光發(fā)射機(jī)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，以及位于接收端的偏振信號(hào)處理器，該偏振信號(hào)處理器對(duì)來(lái)自轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行接收端的數(shù)字信號(hào)處理，其中向接收的信號(hào)施加相對(duì)于發(fā)射端的信號(hào)處理器的偏振變化的大致逆特性的偏振變化。(例如，參見日本專利特開2010-109705。)
如上所述，數(shù)字信號(hào)處理能夠向光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加期望狀態(tài)或者期望特性，因而能夠產(chǎn)生具有期望狀態(tài)或者期望特性的光信號(hào)。然而，當(dāng)使用數(shù)字信號(hào)處理施加多個(gè)狀態(tài)或者特性時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅可能從使光調(diào)制器工作于最優(yōu)化狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)振幅偏離。當(dāng)光調(diào)制器用具有不適當(dāng)?shù)恼穹尿?qū)動(dòng)信號(hào)工作時(shí)，發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量劣化。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善使用光發(fā)射機(jī)中的數(shù)字信號(hào)處理產(chǎn)生的光信號(hào)的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種光發(fā)射機(jī)，所述光發(fā)射機(jī)包括數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制器，所述控制器根據(jù)與所述數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的信息控制振幅或者功率；以及光調(diào)制器，所述光調(diào)制器用經(jīng)所述控制器控制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制輸入光以產(chǎn)生光信號(hào)。


圖1是例示實(shí)施方式的光通信系統(tǒng)的示例的圖。
圖2是例示光發(fā)射機(jī)中的數(shù)字信號(hào)處理器和調(diào)制器的示例的圖。
圖3是例示偏振旋轉(zhuǎn)器的示例的圖。
圖4是例示根據(jù)實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)的配置的圖。
圖5是例示光調(diào)制器的配置的圖。
圖6是例示根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)的操作的圖。
圖7A和圖7B是例示關(guān)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅的光輸出的曲線圖。
圖8是例示根據(jù)第一實(shí)施方式的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅的處理的流程圖。
圖9是例示對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅進(jìn)行均衡化的處理的示例的圖。
圖10是例示根據(jù)第二實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)的操作的圖。
圖11是例示根據(jù)第三實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)的操作的圖。
圖12是例示根據(jù)第三實(shí)施方式的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅的處理的流程圖。
圖13是例示LN調(diào)制器的操作的圖，其中利用疊加了引導(dǎo)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生光信號(hào)。
圖14A和圖14B是例示當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅從最優(yōu)值偏離時(shí)LN調(diào)制器的操作的圖。
具體實(shí)施方式
圖1例示了一實(shí)施方式的光通信系統(tǒng)的示例。圖1的光通信系統(tǒng)1包括光發(fā)射機(jī) 2和光接收機(jī)3。在光發(fā)射機(jī)2和光接收機(jī)3之間設(shè)置有光傳輸線路4。光傳輸線路4中可以設(shè)置有一個(gè)或者更多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)或者光放大器。在本實(shí)施方式中，光通信系統(tǒng)1發(fā)射偏振復(fù)用光信號(hào)。
光發(fā)射機(jī)2包括數(shù)字信號(hào)處理器5和調(diào)制器6。數(shù)字信號(hào)處理器5是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器的示例，數(shù)字信號(hào)處理器5通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)處理根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在此，數(shù)字信號(hào)處理器5是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)或者受控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的處理器的示例。 可以以多種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器5。例如，可以使用FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或者專用LSI實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器5。也就是說(shuō)，可以用硬件電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器5，并且數(shù)字信號(hào)處理器5可以包括硬件電路。
調(diào)制器6包括D/A(數(shù)-模)轉(zhuǎn)換器61、光源62、和光調(diào)制器63。D/A轉(zhuǎn)換器61 將數(shù)字信號(hào)處理器5產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)。光源62例如是包括激光二極管的激光光源，并且產(chǎn)生CW(連續(xù)波)光。光調(diào)制器63用D/A轉(zhuǎn)換器61獲得的模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制從光源62輸出的CW光以產(chǎn)生光信號(hào)。光發(fā)射機(jī)2向光傳輸線路4輸出光信號(hào)。
圖2例示了光發(fā)射機(jī)2中的數(shù)字信號(hào)處理器5和調(diào)制器6的示例。數(shù)字信號(hào)處理器5包括線性預(yù)均衡器51x和51y、偏振旋轉(zhuǎn)器52、和非線性預(yù)均衡器53x和53y。請(qǐng)注意圖2例示了數(shù)字信號(hào)處理器5可能具有的功能的一部分。換句話說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理器5可以提供其它功能。
發(fā)射數(shù)據(jù)X和發(fā)射數(shù)據(jù)Y被輸入到數(shù)字信號(hào)處理器5。發(fā)射數(shù)據(jù)X和Y由數(shù)字信號(hào)處理器5中設(shè)置的符號(hào)映射器(未例示)分別轉(zhuǎn)換為I分量信號(hào)和Q分量信號(hào)，并且輸入到線性預(yù)均衡器51x和51y。發(fā)射數(shù)據(jù)X被表示為“信號(hào)Ex = X_I+jX_Q”。發(fā)射數(shù)據(jù)Y 被表示為“信號(hào)Ey = Y_I+jY_Q”。請(qǐng)注意“j”表示復(fù)數(shù)。
線性預(yù)均衡器51x根據(jù)光傳輸線路4的線性特性對(duì)信號(hào)Ex進(jìn)行預(yù)均衡。按照類似方式，線性預(yù)均衡器51y根據(jù)光傳輸線路4的線性特性對(duì)信號(hào)Ey進(jìn)行預(yù)均衡。在本實(shí)施方式中，假定預(yù)先測(cè)量了光傳輸線路4的線性特性中的一個(gè)，例如，色散。光傳輸線路4的色散的測(cè)量值(或者與色散的測(cè)量值相對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù))被設(shè)定到線性預(yù)均衡器51x和51y。 可以通過(guò)進(jìn)行模擬等來(lái)計(jì)算光傳輸線路4的線性特性。
偏振旋轉(zhuǎn)器52對(duì)從線性預(yù)均衡器51x和51y輸出的信號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換。在此，分別從線性預(yù)均衡器51x和51y輸出信號(hào)ExO和EyO。在此情況下，偏振旋轉(zhuǎn)器52進(jìn)行如算式⑴和⑵中指示的旋轉(zhuǎn)變換R以輸出信號(hào)Exl和Eyl。 χ 'ExQ、=R^yK(cos θ -sin6^
R= . nn{ sm 6' cos 6' J…v y ■ ■ ■ (2)
請(qǐng)注意“ θ ”隨著時(shí)間變化。在一個(gè)示例中，偏振旋轉(zhuǎn)的角度θ周期地變化。例如，在時(shí)間TO到Τ1“ θ = 0”，在時(shí)間Tl到Τ2“ θ = 11/4”，在時(shí)間12到了3“0 = ji/2”， 以及在時(shí)間T3到Τ4“θ =3π/4”。然而，偏振旋轉(zhuǎn)的角度θ不是必須周期地變化。偏振旋轉(zhuǎn)的角度θ也不必須以特定角度步長(zhǎng)來(lái)改變。然而，優(yōu)選地偏振旋轉(zhuǎn)的角度θ周期地變?yōu)榱恪?br> 如圖3所例示的，例如通過(guò)復(fù)數(shù)乘法器5h-52d和復(fù)數(shù)加法器52e_52f實(shí)現(xiàn)偏振旋轉(zhuǎn)器52。在圖3中，利用以下算式表達(dá)輸入信號(hào)ExO和EyO。
ExO = X_I0+jX_Q0
EyO = Y_I0+jY_Q0
信號(hào)ExO被輸入到復(fù)數(shù)乘法器5 和52c。在此，cos θ被提供到復(fù)數(shù)乘法器52a， 并且sin θ被提供給復(fù)數(shù)乘法器52c。因此，復(fù)數(shù)乘法器5 進(jìn)行ExO和cos θ的復(fù)數(shù)乘法，復(fù)數(shù)乘法器52c進(jìn)行ExO和sin θ的復(fù)數(shù)乘法。復(fù)數(shù)加法器5 通過(guò)按照以下算式計(jì)算從復(fù)數(shù)乘法器5 和52c輸出的信號(hào)的和獲得信號(hào)Exl。
Exl = X_Il+jX_Ql
信號(hào)EyO被輸入到復(fù)數(shù)乘法器52b和52d。在此，-sin θ被提供給復(fù)數(shù)乘法器52b， 并且cos θ被提供給復(fù)數(shù)乘法器52d。因此，復(fù)數(shù)乘法器52b進(jìn)行EyO和-Sin θ的復(fù)數(shù)乘法，復(fù)數(shù)乘法器52d進(jìn)行EyO和cos θ的復(fù)數(shù)乘法。復(fù)數(shù)加法器52f通過(guò)按照以下算式計(jì)算從復(fù)數(shù)乘法器52b和52d輸出的信號(hào)的和，來(lái)獲得信號(hào)Eyl。
Eyl = Y_Il+jY_Ql
非線性預(yù)均衡器53x根據(jù)光傳輸線路4的非線性特性預(yù)均衡從偏振旋轉(zhuǎn)器52輸出的信號(hào)Exl。按照類似方式，非線性預(yù)均衡器53y根據(jù)光傳輸線路4的非線性特性預(yù)均衡從偏振旋轉(zhuǎn)器52輸出的信號(hào)Eyl。在本實(shí)施方式中，假定預(yù)先測(cè)量了光傳輸線路4的非線性特性。光傳輸線路4的非線性特性(或者對(duì)應(yīng)于非線性特性的控制數(shù)據(jù))被設(shè)定到非線6性預(yù)均衡器53x和53y?？梢酝ㄟ^(guò)進(jìn)行模擬等來(lái)計(jì)算光傳輸線路4的非線性特性。
如上所述，調(diào)制器6包括D/A轉(zhuǎn)換器61、光源62、和光調(diào)制器63。D/A轉(zhuǎn)換器61包括D/A轉(zhuǎn)換器6la-6Id。光調(diào)制器63包括光調(diào)制器63x和63y、和偏振光束組合器(PBC) 63z。 另外，調(diào)制器6還包括放大器64a-64d。
D/A轉(zhuǎn)換器61a將從非線性預(yù)均衡器53x輸出的信號(hào)Exl的I分量轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換器61b將從非線性預(yù)均衡器53x輸出的信號(hào)Exl的Q分量轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。 按照類似方式，D/A轉(zhuǎn)換器61c和61d分別將從非線性預(yù)均衡器53y輸出的信號(hào)Ey的I分量和Q分量轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。放大器64a-64d分別放大從D/A轉(zhuǎn)換器61a_61d輸出的模擬信號(hào)。
光調(diào)制器63x包括例如并聯(lián)光耦合的一對(duì)LN調(diào)制器。例如通過(guò)利用馬赫-曾德干涉儀實(shí)現(xiàn)各LN調(diào)制器。光源62產(chǎn)生的CW光輸入到光調(diào)制器63x的LN調(diào)制器對(duì)。此外，經(jīng)放大器6 和64b放大的信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別施加到光調(diào)制器63x的LN調(diào)制器對(duì)。換句話說(shuō)，光調(diào)制器63x用從非線性預(yù)均衡器53x輸出的信號(hào)Exl調(diào)制輸入CW光以產(chǎn)生光信號(hào)。
光調(diào)制器63y的配置和操作與光調(diào)制器63x的配置和操作大致相同。然而，經(jīng)放大器6 和64d放大的信號(hào)被作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到光調(diào)制器63y。此外，偏振光束組合器 63z組合光調(diào)制器63x和63y產(chǎn)生的光信號(hào)以輸出偏振復(fù)用光信號(hào)。
從光發(fā)射機(jī)2輸出的偏振復(fù)用光信號(hào)經(jīng)過(guò)光傳輸線路4傳輸，被光接收機(jī)3接收。 光接收機(jī)3解調(diào)所接收的偏振復(fù)用光信號(hào)以恢復(fù)傳輸數(shù)據(jù)。
如圖1所示，光接收機(jī)3包括轉(zhuǎn)換器7、數(shù)字信號(hào)處理器8、和數(shù)據(jù)恢復(fù)器9。轉(zhuǎn)換器7包括檢測(cè)器71、0/E(光/電)轉(zhuǎn)換器72、和A/D(模-數(shù))轉(zhuǎn)換器73。檢測(cè)器71檢測(cè)各偏振分量的光信號(hào)。由此，檢測(cè)器71可以包括偏振解復(fù)用器。0/E轉(zhuǎn)換器72包括諸如光電二極管的光電檢測(cè)器，并且將從檢測(cè)器71輸出的各偏振分量的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器73將從0/E轉(zhuǎn)換器72輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)處理器8包括偏振分離器81、偏振旋轉(zhuǎn)消除器82、和系數(shù)控制器83。偏振分離器81利用系數(shù)控制器83給出的系數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)換器7獲得的數(shù)字信號(hào)估計(jì)發(fā)射信號(hào)序列。偏振旋轉(zhuǎn)消除器82對(duì)偏振分離器81獲得的發(fā)射信號(hào)序列進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換，消除光發(fā)射機(jī) 2中給出的偏振旋轉(zhuǎn)。系數(shù)控制器83根據(jù)偏振旋轉(zhuǎn)消除器82獲得的信號(hào)序列產(chǎn)生用于補(bǔ)償光傳輸線路4的傳輸特性的系數(shù)，并且向偏振分離器81提供所產(chǎn)生的系數(shù)。如上所述， 數(shù)字信號(hào)處理器8在消除光發(fā)射機(jī)2中給定的偏振旋轉(zhuǎn)的同時(shí)估計(jì)發(fā)射信號(hào)序列。接著， 數(shù)據(jù)恢復(fù)器9根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理器8獲得的信號(hào)序列恢復(fù)傳輸數(shù)據(jù)。
如上所述，在根據(jù)本實(shí)施方式的光通信系統(tǒng)1中，光發(fā)射機(jī)2進(jìn)行預(yù)均衡以補(bǔ)償光傳輸線路4的特性。因此，光接收機(jī)3接收其中已補(bǔ)償了光傳輸線路4的特性的光信號(hào)。
另外，在根據(jù)本實(shí)施方式的光通信系統(tǒng)1中，光發(fā)射機(jī)2對(duì)偏振復(fù)用光信號(hào)的偏振狀態(tài)加擾。因此，抑制或者控制了由于偏振模色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(PDL)、偏振相關(guān)增益(PDG)等引起的偏振相關(guān)退化。
圖4例示了根據(jù)該實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)的配置。如圖4所示，根據(jù)本實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)10包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 20、控制器30、D/A轉(zhuǎn)換器61、光源62、光調(diào)制器63、 和放大器64a-64d?？梢允褂霉獍l(fā)射機(jī)10代替圖1的光通信系統(tǒng)1中的光發(fā)射機(jī)2。
在本實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y輸入到光發(fā)射機(jī)10。數(shù)字信號(hào)處理器20根據(jù)控制器30的控制依據(jù)數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。光調(diào)制器63通過(guò)用數(shù)字信號(hào)處理器20 產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制輸入光而產(chǎn)生用于發(fā)射數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y的光信號(hào)。在本實(shí)施方式中， 光發(fā)射機(jī)10利用偏振復(fù)用方案發(fā)射數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y。
數(shù)字信號(hào)處理器20包括FEC編碼器21、預(yù)編碼器22、映射器23、信號(hào)失真均衡器 M、偏振加擾器25、振幅均衡器^aj6d、和發(fā)射機(jī)均衡器27a-27d。例如利用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器20?？梢岳闷渌渲脤?shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器20。換句話說(shuō)， 例如可以利用FPGA或者專用LSI實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器20。
FEC編碼器21將用于誤差校正的FEC(正向誤差校正)碼分別加到輸入的數(shù)據(jù)X 和數(shù)據(jù)Y。FEC代碼的類型不受限制，并且可以是例如塊碼或者卷積碼。FEC編碼器21根據(jù)來(lái)自控制器30的命令將FEC碼加到數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y。
FEC編碼器21產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被輸入到預(yù)編碼器22。預(yù)編碼器22根據(jù)控制器30規(guī)定的編碼方案依據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)光發(fā)射機(jī)10使用DQPSK(差分正交相移鍵控)發(fā)射數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y時(shí)，預(yù)編碼器22可以通過(guò)計(jì)算輸入數(shù)據(jù)的相鄰符號(hào)之間的差產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)。
預(yù)編碼器22產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比特序列被輸入到映射器23。映射器23根據(jù)控制器30 規(guī)定的調(diào)制方案將輸入的數(shù)據(jù)比特序列映射到復(fù)數(shù)符號(hào)序列。例如，當(dāng)調(diào)制方案是QPSK或者DQPSK時(shí)，映射器23將2比特?cái)?shù)據(jù)映射到一個(gè)符號(hào)。當(dāng)調(diào)制方案是16QAM時(shí)，映射器23 將4比特?cái)?shù)據(jù)映射到一個(gè)符號(hào)。
映射器23通過(guò)進(jìn)行如上所述的映射產(chǎn)生信號(hào)Ex和信號(hào)Ey。例如，通過(guò)映射被FEC 編碼器21和預(yù)編碼器22處理過(guò)的數(shù)據(jù)X產(chǎn)生信號(hào)Ex。類似地，通過(guò)映射被FEC編碼器21 和預(yù)編碼器22處理的數(shù)據(jù)Y產(chǎn)生信號(hào)Ey。
映射器23產(chǎn)生的信號(hào)Ex和信號(hào)Ey被輸入到信號(hào)失真均衡器M。信號(hào)失真均衡器M均衡信號(hào)Ex和Ey以補(bǔ)償光傳輸線路4的特性。在此，信號(hào)失真均衡器M例如按照類似于圖2的線性預(yù)均衡器51x和51y的方式均衡信號(hào)Ex和Ey以補(bǔ)償光傳輸線路4的色差。此外，信號(hào)失真均衡器M還可以例如按照類似于圖2的非線性預(yù)均衡器53x和53y的方式，補(bǔ)償光傳輸線路4的非線性特性。請(qǐng)注意，由控制器30向信號(hào)失真均衡器M提供光傳輸線路4的特性(例如，色散)的信息。
偏振加擾器25對(duì)經(jīng)信號(hào)失真均衡器M均衡的信號(hào)Ex和Ey進(jìn)行偏振旋轉(zhuǎn)變換。 在此，按照與圖2的偏振旋轉(zhuǎn)器52類似的方式，偏振加擾器25進(jìn)行算式(1)和⑵指示的旋轉(zhuǎn)變換R。換句話說(shuō)，偏振加擾器25對(duì)信號(hào)Ex和Ey進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換R以產(chǎn)生信號(hào)Ex'和 Ey'。信號(hào)Ex'和Ey'用以下算式表示。
Ex' =V _I+jX' _Q
Ey' =Y' _I+jY' _Q
信號(hào)Ex'是用于產(chǎn)生使用X偏振發(fā)射信息的光信號(hào)(在下文，該光信號(hào)稱為X偏振光信號(hào))的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因而，信號(hào)Ex'可以稱為X'偏振驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外，X'偏振驅(qū)動(dòng)信號(hào)的I分量(X' _D和Q分量(X' _Q)分別是用于產(chǎn)生X偏振光信號(hào)的I分量和Q分量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且可以稱為驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _1和驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _Q。
信號(hào)Ey'是用于產(chǎn)生使用Y偏振發(fā)射信息的光信號(hào)(在下文，該光信號(hào)稱為Y偏振光信號(hào))的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因而，信號(hào)Ey'可以稱為Y'偏振驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外，Y'偏振驅(qū)動(dòng)信號(hào)的I分量(Y' _D和Q分量(Y' _Q)分別是用于產(chǎn)生X偏振光信號(hào)的I分量和Q分量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且可以稱為驅(qū)動(dòng)信號(hào)Y' _1和驅(qū)動(dòng)信號(hào)Y' _Q。
偏振加擾器25產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸入到振幅均衡器^aj6d。振幅均衡器根據(jù)控制器30的控制調(diào)整偏振加擾器25產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅。在此示例中，振幅均衡器26a調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _1的振幅。振幅均衡器26b調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _Q的振幅。 振幅均衡器26c調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)Y' _1的振幅。振幅均衡器26d調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)Y' _Q的振幅。
經(jīng)振幅均衡器調(diào)整的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到發(fā)射機(jī)均衡器27a_27d。發(fā)射機(jī)均衡器27a-27d補(bǔ)償光發(fā)射機(jī)10內(nèi)產(chǎn)生的非線性特性和驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差。例如，當(dāng)從發(fā)射機(jī)均衡器27a-27d到光調(diào)制器63的路徑的長(zhǎng)度彼此不相等時(shí)，造成了驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差。在此情況下，發(fā)射機(jī)均衡器27a-27d補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)信號(hào)以補(bǔ)償相位差。請(qǐng)注意發(fā)射機(jī)均衡器27a-27d根據(jù)控制器30提供的控制信息進(jìn)行如上所述的補(bǔ)償。
如上所述，數(shù)字信號(hào)處理器20根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _1、 X' _Q、Y' _1、和Y' _0以驅(qū)動(dòng)光調(diào)制器63。此時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器20進(jìn)行預(yù)均衡以補(bǔ)償光傳輸線路4的特性，并且進(jìn)行偏振加擾。
在此，數(shù)字信號(hào)處理器20 (排除振幅均衡器是驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器的示例， 驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器在數(shù)字信號(hào)處理器中根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外，控制器30和振幅均衡器26a-26d是根據(jù)與上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器進(jìn)行的數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的信息控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率的控制器的示例。在不同的方面中，數(shù)字信號(hào)處理器20可以是數(shù)字信號(hào)處理器的示例，該數(shù)字信號(hào)處理器在數(shù)字信號(hào)處理中根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外， 控制器30可以是根據(jù)與數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行的數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的信息控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率的控制器的示例。
以上參照?qǐng)D1和圖2描述了 D/A轉(zhuǎn)換器61、光源62、光調(diào)制器63和放大器 64a-64d。換句話說(shuō)，D/A轉(zhuǎn)換器61將數(shù)字信號(hào)處理器20產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _I、X' _Q、 Y' _1和Y' _9轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。放大器64a-64d放大從D/A轉(zhuǎn)換器61輸出的對(duì)應(yīng)的模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)。光源62產(chǎn)生CW光。光調(diào)制器63用驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _I、X' _Q、Y' _I 和Y' _Q調(diào)制輸入光以產(chǎn)生光信號(hào)。
如圖5所示，光調(diào)制器63包括產(chǎn)生X偏振光信號(hào)的光調(diào)制器63x、產(chǎn)生Y偏振光信號(hào)的光調(diào)制器63y、和偏振光束組合器63z。光調(diào)制器63x包括例如并聯(lián)光耦合的一對(duì)LN調(diào)制器63x(i)和63x(q)。在此情況下，LN調(diào)制器63x (i)根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _1產(chǎn)生光信號(hào)， LN調(diào)制器63x(q)根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)X' _Q產(chǎn)生光信號(hào)。按照類似的方式，光調(diào)制器63y包括并聯(lián)光耦合的一對(duì)LN調(diào)制器63y(i)和63y(q)。在此情況下，LN調(diào)制器63y(i)根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Y' _1產(chǎn)生光信號(hào)，LN調(diào)制器63y(q)根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Y' _Q產(chǎn)生光信號(hào)。
偏振光束組合器63z組合(也就是說(shuō)偏振復(fù)用)光調(diào)制器63x產(chǎn)生的X偏振光信號(hào)和光調(diào)制器63y產(chǎn)生的Y偏振光信號(hào)以產(chǎn)生偏振復(fù)用光信號(hào)。接著，光發(fā)射機(jī)10輸出偏振復(fù)用光信號(hào)。
控制器30從控制面100接收控制信息，并且根據(jù)所接收的控制信息控制光發(fā)射機(jī) 10的操作。利用處理器(以及存儲(chǔ)器)實(shí)現(xiàn)控制器30以執(zhí)行給定程序?？刂泼?00是管理整個(gè)光通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理裝置，并且控制面100向光通信系統(tǒng)中的光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)發(fā)送控制信息。從控制面100向光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)發(fā)送的控制信息包括例如規(guī)定調(diào)制方案的信息、指示光傳輸線路的特性(例如，色散)的信息、以及用于控制偏振的信息?？刂破?0根據(jù)從控制面100接收的控制信息控制FEC編碼器21、預(yù)編碼器22、映射器23、信號(hào)失真均衡器對(duì)、偏振加擾器25、振幅均衡器26aj6d、和發(fā)射機(jī)均衡器27a_27d。
例如，當(dāng)從控制面100接收到指示調(diào)制方案的信息時(shí)，控制器30確定映射器23的映射模式。另外，當(dāng)從控制面100接收到指示色散補(bǔ)償量的信息時(shí)，控制器30確定為信號(hào)失真均衡器M提供的數(shù)字濾波器的系數(shù)。此外，當(dāng)從控制面100接收到用于控制偏振的信息時(shí)，控制器30控制偏振加擾器25的旋轉(zhuǎn)變換。
在圖4的示例中，控制器30從連接到網(wǎng)絡(luò)的控制面100接收控制信息，但是本實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)不限于此配置。例如，光通信系統(tǒng)的管理員可以通過(guò)使用專用接口而不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)向控制器30輸入上述控制信息。
<第一實(shí)施方式>
圖6是例示根據(jù)第一實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)10的操作的圖。在第一實(shí)施方式中， 對(duì)由于偏振加擾器25進(jìn)行的偏振旋轉(zhuǎn)引起的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅的變化進(jìn)行補(bǔ)償。請(qǐng)注意， 在第一實(shí)施方式中，在偏振加擾器25、控制器30和振幅均衡器執(zhí)行的前饋操作 (feedforward operation)中補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅的變化。
在以下描述中，假定以下信號(hào)Ex和Ey被輸入到偏振加擾器25。還假定信號(hào)失真均衡器M和發(fā)射機(jī)均衡器27a-27d進(jìn)行的信號(hào)處理被忽略。
Ex = X_I+jX_Q
Ey = Y_I+jY_Q
偏振加擾器25對(duì)信號(hào)Ex和Ey進(jìn)行算式(3)中指示的旋轉(zhuǎn)變換以輸出信號(hào)Ex' 和 Ey'。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射機(jī)，所述光發(fā)射機(jī)包括數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 控制器，所述控制器根據(jù)與所述數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的信息控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率；以及光調(diào)制器，所述光調(diào)制器用經(jīng)所述控制器控制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制輸入光以產(chǎn)生光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器包括偏振加擾器，所述偏振加擾器向所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加偏振旋轉(zhuǎn)，并且所述控制器根據(jù)所述偏振加擾器施加的偏振旋轉(zhuǎn)的角度控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光發(fā)射機(jī)，其中所述控制器以所述偏振加擾器施加的偏振旋轉(zhuǎn)的角度是零的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率為基準(zhǔn)控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器包括映射器，所述映射器依據(jù)特定調(diào)制方案根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且所述控制器根據(jù)所述調(diào)制方案控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器包括失真均衡器，所述失真均衡器向所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加失真以補(bǔ)償用于傳輸所述光信號(hào)的光傳輸線路的色散，并且所述控制器根據(jù)所述光傳輸線路的色散控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，其中所述控制器將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅控制為所述光調(diào)制器在最優(yōu)狀態(tài)下工作的特定振幅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，其中所述光發(fā)射機(jī)接收指令信息，所述指令信息提供針對(duì)所述數(shù)字信號(hào)處理的指令， 所述數(shù)字信號(hào)處理器依據(jù)所述指令信息根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且所述控制器根據(jù)所述指令信息控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，所述光發(fā)射機(jī)還包括振蕩控制器，所述振蕩控制器控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)以特定頻率振蕩，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器包括偏振加擾器，所述偏振加擾器向所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加偏振旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)所述偏振加擾器施加的偏振旋轉(zhuǎn)的角度是零或者η時(shí)，所述控制器根據(jù)從所述光調(diào)制器輸出的光信號(hào)中包括的所述特定頻率的分量或者頻率為所述特定頻率的整數(shù)倍的分量，控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光發(fā)射機(jī)，其中當(dāng)所述偏振加擾器施加的偏振旋轉(zhuǎn)的角度是零或者η時(shí)，所述控制器控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率，從而最大化從所述光調(diào)制器輸出的光信號(hào)中包括的頻率為所述特定頻率的兩倍的分量。
10. 一種光發(fā)射方法，所述光發(fā)射方法包括 在數(shù)字信號(hào)處理中根據(jù)輸入信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；根據(jù)與所述數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的信息控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅或者功率；以及用經(jīng)控制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制輸入光以產(chǎn)生光信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及光發(fā)射機(jī)和光發(fā)射方法。所述光發(fā)射機(jī)包括數(shù)字信號(hào)處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制器，所述控制器根據(jù)與所述數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的信息控制振幅或者功率；以及光調(diào)制器，所述光調(diào)制器用經(jīng)所述控制器控制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制輸入光以產(chǎn)生光信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102546001SQ201110411420
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者星田剛司, 秋山祐一 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社