本公開是關(guān)于對(duì)組合調(diào)幅(AM)和調(diào)頻(FM)信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼。

發(fā)明背景

通信系統(tǒng)是信息的產(chǎn)生、傳輸、接收以及解碼，所述信息可以表示為一系列“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)；并且對(duì)于社會(huì)來說是極其重要的。在使用直調(diào)激光器的光通信系統(tǒng)中，可能會(huì)出現(xiàn)頻率啁啾。這是使光波長(zhǎng)(或頻率)取決于光功率的效應(yīng)。換言之，“0”-狀態(tài)的波長(zhǎng)(或頻率)將不同于“1”-狀態(tài)的波長(zhǎng)(或頻率)。通信系統(tǒng)中的頻率啁啾被認(rèn)為是不希望的并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是最優(yōu)的，因?yàn)樗拗屏藗鬏斁嚯x，這歸因于傳輸光纖中的色散，所述色散將啁啾誘導(dǎo)的頻率展寬轉(zhuǎn)換成時(shí)間展寬，這會(huì)引起相鄰的碼元重疊并且因此錯(cuò)誤地解碼。因此，頻率啁啾調(diào)制在光通信系統(tǒng)中不是優(yōu)選的。相反，調(diào)制器或激光器被制造成使得頻率啁啾被充分壓制以用于光通信系統(tǒng)。

無啁啾操作要求啁啾管理激光器或外調(diào)制器；這兩者都伴隨高價(jià)格以及增加的功率消耗和熱量。另一方面，具有頻率啁啾的調(diào)制器或激光器伴隨低成本。因此，如果例如光通信系統(tǒng)中能夠更好地容忍頻率啁啾調(diào)制器，那么就存在一種經(jīng)濟(jì)資產(chǎn)。

存在允許頻率啁啾調(diào)制器用在光通信系統(tǒng)中的解決方案，但這些解決方案具有用于對(duì)頻率啁啾進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置。這意味著需要以一種方式實(shí)現(xiàn)例如濾波器或多個(gè)復(fù)雜的硬件解決方案，以使得動(dòng)態(tài)線寬展寬被消除并且因此不被利用。

缺少的是不僅容忍頻率啁啾調(diào)制，而且利用頻率啁啾調(diào)制固有的動(dòng)態(tài)線寬展寬的通信系統(tǒng)。

在光通信系統(tǒng)中，存在兩種熟知的檢測(cè)技術(shù)：

·直接檢測(cè)

·相干檢測(cè)

直接檢測(cè)是僅檢測(cè)振幅，而相干檢測(cè)是檢測(cè)振幅和相位兩者。相干檢測(cè)相較于直接檢測(cè)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括高于直接檢測(cè)的靈敏度并且因此在長(zhǎng)距離(核心網(wǎng)絡(luò))通信系統(tǒng)中越來越優(yōu)選，在所述通信系統(tǒng)中，收發(fā)器成本由大量用戶分擔(dān)，相對(duì)地城域網(wǎng)和接入網(wǎng)對(duì)收發(fā)器成本十分敏感。然而，相干檢測(cè)在信號(hào)由本地振蕩器(LO)解調(diào)時(shí)要求載波相位的信息，所述本地振蕩器由用作絕對(duì)相位參考的鎖相環(huán)控制。利用鎖相環(huán)進(jìn)行操作對(duì)系統(tǒng)方面提出了嚴(yán)格的要求。兩個(gè)熟知的鎖相環(huán)的要求是：

·LO與編碼器之間的同步

·LO和編碼器的窄光學(xué)線寬

如果這些要求未被滿足，那么相干檢測(cè)就不能正常工作?？梢栽诠?模擬)域或具備數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的數(shù)字域中產(chǎn)生鎖相環(huán)。不管鎖相環(huán)如何實(shí)現(xiàn)，相干檢測(cè)始終要求利用具有窄光學(xué)線寬的高成本激光器來操作。在將來用于城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的光通信系統(tǒng)中，需要提供低成本解決方案的檢測(cè)技術(shù)。

發(fā)明概述

為了處理和解決上述問題和需求，本公開是關(guān)于一種使用和利用頻率啁啾的通信系統(tǒng)。確切地說，本公開是關(guān)于一種在通信系統(tǒng)中提供編碼和解碼的通信系統(tǒng)，在其中有可能消除鎖相環(huán)，并且因此為光通信系統(tǒng)提供低成本解決方案。

本公開描述采用諸如利用頻率啁啾激光器獲得的組合振幅調(diào)制(AM)和頻率調(diào)制(FM)來進(jìn)行信號(hào)處理，并且對(duì)這個(gè)組合AM和FM編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，包括以下步驟：將所述編碼的光信號(hào)與來自本地振蕩器的光組合，所述本地振蕩器被配置有本地振蕩器頻率；通過具有預(yù)定義頻帶寬度的至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器來將組合的本地振蕩器和編碼的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電信號(hào)，從而提供具有一個(gè)或多個(gè)編碼的信號(hào)電流的放大的且編碼的電信號(hào)，其中一種狀態(tài)具有高于另一種狀態(tài)的振蕩頻率；對(duì)編碼的信號(hào)電流整流，從而獲得編碼的功率譜，其中所述功率譜具有不同的狀態(tài)，諸如“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)，所述不同的狀態(tài)具有不同的功率電平，以使得能夠區(qū)分所述不同的狀態(tài)，所述本地振蕩器頻率通過相對(duì)于所述編碼的光信號(hào)的狀態(tài)之一的頻率的正本地振蕩器頻率偏移來限定，并且對(duì)所述本地振蕩器頻率偏移進(jìn)行選擇以使其取決于所述頻帶寬度。

本公開描述信號(hào)處理，包括以下步驟：通過振幅和頻率調(diào)制來對(duì)光信號(hào)編碼，并且對(duì)組合AM和FM信號(hào)解碼，并且其中對(duì)組合AM和FM信號(hào)編碼或解碼使用了兩個(gè)或更多個(gè)電平。典型地使用兩個(gè)電平諸如“0”-狀態(tài)和“1”狀態(tài)，以使得在頻率和振幅上分開不同的狀態(tài)，但通信系統(tǒng)還可以采用包含超過兩個(gè)狀態(tài)的字母表。這典型表達(dá)為“高級(jí)調(diào)制格式”、“高階調(diào)制格式”或“多電平調(diào)制格式”。優(yōu)點(diǎn)是通過使用超過兩個(gè)狀態(tài)，有可能將超過一個(gè)比特的信息編碼到單一碼元中。作為實(shí)例，采用四個(gè)振幅電平的系統(tǒng)將能夠?qū)γ總€(gè)碼元兩個(gè)比特進(jìn)行編碼，采用四個(gè)頻率電平的系統(tǒng)將能夠?qū)γ總€(gè)碼元兩個(gè)比特進(jìn)行編碼，并且獨(dú)立地采用四個(gè)振幅和四個(gè)頻率電平的系統(tǒng)將能夠?qū)γ總€(gè)碼元四個(gè)比特進(jìn)行編碼。除了振幅和頻率之外，信息還可以在載波的相位上、在載波的偏振上編碼，編碼為脈沖寬度的變化或脈沖位置的變化。

本公開還提供一種用于對(duì)包括至少兩個(gè)不同類型的狀態(tài)諸如“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)的組合AM和FM編碼的光信號(hào)解碼的檢測(cè)器系統(tǒng)，所述檢測(cè)器系統(tǒng)包括：本地振蕩器，所述本地振蕩器被配置有本地振蕩器頻率；耦合裝置，所述耦合裝置被配置用于將編碼的光信號(hào)與來自本地振蕩器的光耦合；具有預(yù)定義頻帶寬度的一個(gè)或多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，所述一個(gè)或多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器被配置用于提供具有一個(gè)或多個(gè)編碼的信號(hào)電流的放大的且編碼的電信號(hào)，其中一種狀態(tài)具有高于另一種狀態(tài)的振蕩頻率；整流器，所述整流器被配置用于對(duì)所述信號(hào)電流整流以提供功率譜，其中所述功率譜具有不同的狀態(tài)，諸如“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)，所述不同的狀態(tài)具有不同的功率電平，以使得能夠區(qū)分所述不同的狀態(tài)，所述本地振蕩器頻率通過相對(duì)于所述編碼的光信號(hào)的狀態(tài)中的一個(gè)的頻率的正本地振蕩器頻率偏移來限定，并且對(duì)所述本地振蕩器頻率偏移進(jìn)行選擇以使其取決于所述頻帶寬度。

另外地，檢測(cè)器可以包括低通濾波器，所述低通濾波器被配置用于相對(duì)于一種狀態(tài)減少另一種狀態(tài)的剩余功率，諸如“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)，所述狀態(tài)具有不同的功率電平，能夠更為容易區(qū)分。

因此，本公開進(jìn)一步是關(guān)于一種光通信系統(tǒng)，所述光通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)發(fā)射器和包括本文公開的檢測(cè)器系統(tǒng)的至少一個(gè)接收器。

附圖列表

圖1示出了在來自本地振蕩器的光與組合AM和FM信號(hào)組合之前的該信號(hào)的譜的實(shí)施方案。

圖2示出了在來自本地振蕩器的光與組合AM和FM信號(hào)組合(又稱為混拍)之前和之后的該信號(hào)的譜的實(shí)施方案。

圖3示出了整流之前的信號(hào)電平的實(shí)施方案。

圖4示出了整流和低通濾波之后的信號(hào)電平的實(shí)施方案。

圖5示出了對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行半波和全波整流的實(shí)施方案。

圖6示出了本公開的實(shí)施方案。

圖7示出了使用具有與系統(tǒng)(背靠背)的比特率相同的帶寬的光電二極管根據(jù)本發(fā)明本地振蕩器失諧的實(shí)例。

圖8示出了使用具有為系統(tǒng)(背靠背)的比特率的1.5倍的帶寬的光電二極管根據(jù)本發(fā)明本地振蕩器失諧的實(shí)例。

圖9示出了使用具有與系統(tǒng)(100km SSMF)的比特率相同的帶寬的光電二極管根據(jù)本發(fā)明本地振蕩器失諧的實(shí)例。

圖10示出了使用具有為系統(tǒng)(100km SSMF)的比特率的1.5倍的帶寬的光電二極管根據(jù)本發(fā)明本地振蕩器失諧的實(shí)例。

圖11示出了接收器靈敏度在10e-9的BER下如何取決于LO失諧的實(shí)例。

圖12示出了FM位移如何取決于用于驅(qū)動(dòng)VCSEL的數(shù)據(jù)信號(hào)的峰間電壓的實(shí)例。

圖13示出了AM消光比如何取決于用于驅(qū)動(dòng)VCSEL的數(shù)據(jù)信號(hào)的峰間電壓的實(shí)例。

圖14示出了在5Gbps背靠背下以及在100km SSMF傳輸之后最優(yōu)驅(qū)動(dòng)振幅和所得FM位移作為PD帶寬的函數(shù)的實(shí)例。

圖15示出了零電平(F0)和一電平(F1)的頻率如何取決于驅(qū)動(dòng)振幅的實(shí)例。

圖16示出了相對(duì)于信號(hào)中心頻率和F1的最優(yōu)LO頻率偏移在5Gbps和7.5Ghz光電二極管下如何隨著驅(qū)動(dòng)振幅變化的實(shí)例(背靠背)。

圖17示出了相對(duì)于信號(hào)中心頻率和F1的最優(yōu)LO頻率偏移在5Gbps和7.5GHz光電二極管下如何隨著驅(qū)動(dòng)振幅變化的實(shí)例(100km SSMF)。

圖18示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為5Gbps背靠背系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖19示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為5Gbps背靠背系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖20示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為5Gbps的40km SSMF系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖21示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為5Gbps的40km SSMF系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖22示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為5Gbps的80km SSMF系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖23示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為5Gbps的80km SSMF系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖24示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為10Gbps背靠背系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖25示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為10Gbps背靠背系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖26示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為10Gbps的40km SSMF系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖27示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為10Gbps的40km SSMF系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。

圖28示出了最優(yōu)FM位移如何取決于5Gbps系統(tǒng)的光檢測(cè)器帶寬和傳輸距離的實(shí)例。

圖29示出了最優(yōu)FM位移如何取決于10Gbps系統(tǒng)的光檢測(cè)器帶寬和傳輸距離的實(shí)例。

發(fā)明詳述

消除鎖相環(huán)

由于相干檢測(cè)本身要求本地振蕩器的鎖相環(huán)，本公開可以被視為不同于相干(同步)檢測(cè)。本公開可能更偏向于定義為異步檢測(cè)，這意味著本地振蕩器可以在不存在鎖相環(huán)的情況下操作或者可以在不與信號(hào)同步的情況下操作。雖然相干檢測(cè)系統(tǒng)包括某種類型的鎖相環(huán)(模擬鎖相環(huán)或數(shù)字鎖相環(huán))，但本公開既不要求模擬鎖相環(huán)也不要求數(shù)字鎖相環(huán)。本公開的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)因此是具有消除對(duì)模擬/數(shù)字鎖相環(huán)的需求的能力。在本公開中，鎖相環(huán)可以通過利用頻率啁啾來消除。本公開使用一種信號(hào)，所述信號(hào)既調(diào)振幅又調(diào)頻率，諸如利用頻率啁啾調(diào)制器獲得的信號(hào)，并且使得這與組合AM和FM信號(hào)的解碼相結(jié)合可以消除對(duì)鎖相環(huán)的需求。FM負(fù)責(zé)將電平分割成不同的頻率，而AM負(fù)責(zé)將電平分割成不同的功率。因此，將AM和FM信號(hào)處理組合意味著已向編碼信號(hào)給予與由FM信號(hào)編碼的不同狀態(tài)相關(guān)的附加信息?？梢韵龑?duì)鎖相環(huán)的需求的是整流和組合AM和FM信號(hào)的組合。雖然先前的觀念陳述了頻率啁啾通信系統(tǒng)提供次最優(yōu)的解決方案，但本公開利用頻率啁啾并且使得頻率啁啾通信系統(tǒng)的最優(yōu)解決方案具有增加的接收器靈敏度、波長(zhǎng)(信道)選擇性以及改進(jìn)的傳輸性能。以此方式，本公開是關(guān)于一種提供相干檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)的通信系統(tǒng)，所述優(yōu)點(diǎn)即增加的接收器靈敏度、波長(zhǎng)(信道)選擇性以及改進(jìn)的傳輸性能。另外，本公開是關(guān)于一種不具有相干檢測(cè)的缺點(diǎn)的通信系統(tǒng)；本公開在存在頻率啁啾調(diào)制的情況下工作并且不要求鎖相環(huán)(無論是模擬鎖相環(huán)還是數(shù)字鎖相環(huán))。其結(jié)果是，因此有可能使用具有寬線寬的低成本激光器作為本地振蕩器，而且作為AM和FM發(fā)射器/編碼器，從而降低尤其是未來光通信系統(tǒng)的總成本。作為實(shí)例，本公開可以提供一種用于異步檢測(cè)的方法和系統(tǒng)，所述異步檢測(cè)將垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)用作本地振蕩器(用于解碼)并且將直接調(diào)制VCSEL用作發(fā)射器或調(diào)制器(用于編碼)。使用無需鎖相環(huán)就操作的本地振蕩器可以實(shí)現(xiàn)一種方法和一種系統(tǒng)，其中不需要實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)所用的復(fù)雜的算法或硬件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，有可能使用在存在鎖相環(huán)的情況下操作的本地振蕩器。像這樣使用本地振蕩器，接收器變成了相干檢測(cè)器。使用在存在鎖相環(huán)的情況下操作的本地振蕩器以及組合AM和FM傳輸仍然可以提供帶來改進(jìn)的色散容忍度和改進(jìn)的消光比的一種系統(tǒng)和一種方法。因此，并不要求本地振蕩器在不存在鎖相環(huán)的情況下操作，而寧可說是一種優(yōu)點(diǎn)。

光電轉(zhuǎn)換

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電信號(hào)的步驟通過具有預(yù)定義頻帶寬度的至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器來提供。

有限振幅消光比的容忍度

使用直接調(diào)制裝置可以提供在發(fā)射器處在有限振幅消光比下操作的能力。由于一個(gè)狀態(tài)下剩余功率中的一些可能會(huì)通過低通濾波來進(jìn)一步減少或去除，本公開對(duì)有限振幅消光比可以具有更大的容忍度。

消除色散補(bǔ)償

本公開的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以是具有在存在直調(diào)激光器的高動(dòng)態(tài)頻率啁啾的情況下操作的能力。由于啁啾誘導(dǎo)的譜展寬可以通過與LO耦合、整流和低通濾波的過程來去除，可以使用啁啾激光器改進(jìn)可實(shí)現(xiàn)的傳輸距離。本公開的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以是具有減少受色散影響的譜的能力。因此，相對(duì)于直接檢測(cè)方法，可以改進(jìn)色散容忍度。本公開的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以是具有消除對(duì)模擬/數(shù)字色散補(bǔ)償?shù)男枨蟮哪芰Α?/p>

低通濾波

低通濾波器的典型作用是去除信號(hào)的波紋，并且因此低通濾波器的作用還可以是如同在常規(guī)配置中一樣清潔信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，將低通濾波器與組合AM和FM信號(hào)相組合實(shí)現(xiàn)了在有限振幅消光比下操作的能力，以及還有在存在直調(diào)激光器的高動(dòng)態(tài)頻率啁啾的情況下操作的能力?？梢詳?shù)字地或模擬地應(yīng)用低通濾波。

閾值檢測(cè)

在一個(gè)實(shí)施方案中，可能要求將閾值應(yīng)用于功率譜，以使得不同的狀態(tài)諸如“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)被自動(dòng)地檢測(cè)。以此方式，有可能得到與編碼狀態(tài)有關(guān)的信息?？梢酝ㄟ^使用閾值檢測(cè)模塊(又稱為判決電路)來實(shí)現(xiàn)閾值檢測(cè)?？梢詳?shù)字地或模擬地應(yīng)用閾值檢測(cè)。

耦合

耦合裝置可以是3dB耦合器、6dB耦合器或90度混合器或類似裝置?？赡苁褂酶鞣N耦合器或混合器，但3dB耦合器一般來說要比90度混合器簡(jiǎn)單，并且因此3dB耦合器可能是優(yōu)選的。一個(gè)或多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器可以是光電二極管。

整流

整流器是被配置用于執(zhí)行整流的裝置。整流器和整流是解碼的一部分?？梢詳?shù)字地或模擬地應(yīng)用整流。使用整流器可以提供降低的計(jì)算復(fù)雜性和/或硬件以及因此總成本。例如，可以在不存在模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器的情況下使用整流器。本公開的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是因此具有消除對(duì)模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器的需求的能力。整流可以執(zhí)行為半波整流，以使得信號(hào)的正部分或負(fù)部分被去除。有可能在存在具有非線性傳遞函數(shù)的門的情況下進(jìn)行半波整流。門可以是偏置的，以使得例如信號(hào)的負(fù)部分低于門的閾值。整流還可以執(zhí)行為全波整流，諸如矩形波整形(squaring)元件，其中所有負(fù)值被轉(zhuǎn)換成正值。如上所述，整流可以是矩形波整形。這可以在硬件或軟件中實(shí)現(xiàn)。在軟件中實(shí)現(xiàn)的情況下，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)中處理之前實(shí)現(xiàn)。矩形波整形的替代方案可以通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行希爾伯特變換來獲得。然而，各種其他解決方案也是可能的。模擬整流器的實(shí)例包括XOR門和二極管電橋。XOR門和二極管電橋都允許在不存在DSP的情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)處理，并且因此可能比DSP優(yōu)選。

靈敏度

本公開的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以是本公開提供與相干檢測(cè)能夠在比直接檢測(cè)低10-15dB的輸入下操作類似的性能改進(jìn)。這歸因于本地振蕩器的放大性能，所述本地振蕩器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)性能。

編碼

在本公開的一個(gè)實(shí)施方案中，信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)同時(shí)的AM和FM裝置來編碼，諸如頻率啁啾激光器和/或直調(diào)激光器，尤其是DML或VCSEL。因此，發(fā)射器被配置來通過一個(gè)或多個(gè)組合式AM和FM裝置，諸如頻率啁啾激光器，尤其是DML或VCSEL來產(chǎn)生組合AM和FM信號(hào)。DML和VCSEL都具有寬線寬并且一般而言具有低成本。

在本公開的另一個(gè)實(shí)施方案中，信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的AM裝置和一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的FM裝置來編碼，以使得這允許使用具有更多振幅和頻率電平的更為高級(jí)的調(diào)制格式。因此，發(fā)射器被配置來通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的AM裝置和一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的FM裝置來產(chǎn)生組合AM和FM信號(hào)。

不管組合AM和FM信號(hào)如何產(chǎn)生，頻率調(diào)制都負(fù)責(zé)將不同的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成不同的頻率，而振幅調(diào)制負(fù)責(zé)在振幅上分開不同的狀態(tài)，從而方便地供應(yīng)不同的狀態(tài)中的常規(guī)系統(tǒng)不包括的另外的信息。

不同的頻率即不同的狀態(tài)通過頻率分隔(又稱為FM位移)來分開。因此，F(xiàn)M位移被定義為調(diào)頻(FM)信號(hào)的兩個(gè)狀態(tài)之間的頻率分隔。作為實(shí)例，F(xiàn)M位移是組合AM-FM信號(hào)(即，光信號(hào))的“0”-狀態(tài)與“1”-狀態(tài)之間的差異。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔即FM位移小于15GHz、或小于14GHz、或小于13GHz、或小于12GHz、或小于11GHz、或小于10GHz。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔取決于光電轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度。

在本發(fā)明的又另一個(gè)實(shí)施方案中，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔與光電轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度以比例因數(shù)成比例。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，比例因數(shù)是介于0.2與1.4之間，諸如介于0.4與1.2之間、諸如介于0.8與1.2之間、諸如介于0.9與1.1之間，諸如1。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，比例因數(shù)取決于傳輸距離。

在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，比例因數(shù)取決于通過數(shù)據(jù)傳遞速度限定的以Gbps測(cè)量的傳輸速度。

信號(hào)

在一個(gè)實(shí)施方案中，信號(hào)是光信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，信號(hào)可以是RF信號(hào)。另外，信號(hào)可以是自由空間或光纖中的信號(hào)。而且，信號(hào)可以包括一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)信道。

在本發(fā)明的最優(yōu)選的實(shí)施方案中，信號(hào)例如光信號(hào)被配置有介于3dB與6dB之間、優(yōu)選地介于4dB與5dB之間、更優(yōu)選地近似4.5dB的AM消光比。使用這種配置可以例如實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)置。

本地振蕩器

在一個(gè)實(shí)施方案中，本地振蕩器是非冷卻激光器，諸如DML和/或VCSEL。雖然非冷卻激光器成本較低，但高成本溫控激光器也可以用作本地振蕩器。本地振蕩器可以被調(diào)諧到信號(hào)的頻率或波長(zhǎng)。這可以是帶內(nèi)或帶外配置。在帶內(nèi)配置中，LO被調(diào)諧到信號(hào)的譜內(nèi)的頻率或波長(zhǎng)。在帶外配置中，LO被調(diào)諧到信號(hào)的譜外的頻率或波長(zhǎng)。以此方式，可以使用本地振蕩器來實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇性。將本地振蕩器用作波長(zhǎng)選擇器意味著本公開可以在不存在濾波器的情況下使用。然而，波長(zhǎng)信道可以由一個(gè)或多個(gè)光濾波器來濾波。通過將本地振蕩器調(diào)諧到一種狀態(tài)定位所處的頻率，可以將所述狀態(tài)上轉(zhuǎn)換成可能低于另一個(gè)上轉(zhuǎn)換狀態(tài)的頻率。通?？梢詫⑿盘?hào)上轉(zhuǎn)換成等于所述信號(hào)與LO的頻率之間的瞬時(shí)頻率差值的頻率。在一些實(shí)施方案中，調(diào)諧可能依系統(tǒng)而定；具體而言，調(diào)諧可以取決于溫度。因此，給定狀態(tài)的調(diào)諧可以包括將LO調(diào)諧到譜內(nèi)或譜外的頻率或波長(zhǎng)。

與相干檢測(cè)類似，本地振蕩器可以用作波長(zhǎng)選擇性裝置，從而消除在檢測(cè)器之前對(duì)光濾波器的需求。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本地振蕩器具有高于狀態(tài)之一的頻率，其中狀態(tài)之一是具有最高振幅的狀態(tài)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，本地振蕩器頻率偏移大于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。

在本發(fā)明的又另一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)本地振蕩器頻率偏移進(jìn)行選擇以使其為光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的1倍和1.5倍之間，最優(yōu)選地是光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1.2倍。近似的含義此處應(yīng)理解為相差最多20％。

誤差檢測(cè)

在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以有利地為系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)誤差檢測(cè)。誤差檢測(cè)可以使用誤差檢測(cè)模塊，諸如誤碼率測(cè)試器來實(shí)現(xiàn)。

偏振無關(guān)性

在本公開的一個(gè)實(shí)施方案中，例如在商業(yè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的情況下獲得偏振無關(guān)性可能是優(yōu)選的。存在獲得偏振無關(guān)性的若干方法。一種方法可以是使用偏振分集接收器，可以包括將信號(hào)和來自本地振蕩器的光分割成兩個(gè)正交偏振，從而獲得四個(gè)信道，并且之后將這四個(gè)信道組合。獲得偏振無關(guān)性的另一種方式可以是使用偏振擾頻器。可以使用各種其他方法。獲得偏振無關(guān)性的第三種方式可以是利用自適應(yīng)偏振控制，這意味著將信號(hào)的偏振與光的偏振對(duì)準(zhǔn)?？商娲?，偏振無關(guān)性可以通過將光的偏振與信號(hào)的偏振對(duì)準(zhǔn)來獲得。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，這可以自動(dòng)地完成。這可以例如通過掃描和控制LO的偏振來實(shí)現(xiàn)?？商娲兀@可以通過掃描和自動(dòng)地控制信號(hào)的偏振來實(shí)現(xiàn)，其中掃描和控制可以包括組合信號(hào)的最大化。在手動(dòng)配置中，可以使用手動(dòng)偏振控制器來將信號(hào)或光的偏振偏振至光或信號(hào)的偏振。

實(shí)例

實(shí)例1-在與LO組合之前的譜：

圖1示出了在來自本地振蕩器的光與組合AM和FM信號(hào)組合之前的該信號(hào)的譜的實(shí)施方案。所述譜具有對(duì)應(yīng)于“0”-狀態(tài)0和“1”-狀態(tài)1的兩個(gè)峰值。“0”-狀態(tài)0與“1”狀態(tài)1在頻率和振幅上分開。消光比是“0”-狀態(tài)與“1”-狀態(tài)之間的功率比。

實(shí)例2-在與LO組合之后的譜：

圖2示出了在來自本地振蕩器的光與組合AM和FM信號(hào)組合(又稱為混拍)之前和之后的該信號(hào)的譜的實(shí)施方案?？梢钥吹奖镜卣袷幤鞅徽{(diào)諧到“1”-狀態(tài)1定位所處的頻率。LO被調(diào)諧成接近但未精確達(dá)到“1”-狀態(tài)1。“1”-狀態(tài)被上轉(zhuǎn)換成低于上轉(zhuǎn)換的“0”-狀態(tài)0的頻率。消光比是“0”-狀態(tài)0與“1”-狀態(tài)1之間的功率比。值得注意的是，在信號(hào)與來自本地振蕩器的光混拍之后，接著對(duì)所述信號(hào)整流，“0”-狀態(tài)降低，從而給出改進(jìn)的消光比。當(dāng)信號(hào)處于“1”-狀態(tài)1時(shí)，振幅較高，并且振蕩頻率較低。當(dāng)信號(hào)處于“0”-狀態(tài)0時(shí)，振幅較低，并且振蕩頻率較高。

實(shí)例3–整流之前的信號(hào)：

圖3示出了整流之前的信號(hào)電平的實(shí)施方案。使用90度混合器來獲得這個(gè)信號(hào)，以使得所述信號(hào)包括同相分量和正交分量。相對(duì)于這個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)的同相分量和正交分量自身并未給出與所述信號(hào)有關(guān)的信息。

實(shí)例4–整流之后的信號(hào)：

圖4示出了整流和低通濾波之后的信號(hào)電平的實(shí)施方案。使用90度混合器來獲得這個(gè)信號(hào)，以使得所述信號(hào)包括同相分量和正交分量。將同相分量和正交分量組合成單一信號(hào)并且之后對(duì)其整流。相對(duì)于這個(gè)信號(hào)，整流過的信號(hào)給出了與所述信號(hào)相關(guān)的信息。有關(guān)“0”-狀態(tài)和“1”-狀態(tài)的信息是有意義的，并且可以使用閾值檢測(cè)來確定。

實(shí)例5-整流：

圖5示出了對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行半波和全波整流的實(shí)施方案。使用半波整流意味著一半信號(hào)被擦除。

實(shí)例6-系統(tǒng)：

圖6示出了本公開的實(shí)施方案。將組合AM/FM編碼信號(hào)2連同來自本地振蕩器3的光組合到耦合器4中，在兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器5中，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)電信號(hào)，并且將它們進(jìn)一步傳遞到整流器6中，在其中對(duì)電信號(hào)進(jìn)行解碼。

實(shí)例7-使用具有與系統(tǒng)(背靠背)的比特率相同的帶寬的光電二極管的本地振蕩器失諧：

圖7示出了針對(duì)各種本地振蕩器頻率誤碼率(BER)如何取決于接收器輸入功率的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化。在這個(gè)實(shí)例中，示出是背靠背的關(guān)系。在這個(gè)實(shí)例中，光電二極管的帶寬是5GHz，這等于系統(tǒng)的比特率(5Gbps)。已發(fā)現(xiàn)LO頻率和驅(qū)動(dòng)振幅的最優(yōu)值。驅(qū)動(dòng)振幅固定在這個(gè)最優(yōu)值上，并且LO頻率在其最優(yōu)值左右變化。因此，可以例如針對(duì)給定失諧發(fā)現(xiàn)BER為10e-9的接收器靈敏度。這個(gè)實(shí)例顯示光電轉(zhuǎn)換器(在這種情況下的光電二極管)具有預(yù)定義頻帶寬度。因此，光電二極管的預(yù)定義頻帶寬度與系統(tǒng)的比特率成比例，并且在這個(gè)實(shí)例中，比例因數(shù)是1。

實(shí)例8-使用具有為系統(tǒng)(背靠背)的比特率的1.5倍的帶寬的光電二極管的本地振蕩器失諧：

圖8示出了針對(duì)各種本地振蕩器頻率誤碼率(BER)如何取決于接收器輸入功率的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化。在這個(gè)實(shí)例中，示出是背靠背的關(guān)系。在這個(gè)實(shí)例中，光電二極管的帶寬是7.5GHz，這是系統(tǒng)的比特率(5Gbps)的1.5倍。已發(fā)現(xiàn)LO頻率和驅(qū)動(dòng)振幅的最優(yōu)值。驅(qū)動(dòng)振幅固定在這個(gè)最優(yōu)值上，并且LO頻率在其最優(yōu)值左右變化。因此，可以例如針對(duì)給定失諧發(fā)現(xiàn)BER為10e-9的接收器靈敏度。這個(gè)實(shí)例顯示光電轉(zhuǎn)換器(在這種情況下的光電二極管)具有預(yù)定義頻帶寬度。因此，光電二極管的預(yù)定義頻帶寬度與系統(tǒng)的比特率成比例，并且在這個(gè)實(shí)例中，比例因數(shù)是1.5。

實(shí)例9-使用具有與系統(tǒng)(100km SSMF)的比特率相同的帶寬的光電二極管的本地振蕩器失諧：

圖9示出了針對(duì)各種本地振蕩器頻率誤碼率(BER)如何取決于接收器輸入功率的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化。在這個(gè)實(shí)例中，示出是背靠背的關(guān)系。在這個(gè)實(shí)例中，光電二極管的帶寬是5GHz，這等于系統(tǒng)的比特率(5Gbps)。已發(fā)現(xiàn)LO頻率和驅(qū)動(dòng)振幅的最優(yōu)值。驅(qū)動(dòng)振幅固定在這個(gè)最優(yōu)值上，并且LO頻率在其最優(yōu)值左右變化。因此，可以例如針對(duì)給定失諧發(fā)現(xiàn)BER為10e-9的接收器靈敏度。這個(gè)實(shí)例顯示光電轉(zhuǎn)換器(在這種情況下的光電二極管)具有預(yù)定義頻帶寬度。因此，光電二極管的預(yù)定義頻帶寬度與系統(tǒng)的比特率成比例，并且在這個(gè)實(shí)例中，比例因數(shù)是1。

實(shí)例10-使用具有為系統(tǒng)(100km SSMF)的比特率的1.5倍的帶寬的光電二極管的本地振蕩器失諧：

圖10示出了針對(duì)各種本地振蕩器頻率誤碼率(BER)如何取決于接收器輸入功率的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化。在這個(gè)實(shí)例中，示出是背靠背的關(guān)系。在這個(gè)實(shí)例中，光電二極管的帶寬是7.5GHz，這是系統(tǒng)的比特率(5Gbps)的1.5倍。已發(fā)現(xiàn)LO頻率和驅(qū)動(dòng)振幅的最優(yōu)值。驅(qū)動(dòng)振幅固定在這個(gè)最優(yōu)值上，并且LO頻率在其最優(yōu)值左右變化。因此，可以例如針對(duì)給定失諧發(fā)現(xiàn)BER為10e-9的接收器靈敏度。這個(gè)實(shí)例顯示光電轉(zhuǎn)換器(在這種情況下的光電二極管)具有預(yù)定義頻帶寬度。因此，光電二極管的預(yù)定義頻帶寬度與系統(tǒng)的比特率成比例，并且在這個(gè)實(shí)例中，比例因數(shù)是1.5。

實(shí)例11-LO失諧代價(jià)：

圖11示出了接收器靈敏度在10e-9的BER下如何取決于LO失諧的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化。在這個(gè)實(shí)例中，相關(guān)性是基于來自圖7-圖10的數(shù)據(jù)。這個(gè)實(shí)例顯示使用具有為系統(tǒng)的比特率的1.5倍的帶寬的光電二極管改進(jìn)了接收器靈敏度。這種改進(jìn)在低色散(背靠背)情況下更為顯著。因此，這個(gè)實(shí)例顯示LO失諧通過增加光電二極管帶寬來增加。另外，色散使LO失諧從在最優(yōu)LO頻率周圍對(duì)稱朝向?qū)φеC值比對(duì)負(fù)失諧值更具有容忍度方向移動(dòng)。曲線圖下方的表格中列出了1-dB容忍度。

實(shí)例12-頻率調(diào)制(FM位移)對(duì)VCSEL驅(qū)動(dòng)振幅：

圖12示出了FM位移如何取決于用于驅(qū)動(dòng)VCSEL的數(shù)據(jù)信號(hào)的峰間電壓的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化?？梢詮膱D12的曲線圖中看到，F(xiàn)M位移與VCSEL的驅(qū)動(dòng)振幅之間存在線性關(guān)系。已發(fā)現(xiàn)，所述關(guān)系與比特率無關(guān)。

實(shí)例13-AM消光比對(duì)VCSEL驅(qū)動(dòng)振幅：

圖13示出了AM消光比如何取決于用于驅(qū)動(dòng)VCSEL的數(shù)據(jù)信號(hào)的峰間電壓的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化?？梢詮膱D13的曲線圖中看到，AM消光比與VCSEL的驅(qū)動(dòng)振幅之間存在線性關(guān)系。已發(fā)現(xiàn)，所述關(guān)系與比特率無關(guān)。

實(shí)例14-最優(yōu)FM位移對(duì)PD帶寬：

圖14示出了在5Gbps背靠背下以及在100km SSMF傳輸之后最優(yōu)驅(qū)動(dòng)振幅和所得FM位移作為PD帶寬的函數(shù)的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化?？梢钥吹?，對(duì)于低色散(背靠背)，最優(yōu)FM位移幾乎等于帶寬。對(duì)于高色散(100km SSMF)，最優(yōu)FM位移隨增加的PD帶寬幾乎恒定。高FM位移的優(yōu)點(diǎn)被增加的色散代價(jià)所抵消，因?yàn)閷?duì)于高FM位移存在增加的光信號(hào)帶寬。

實(shí)例15–相對(duì)于1-電平頻率的最優(yōu)LO頻率偏移：

圖15示出了零電平(F0)和一電平(F1)的頻率如何取決于驅(qū)動(dòng)振幅的實(shí)例。所示的實(shí)例已被模型化。相對(duì)于未調(diào)制的VCSEL的頻率(即，F(xiàn)0＝F1＝0)來歸一化所述頻率。F0和F1兩者都線性地取決于驅(qū)動(dòng)振幅。F1朝向較高頻率移動(dòng)，而F0移至較低頻率。其間的中心頻率略微朝向較低頻率移動(dòng)。這歸因于由VCSEL的加熱引起的絕熱啁啾，所述加熱歸因于VCSEL驅(qū)動(dòng)信號(hào)的RMS功率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，中心頻率位移通過溫控VCSEL來消除。

實(shí)例16–相對(duì)于信號(hào)中心頻率和F1的最優(yōu)LO頻率偏移(背靠背)：

圖16示出了相對(duì)于信號(hào)中心頻率和F1的最優(yōu)LO頻率偏移在5Gbps和7.5Ghz光電二極管下如何隨著驅(qū)動(dòng)振幅變化的實(shí)例(背靠背)。所示的實(shí)例已被模型化?？梢钥吹剑琇O應(yīng)被調(diào)諧成相對(duì)于F1具有恒定偏移，而不管驅(qū)動(dòng)振幅如何，并且因此同樣與FM位移無關(guān)。

實(shí)例17–相對(duì)于信號(hào)中心頻率和F1的最優(yōu)LO頻率偏移(100km SSMF)：

圖17示出了相對(duì)于信號(hào)中心頻率和F1的最優(yōu)LO頻率偏移在5Gbps和7.5GHz光電二極管下如何隨著驅(qū)動(dòng)振幅變化的實(shí)例(100km SSMF)。所示的實(shí)例已被模型化?？梢钥吹?，LO頻率對(duì)于所有驅(qū)動(dòng)振幅以及因此對(duì)于FM位移的所有值來說幾乎是一樣的。換言之，這個(gè)實(shí)例顯示了實(shí)例16中給出的實(shí)例的對(duì)立面。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率與色散相關(guān)。

實(shí)例18–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(背靠背，5Gbps)的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖18示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為背靠背系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是7.5GHz，并且偏移是介于7至9GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.9倍與1.2倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。在這個(gè)實(shí)例中，已顯示對(duì)于低色散，最優(yōu)LO頻率偏移與AM消光比無關(guān)。

實(shí)例19–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(背靠背，5Gbps)的2倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖19示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為背靠背系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是10GHz，并且偏移是介于9.5至12.5GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.95倍與1.25倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。在這個(gè)實(shí)例中，已顯示對(duì)于低色散，最優(yōu)LO頻率偏移與AM消光比無關(guān)。

實(shí)例20–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(40km SSMF，5Gbps)的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖20示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為40km SSMF系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是7.5GHz，并且偏移是介于大約7至10GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.9倍與1.35倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。在這個(gè)實(shí)例中，已顯示對(duì)于相對(duì)較低的色散，最優(yōu)LO頻率偏移與AM消光比無關(guān)。

實(shí)例21–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(40km SSMF，5Gbps)的2倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖21示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為40km SSMF系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是10GHz，并且偏移是介于大約9至13GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.9倍與1.3倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。在這個(gè)實(shí)例中，已顯示對(duì)于相對(duì)較低的色散，最優(yōu)LO頻率偏移與AM消光比無關(guān)。

實(shí)例22–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(80km SSMF，5Gbps)的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖22示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為80km SSMF系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是7.5GHz，并且偏移是介于大約5至9GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.6倍與1.2倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在這個(gè)實(shí)例中在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似0.5倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。

實(shí)例23–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(80km SSMF，5Gbps)的2倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖23示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為80km SSMF系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是10GHz，并且偏移是介于大約7至12GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.7倍與1.2倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在這個(gè)實(shí)例中在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似0.5倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。

實(shí)例24–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(背靠背，10Gbps)的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖24示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為背靠背系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是15GHz，并且偏移是介于大約15至21GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的1倍與1.4倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在這個(gè)實(shí)例中在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。

實(shí)例25–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(背靠背，10Gbps)的2倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖25示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為背靠背系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是20GHz，并且偏移是介于大約18至29GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的0.9倍與1.5倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在這個(gè)實(shí)例中在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。

實(shí)例26–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(40km SSMF，10Gbps)的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖26示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為40km SSMF系統(tǒng)的比特率的1.5倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是15GHz，并且偏移是介于大約13至21GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的大約0.9倍與1.4倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在這個(gè)實(shí)例中在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.5倍之間的范圍內(nèi)變化很小。

實(shí)例27–相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為比特率(40km SSMF，10Gbps)的2倍的光電二極管帶寬時(shí)作為FM位移的函數(shù)：

圖27示出了相對(duì)于F1的最優(yōu)LO頻率偏移在使用為40km SSMF系統(tǒng)的比特率的2倍的光電二極管帶寬時(shí)如何取決于FM位移。所示的實(shí)例已被模型化。不同固定的AM消光比的結(jié)果也被包括在模型化結(jié)果中。因此，在這個(gè)實(shí)例中，顯示出本地振蕩器的頻率被選擇成具有相對(duì)于(優(yōu)選地高于)編碼的光信號(hào)中的狀態(tài)之一(優(yōu)選地為具有最高振幅的狀態(tài))的頻率的預(yù)定義偏移。進(jìn)一步顯示出所述偏移取決于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬。在這個(gè)實(shí)例中，光電轉(zhuǎn)換器的帶寬是20GHz，并且偏移是介于大約22至32GHz之間。因此，在這個(gè)實(shí)例中，所述偏移被選擇成介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的大約1.1倍與1.6倍之間。從這個(gè)實(shí)例可以看到，最優(yōu)LO頻率偏移隨著FM位移變化很小。換言之，所述偏移在這個(gè)實(shí)例中在介于光電轉(zhuǎn)換器的帶寬的近似1倍與1.6倍之間的范圍內(nèi)變化很小。

實(shí)例28–最優(yōu)FM位移作為光檢測(cè)器帶寬和傳輸距離(5Gbps)的函數(shù)：

圖28示出了最優(yōu)FM位移如何取決于5Gbps系統(tǒng)的光檢測(cè)器帶寬和傳輸距離的實(shí)例。從這個(gè)實(shí)例可以看到，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔取決于光電轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度，具體而言，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔與光電轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度以比例因數(shù)成比例。對(duì)于背靠背系統(tǒng)，比例因數(shù)近似是1.2，而對(duì)于40km SSMF系統(tǒng)，比例因數(shù)近似是1，并且對(duì)于80km SSMF系統(tǒng)，比例因數(shù)近似是0.8。因此，可以看到，色散使最優(yōu)FM位移減少。

實(shí)例29–最優(yōu)FM位移作為光檢測(cè)器帶寬和傳輸距離(10Gbps)的函數(shù)：

圖29示出了最優(yōu)FM位移如何取決于10Gbps系統(tǒng)的光檢測(cè)器帶寬和傳輸距離的實(shí)例。從這個(gè)實(shí)例可以看到，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔取決于光電轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度，具體而言，頻率調(diào)制被配置成使得光信號(hào)的狀態(tài)之間的頻率分隔與光電轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度以比例因數(shù)成比例。對(duì)于背靠背系統(tǒng)，比例因數(shù)近似是0.8，而對(duì)于40km SSMF系統(tǒng)，比例因數(shù)近似是0.4。因此，可以看到，色散使最優(yōu)FM位移減少。另外，較高光檢測(cè)器帶寬增加最優(yōu)FM位移。