CN101112024A - 光接收机 - Google Patents

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Abstract

一种用于差分相移键控格式的光信号，例如RZ－DPSK格式的光信号的接收机。提供抖动控制环，用于控制解调器中的路径长度和/或用于控制带通光滤波器的中心波长。提供反馈回路，用于控制前置放大器的增益，还提供了一种通过停用前置放大器而针对光瞬态进行保护的方法。可以提供预设延迟，以补偿在与解调器臂相关的路径中的差分延迟。当信号为RZ－DPSK调制信号时，可以从数据路径上的信号导出对来自光信号的数据进行重定时的时钟。

Description

光接收机
技术领域
本申请涉及信息的光学传输，更具体而言，涉及用于差分移相键控格式的光学信号的接收机。
背景技术
非常长的光纤传输路径，诸如用于水下或洲际陆地光波传输系统的光纤传输路径，由于沿传输路径中的光纤长度累积的许多减损的影响而会有性能下降的问题。单个数据信道中的这些减损的源头包括掺铒光纤放大器(EDFA)中生成的放大自发辐射(ASE)噪声、由单模光纤的折射率对经其传输的光的强度的依赖性造成的非线性效应，以及导致不同的光频段以不同的群速度传输的色散。此外，对于波分复用(WDM)系统(其中几个光学信道位于同一光纤上)而言，由光纤的非线性折射率导致的信道间的串扰可能会引起问题。
所接收到的波形的畸变受到传输线的设计以及所传输脉冲的形状的影响。已经利用开关键控(OOK)实施了已知的长距离系统，在开关键控中，利用数据位流的1和0打开和关闭所传输的脉冲。开关键控可以实施为各种公知的格式，例如归零(RZ)、不归零(NRZ)和啁啾归零(CRZ)格式。通常，在RZ格式中，被传送的光学脉冲不占用整个比特周期，在相邻比特之间回归到零，而在NRZ格式中，在发送一连串的二进制1时，光学脉冲具有恒定值特征。在啁啾格式中，例如在CRZ中，对被传送的脉冲进行位同步正弦相位调制。
相移键控(PSK)是本领域的普通技术人员所公知的另一种调制法。在PSK调制中，0和1是用光学载波中的相位差或相位瞬变表示的。可以打开发送机，以第一相位表示1，然后以第二相位表示0，从而实施PSK。在差分相移键控(DPSK)格式中，信号的光强可以保持恒定，而以差分相位瞬变表示1和0。DPSK调制格式包括RZ-DPSK和CRZ-DPSK，在RZ-DPSK中，对DPSK信号进行归零振幅调制。
已经发现在WDM长距离光学系统中，RZ-DPSK调制格式与其他格式相比具有特殊的优点。例如，与OOK相比，对于特定的误码率(BER)，RZ-DPSK调制需要的光信噪比(OSNR)显著降低。照此，已经开发出了对WDM光信号进行RZ-DPSK调制的系统。
用于对DPSK调制的光信号进行解调的接收机构造是已知的。已知的接收机构造包括光学和电学组件，例如光放大器，如掺杂光纤放大器，用于放大接收的光信号，用于从放大的光信号中除去带外噪声的可调带通滤波器，可调光学干涉仪，诸如Mach-Zehnder型干涉仪，以及用于将干涉仪的光学输出转换成代表已调制数据的电信号的双平衡检波器。稳定而精确地设定接收机组件的工作点，例如滤波器通带波长、干涉仪路径长度、接收机光功率水平等是获得最优系统BER所必需的。不过，包括制造公差、温度和老化在内的因素可能会导致组件的工作点发生变化，于是不利地影响接收机性能。为了积极地控制接收机组件的工作点，已经实现了标准的抖动控制环。不过，已知的控制环构造依赖于可能会因接收机不同而变化的不定参数和/或需要额外的复杂且昂贵的数据路径中的硬件，导致接收机性能降低。
例如，一种已知的控制接收机光强度的方法包括稳定光放大器的输出功率，该输出功率固有地包括信号和宽带ASE噪声之和。另一种已知的方法需要滤光器输出处的额外的分光器和光电二极管。一种已知的用于控制DPSK干涉仪的方法包括从后面的光电二极管的DC偏置电流提供反馈。不过，来自光电二极管的DC偏置电流的基带反馈取决于“不受控制的”数据的标记占空比，且在标记占空比为1∶1的理想情况下可以为零。另一种控制DPSK干涉仪的方法需要数据路径中的额外的组件(RF探测器)。
除了控制接收机组件的工作点之外，控制接收机输入处的信号的光瞬态是有利的。如所公知，经过光学前置放大的接收机中的光瞬态可能会潜在地破坏接收机组件。在输入信号损耗(ISL)条件下，工作在恒定输出功率模式下的接收机前置放大器，例如EDFA，可以将其增益设定到其最大值。可以通过探测预定阈值下的信号电平确定ISL。可以将阈值设定在放大器的标称输入工作范围之下。当探测到ISL，可以关闭放大器，直到输入信号电平增加到阈值以上为止。
结合了前向纠错(FEC)的现代系统可以工作在放大器标称输入工作范围以下的输入信号功率电平上。因此，用于针对光瞬态加以保护的已知方法可以在输入信号在标称输入工作范围之下但又高到足以可靠地探测信号的时候停用输入放大器。这会使系统的工作效率不高。
此外，已知的接收机构造引入了时钟恢复单元，用于从输入数据流中提取数据时钟。通常，时钟恢复单元是跟踪带宽为几个MHz的窄带装置。这可能会导致接收机构造不能忍耐接收到的信号中的高频抖动。
因此需要一种接收机构造，用于高效而可靠地解调经DPSK调制的光信号。
附图说明
参考以下的详细说明，该详细说明应当结合以下附图阅读，在附图中类似的数字表示类似的部分：
图1为根据本发明的系统的一个示范性实施例的简化框图；
图2为根据本发明的一个示范性接收机的简化框图；
图3为方块流程图，示出了根据本发明的示范性光瞬态保护过程；
图4为根据本发明的另一个示范性接收机的简化框图；
图5为根据本发明的另一个示范性接收机的简化框图；以及
图6为根据本发明的另一个示范性接收机的简化框图。
具体实施方式
图1为根据本发明的WDM传输系统100的一个示范性实施例的简化框图。该传输系统用于在从发射端104到一个或多个远方的接收端106的光信息路径102上传输多个光信道。本领域的技术人员会发现，为了便于解释，将系统100描述为高度简化的点到点系统。例如，当然，发射端104和接收端106都可以被配置为收发机，由此可以将每者配置得用于执行收发两种功能。不过，为了便于解释，这里仅就发射或接收功能描写和说明终端。应当理解，可以将根据本发明的系统和方法引入各种各样的网络组件和构造中。这里图示的示范性实施例仅出于解释的目的而非限制的目的而提供。
在图示的示范性实施例中，多个发射机TX1、TX2...TXN的每个在相关的输入端口108-1、108-2...108-N上接收数据信号并在相关的波长λ1、λ2...λN上发射该数据信号。可以将一个或多个发射机TX1、TX2...TXN配置成以DPSK调制格式(例如RZ-DPSK格式)调制该相关波长上的数据。当然，为了便于解释，发射机被图示为高度简化的形式。本领域的技术人员将认识到，每个发射机可以包括电学和光学部件，它们被配置为用于以希望的幅度或调制在其相关的波长处发射数据信号。
被发射的波长或信道分别被承载在多个路径110-1、110-2...110-N上。通过复用器或组合器112将数据信道组合成光路径102上的集合信号。光信息信道102可以包括光纤波导、光学放大器、光学滤波器、色散补偿模块和其他有源和无源组件。
可以在一个或多个远程接收端106处接收该集合信号。解复用器114将波长λ1、λ2...λN处的被传输信道分离到相关的路径116-1、116-2...116-N，该相关的路径连接到相关的接收机RX1、RX2...RXN。可以将一个或多个接收机RX1、RX2...RXN配置成以根据本发明的方式解调DPSK调制信号并在相关输出路径118-1、118-2、118-3、118-N上提供相关的输出数据信号。
为了改善系统BER，根据本发明的系统中的一个或多个发射机可以包括编码器，其用于向被调制数据施加前向纠错(FEC)编码。如本领域的普通技术人员所公知的，FEC编码基本上涉及到向数据流中引入适当的代码，用于检测和纠正预先没有任何已知信息的数据错误。生成用于数据流的纠错代码(即编码)并将其发送到接收机。接收机可以包括用于恢复纠错代码的FEC译码器并利用该代码纠正所接收的数据流中的任何错误(即译码)。
已知有很多种纠错代码，每种都具有不同的属性，这些属性与如何生成代码以及因而它们如何执行有关。这些代码的一些例子有：线性和循环汉明码、循环博斯-乔赫里-霍克文黑姆(BCH)码、卷积(维特比)码、循环Golay和法尔码以及一些更新的代码，例如Turbo卷积和乘积码(TCC，TPC)。用于实现各种纠错代码的硬件和软件配置是本领域技术人员所公知的。
转到图2，图中示出了根据本发明的示范性接收机200。图示的示范性实施例包括用于接收和放大提供于路径220上的DPSK调制光信号的放大器202，公知的可调光学带通滤波器(OBPF)204，公知的DPSK解调器206和双平衡检波器构造，该双平衡检波器构造包括连接到公知的时钟和数据恢复电路(CDR)212的第一208和第二210光探测器和放大器对。该CDR提供电输出，该电输出包括路径214上的重定时的解调数据和路径216上的被恢复的数据时钟。
放大器202可以是公知的掺杂光纤放大器，例如掺铒光纤放大器(EDFA)。如所公知，掺杂光纤放大器构造可以包括内部电路以及用于泵浦掺杂光纤的一个或多个放大器泵浦，以建立选定的工作模式。在根据本发明的系统中，如以下更详细描述的，可以通过路径218上的控制信号POUT_SET动态地控制放大器202的输出功率以独立于输入信号电平Pin、OBPF和解调器的光学插入损耗以及高速光探测器和下游路径中的光连接器和接头的耦合效率，稳定光探测器228和230中的信号功率。
在图示的示范性实施例中，将放大器202的输出耦合到OBPF204。本领域的普通技术人员知道多种可调OBPF构造。OBPF 204可以是单个器件，其被配置为提供可调带通特性，例如可调光纤Fabry-Perot滤波器，或者可以包括独立滤波器的组合，其中滤波器中的一个或多个是可调的，以建立与该组合相关的带通特性。如下文所详述的，例如，可以响应于路径222上的带通滤波器控制信号调谐OBPF 204以提供中心波长与所接收的光信号的波长对准的窄通带。于是OBPF204可以过滤大部分带外噪声，提供仅包括信号功率和带内噪声的输出。尽管在图2的示范性实施例中示出了OBPF 204，在一些实施例中可以省去它。
将OBPF 204的光输出连接到DPSK解调器206。DPSK解调器206可以包括公知的干涉仪，例如Mach-Zehnder干涉仪，将其配置为将光分到两个分离的光路/臂上，其中之一可以比另一个的光路长度长1个数据位，然后以干涉测量的方式将光再次组合。DPSK解调器206的一个输出，例如路径224上的输出，可以提供从来自两臂的光的相长干涉获得的光信号(相长输出)，而另一个输出，例如路径226上的输出，可以提供从来自两臂的光的相消干涉获得的光信号(相消输出)。
如所公知，为了解调DPSK光信号，例如可以响应于路径228上的控制信号对DPSK解调器206进行调谐，以在干涉测量复合点处建立等于kπ(其中k为整数值)的1比特延迟臂与另一臂的光载波之间的相位关系。在适当调谐DPSK解调器206之后，来自解调器的一个输出(相长臂)的光表示光信号上调制的数字“1”的强度，来自另一输出(相消臂)的光表示光信号上调制的数字“0”的强度。
将DPSK解调器206的光输出赋予第一208和第二210光探测器和放大器对，其每者均包括相关的已知高速光探测器228，230(例如针型光电二极管)和已知的相关的电学放大器240，242。光探测器和放大器对208，210在例如路径232，234上提供代表赋于其上的光的相关电输出。为了补偿在DPSK解调器206和CDR 212的差分输入之间的相长和相消信号路径中的由于制造公差造成的差分延迟，可以将一个输出连接到相关的电学延迟电路236。
电学延迟电路236可以提供具有低插入损耗的人工调节的电学延迟。具体的延迟值可以预先确定，且可以预先设定电学延迟电路236以获得所需的延迟或可以进行电路中调节以优化传输性能。电学延迟电路可以采用本领域普通技术人员公知的各种结构中的任何一种。在一个实施例中，例如，电学延迟电路可以是已知的人工或步进电机控制的滑动同轴延迟线(可调U形波导节)或已知的电子控制的延迟线IC。
可以将电学延迟电路的输出，例如路径238上的输出以及路径232上的光探测器和放大器对208的输出耦合到CDR电路212。本领域的普通技术人员知道多种CDR电路结构。可以从硬件、软件或硬件和软件的组合配置CDR电路212，CDR电路212可以包括分立的和/或集成的元件。在一个实施例中，CDR电路可以是集成电路封装，例如可从Vitesse买到的模块号为VSC 1238的CDR模块。
在根据本发明的接收机中，可以以高效的方式动态地控制放大器202的输出功率(以及由光探测器228和230看到的光功率)、OBPF 204的中心波长，和/或DPSK解调器206中带来的差分延迟，以补偿放大器产生的作为其输入信号电平Pin的函数的ASE噪声的依赖性，并使与例如温度和/或老化相关的漂移的效应以及依赖于波长的光插入损耗最小化。在图示的示范性实施例200中，由控制器244响应于相关的反馈信号建立并控制供往放大器202、OBPF 204和DPSK解调器206的控制信号。控制器可以包括一个或多个模数转换器，用于将模拟反馈信号转换成数字信号，以供数字信号处理器(DSP)处理。控制器还可以包括一个或多个数模转换器，用于在例如路径246、248、218上提供模拟输出信号DEMOD V_CTRL、OBPF V_CTRL和POUT_SET，这些信号可以分别为解调器206、OBPF 204和放大器202建立工作点。
可以使用抖动技术实现对解调器206和OBPF 204的控制，其中，将路径252上的解调器抖动信号添加到控制器244的DEMODV_CTRL输出上并提供为路径228上的解调器控制信号，将路径254上的OBPF抖动信号添加到控制器244的OBPF_V_CTR输出并提供为路径222上的OBPF控制信号。本领域的普通技术人员知道多种可用于在本发明中建立抖动信号的电路。在一个实施例中，可以通过独立的相关直接数字合成器(DDS)256、258建立解调器抖动信号和OBPF抖动信号，直接数字合成器被配置成响应于路径261上的时钟输入以预定频率生成周期性的抖动信号。抖动信号可以是正弦波、三角波等形式的低频周期性信号。如这里所使用的，术语“低频”是指至少比调制器的数据率小一个数量级(即10倍)的频率。
为了避免相应的解调器和OBPF控制环中的抖动频率之间的干扰，解调器和OBPF抖动频率可以是通过整数乘法因子而彼此相关的不同频率。在一个实施例中，例如，解调器抖动fD信号可以为大约20Hz，OBPF抖动fF信号可以为大约n×fD，例如2000Hz(当n＝100时)。本领域的普通技术人员将认识到可以提供各种其他的抖动频率。
通常，施加到OBPF的抖动信号和解调器控制信号在抖动信号频率外在已解调信号的光功率和数据信号电平中导致变化。检测抖动频率处功率或信号电平中的变化并将之与抖动参考信号进行比较，以确定表示在相关抖动频率上的能量的解调器和OBPF误差信号。在特定抖动频率上有能量表示其相关控制设定不是最佳的。将误差值提供给控制器244，控制器244为解调器设定DEMOD V_CTRL和OBPF设定OBPF V_CTRL确定新的值。可以通过使相关误差值最小化来获得最佳设定。
在图示的示范性实施例中，例如，可以通过例如加法器262将解调器抖动信号252添加到控制器244的DEMOD V_CTRL输出，并将复合信号作为路径228上的解调器控制信号来提供。通过DDS258响应于路径261上的时钟输入来确立解调器抖动信号。在一个实施例中，DPSK解调器206可以包括全光纤Mach-Zehnder干涉仪，其中通过相对于器件的另一臂改变其一个臂的温度来获得干涉测量方式组合的臂的末尾处所需的光学载波相位关系。可以提供已知的微型加热器来响应于路径228上的解调器控制信号加热器件的一个臂。
在图示的示范性实施例中，可以作为解调器工作点的函数调节路径252上的解调器抖动信号的幅度，该解调器工作点是通过控制器244的DEMOD V_CTRL输出建立的。解调器的调谐过程可以基于与所施加的控制电压DEMOD V_CTRL的平方成比例的热效应。为了维持解调器差分延迟(干涉测量复合点处的光学相位)的恒定调制深度，在控制电压DEMOD V_CTRL增大时可以减小路径252上的解调器抖动信号的幅度。结果，可以保持环路增益独立于解调器的工作点，并且可以使抖动诱发的传输性能损失最小化和/或使其独立于工作点。在图示的实施例中，可以将可控电压放大器249连接到路径252以响应于由控制器244在路径247上提供的GAIN_V_CTRL信号控制解调器抖动信号的增益。控制解调器信号幅度的其他方法是本领域的普通技术人员所公知的。例如，可以在DDS 258中实施增益控制。
解调器抖动信号在施加微型加热器的解调器臂的路径长度中导致低频抖动。该抖动在抖动信号和/或其谐波的频率处在输出功率在解调器206的相长和相消输出臂之间的分布上造成变化。根据本发明，可以使用可购买到的CDR集成电路中内置的信号电平探测器探测该变化。这种方法大大简化了高速数据路径的复杂度。在图示的实施例中，通过差分放大器268将CDR信号电平探测器的正输出(SLD)和负输出(NSLD)，例如分别在路径264和266上的输出，转换成路径272上的单端信号，提供解调器抖动反馈信号。
例如经由路径272将解调器抖动反馈信号耦合到公知的同步检相器270，在那里将其与DDS 260在路径263上提供的解调器抖动参考信号混合。检相器270在路径274上的输出为解调器误差信号，表示输出信号电平SLD和NSLD中的抖动频率上的能量。在抖动频率上有能量表示解调器控制设定DEMOD V_CTRL不是最佳的。
例如可以通过模数转换器将误差信号耦合到控制器244，该模数转换器用于将误差信号转换成数字误差值，以供控制器处理。控制器244可以包括DSP，将该DSP配置成响应于误差值在路径246上建立新的解调器设定DEMOD V_CTRL。通过最小化误差值可以获得最佳设定。
本领域的普通技术人员将认识到可以用很多种最小化误差值的方法来获得最佳偏置设定。例如，误差值的符号(+/-)可以确定解调器设定DEMOD V_CTRL中的变化方向。可以以任意步长改变该偏置。偏置中更小的步长改变会导致更大的分辨率和精度。在一个实施例中，可以通过变量多个误差值改变该偏置，其中该变量是解调器工作点(例如控制电压及其光输入功率电平)的函数。当沿一个方向改变设定然后回到最佳值时所获得的误差值变化与沿相反方向改变设定并随后返回最佳值时所获得的误差值变化相同时，可以获得最佳设定。在获得最佳设定后，误差信号不再含有相关抖动频率的基频上的频谱成分。误差信号可能仍然会含有抖动频率谐波的频谱成分。
在图示的示范性实施例中，使用公知的CDR集成电路212提供的SLD和NSLD输出来建立解调器抖动反馈信号简化了高速数据路径，即，输入信号从放大器202到CDR电路212所经的路径，因为不需要高速路径中的任何额外元件来探测在抖动频率处输出信号电平或功率中的变化。相对于包括这种额外元件的构造而言，这样就转变成了接收机的改善的传输性能、更低的成本和更小的尺寸。
此外，在一个实施例中，引入了具有微型加热器的全光纤Mach-Zehnder型DPSK解调器206，该微型加热器用于调谐其中一个臂的路径长度，在该实施例中，使用第一DDS 258来建立解调器抖动信号，使用第二DDS 260来建立供往同步检相器270的解调器抖动参考信号，这样可以相对于抖动反馈调整时序。具体而言，公知的微型加热器的调制带宽可能限于几个赫兹的频率范围。相对于路径252上的解调器抖动信号，这可能会在例如路径272上的解调器抖动反馈信号中造成相当大的相移。
使用第一DDS 258建立解调器抖动信号，使用第二DDS 260建立由同步检相器270接收的解调器抖动参考信号，能够在不影响解调器抖动信号的前提下调整解调器抖动反馈信号和解调器抖动参考信号之间的时序。DDS 258和DDS 260可以在来自路径261上提供的公共参考时钟Clk的解调器抖动频率上合成相关的输出。不过，例如可以通过由控制器在路径241上提供的控制输入Synchronize Demod DDS调整由DDS 260提供的解调器抖动参考信号的时序，从而使解调器抖动参考信号与解调器抖动反馈信号对准。
例如，可以通过例如软件、硬件或软件和硬件的组合配置控制器244以考虑到解调器抖动参考信号和解调器抖动反馈信号之间的决定性的相位差。可以通过故意误调解调器设定DEMOD V_CTRL并作为解调器抖动参考信号相位值的函数测量误差值来确定解调器抖动参考信号的最佳相位值。可以将解调器抖动参考信号的相位值设定在使得在解调器的给定工作点外误差值(例如，Verror＝Vdith_fdb×Vdith_ref×cos(dit_fdb-dit_ref))最大化的值。
OBPF反馈环可以工作在类似于解调器反馈环的方式下。如图2所示，可以通过例如加法器276将OBPF抖动信号254添加到控制器244的OBPF控制设定OBPF_CTRL输出上，并且可以将复合信号作为OBPF控制信号在路径222上提供。可以响应于公共时钟输入Clk261由DDS 256建立路径254上的OBPF抖动信号，该公共时钟输入Clk 261也被提供到DDS 258和DDS 260以及DDS 257。这种方法有助于将OBPF抖动频率保持在解调器抖动频率的数倍上，且可以使环之间的干扰最小化。可以这样配置公知的OBPF 204，使得其中心波长可以响应于OBPF控制信号而得到调节。
OBPF抖动信号导致滤波器的插入损耗变化，并因此在滤波器的输出导致光信号功率的变化。根据本发明，可以通过监测下游路径中的光功率，例如，监测耦接到解调器206的相应输出的高速光探测器228、230的偏置电流，来探测该变化。可以通过加法器278将来自光探测器228、230的相应输出信号相加。
OBPF控制输入抖动在加法器278的输出处导致抖动频率处幅度的变化。可以将加法器的输出连接到公知的同步检相器280，在那里将其与DDS 257在路径255上提供的OBPF抖动参考信号混合。使用第一DDS 256建立OBPF抖动信号，使用第二DDS 257建立供往同步检相器280的OBPF抖动参考信号使得能够相对于抖动反馈调整时序。具体而言，公知的PZT控制的OBPF的调制带宽可能限于几kHz的频率范围内。相对于施加到OBPF控制输入的路径254上的OBPF抖动信号，这可能会在例如路径284上的OBPF抖动反馈信号中导致相当大的相移。
DDS 256和DDS 257可以利用路径261上提供的公共参考时钟Clk合成OBPF抖动频率上的相关输出。不过，可以通过由控制器244在路径243上提供的控制输入Synchronize OBPF DDS调整由DDS 257提供的OBPF抖动参考信号的时序，以使OBPF抖动参考信号与OBPF抖动反馈信号对准。例如，可以通过例如软件、硬件或软件和硬件的组合配置控制器244以考虑到OBPF抖动参考信号和OBPF抖动反馈信号之间的决定性的相位差。可以通过故意误调OBPF设定OBPF_V_CTRL并作为OBPF抖动参考信号相位值的函数测量误差值来确定OBPF抖动参考信号的最佳相位值。可以将OBPF抖动参考信号的相位值设定在使得在OBPF的给定工作点误差值(例如，Verror＝Vdith_fdb×Vdith_ref×cos(dit_fdb-dit_ref))最大化的值。
路径282上的检相器280的输出表示OBPF误差信号，其表示加法器278的输出中抖动频率上的能量。例如可以通过模数转换器将误差信号耦接到控制器244，该转换器用于将误差信号转换成数字误差值以供控制器处理。控制器可以包括DSP，该DSP被配置成响应于误差值建立新的OBPF设定OBPF V_CTRL。可以通过使误差值最小化获得最佳设定。可以使用以上针对解调器控制环描述的方式使误差值最小化。
在图示的示范性实施例中，使用高速光探测器228、230的输出建立OBPF抖动反馈信号简化了高速数据路径，因为高速路径中不需要额外的元件来探测信号功率中抖动频率上的变化。相对于包括这种额外元件的构造而言，这样就转变成了接收机的改善的传输性能、更低的成本和更小的尺寸。
继续参考图2，可以使用来自高速光探测器228、230的反馈动态地控制放大器202的增益，以稳定已解调的光信号中的信号功率，即高速光探测器228和230的输入处的信号功率。在图示的示范性实施例中，加法器278的输出是表示由高速光探测器228、230探测的复合光功率的电信号。该输出可以作为信号功率反馈信号在路径284上被耦合到控制器244。或者，可以将差分放大器268的DC输出作为信号功率反馈信号提供。这使得CDR输入处的真实补充数据信号的幅度得到稳定。来自高速光探测器的反馈信号独立于解调器的当前设定，可以被用于放大器环，而不论解调器的状态如何。来自CDR电路212的电平探测器的反馈，例如放大器268的输出，取决于解调器的工作点，可以在解调器被锁定时用于放大器控制环。
在图示的示范性实施例中，可以通过例如软件、硬件或硬件和软件的组合配置控制器244以响应于信号功率反馈信号在路径218上向放大器提供POUT_SET信号。POUT_SET信号的电平可以决定由放大器202赋予路径220上输入的光信号Pin的增益。可以配置控制器以响应于信号功率反馈信号的变化而改变POUT_SET信号，以使信号功率反馈信号保持恒定。于是放大器202的输出功率POUT有可能随着控制器244改变POUT_SET信号以维持恒定的信号功率反馈信号而变化。结果，在高速光探测器的输入处建立了恒定的光功率，并且在一定程度上在CDR电路212的输入处建立了恒定的数据幅度。
由于高速光探测器228、230位于OBPF 204的后面，因此过滤了大部分带外噪声，仅有信号功率和带内噪声抵达光探测器228、230。于是，与放大器工作在总(信号和宽带ASE噪声)输出功率恒定的模式下的构造相比，响应于光探测器228、230的输出控制放大器202的增益获得了改善的信号功率稳定效果和总体接收机性能。如所公知，当放大器工作于恒定输出功率模式时，放大器提供恒定的输出功率，而信号和噪声之比取决于输入信号的电平和波长。在根据本发明的系统中，从光探测器228、230的输出导出信号功率反馈信号，从而独立于输入到放大器202的光信号的信号电平和波长稳定了信号功率。
还可以配置根据本发明的接收机，以使用FEC编码可以实现的低输入信号功率电平的方式提供光学瞬态保护。通常，可以配置根据本发明的系统，仅在输入光信号低于预定的阈值且接收机的FEC解码器不能识别所接收的数据时停用接收机的前置放大器202，针对ISL情况进行保护。相应地，当输入的光信号增大到预定阈值以上时，可以启用放大器202。利用这种构造，只要接收机能够从输入的光信号恢复数据，就不会中断接收机的工作。
在图示的示范性实施例中，例如，放大器202可以包括公知的内部功率探测器，用于探测输入的光信号的功率电平并在例如路径286上提供表示输入功率电平的输出PIN_MON。而且，接收机的FEC解码器288可以提供状态输出，例如路径290上的FEC Status，表明是否从输入的光信号恢复了数据。该状态输出可以是，例如公知的FEC解码器故障指示符，例如OOF(帧失调)、LOF(丢帧)、OOM(多帧失调)或LMF(多帧丢失)。
可以将放大器286的PIN_MON输出与FEC解码器288的状态输出一起耦合到控制器244。控制器244可以在通往放大器202的接口(例如SPI总线)上提供输出，以在Pin低于预定阈值且在FEC解码器288的状态输出中提供了故障指示符的时候停用放大器。当Pin增大到预定阈值以上时，控制器244可以从停用状态启用放大器286。
图3为根据本发明的瞬态保护过程300的一个例子的方框流程图。该方框流程图是以特定顺序的步骤示出的。不过可以理解，各步骤的顺序仅仅提供了如何实施这里所述的一般功能的例子。此外，除非另行指出，每种步骤次序不必一定要以所提供的顺序执行。
在示范性实施例中，可以探测(302)放大器输入功率电平并将其与预定阈值比较(304)。如果输入功率电平高于预定阈值(304)，可以继续探测/监测输入功率电平。如果输入功率电平变得低于预定阈值(304)，那么可以探测(306)FEC解码器的状态并监测是否有故障状态(308)。如果FEC解码器未表示有故障状态(308)，那么放大器可以保持被启用，流程返回到步骤302。如果FEC解码器表示有故障状态(308)，例如OOF，可以停用放大器(310)。
一旦停用放大器，就可以探测放大器的输入功率电平(312)并将之与预定的阈值比较(314)。只要功率电平低于阈值，就可以重复比较(314)。一旦功率电平超过了预定阈值，就可以启用(316)放大器，流程可以返回到步骤302。
可以配置根据本发明的接收机，以直接从所接收的信号恢复数据时钟，以提供高的抖动容限。通常，当以RZ-DPSK格式在输入的光信号上调制数据时，数据是由光载波的相位调制承载的，不过，与调制格式的RZ部分相关的强度调制承载着数据时钟。结果，利用两种强度受到调制的光学串，即解调的“1”和“0”都可以在DPSK解调器的输出得到这一事实，可以通过强度解调装置(例如标准的光探测器)直接从输入的光信号恢复时钟，或者从解调的光信号直接恢复时钟。从数据流直接恢复时钟允许使用相对宽带的时钟恢复CR电路，从而获得耐高频的接收机。
图4示出了根据本发明的接收机200a的一个示范性实施例，其中将供往解调器的RZ-DPSK光输入信号耦合到D触发器400作为Clk输入。D触发器400的输出，例如路径402上的输出可以代表恢复的、重新定时的、已被转换到NRZ格式的串行数据流。如图所示，可以将光抽头406耦合到解调器的输入，以分流出一部分RZ-DPSK信号供往相关的光探测器和放大器对410。可以将光探测器和放大器对410的输出耦合到带通滤波器412，例如，滤波器412在基本等于数据率的中心频率处具有几百MHz的带宽。可以将滤波器412的输出耦合到限幅放大器414，用于对滤波后的信号再次整形。当解调器的输入是RZ-DPSK调制信号时，限幅放大器414的输出可以是频率等于数据时钟频率的周期性电信号。可以将限幅放大器414的输出耦合到电延迟电路416，用于施加可调节的延迟，以使路径418上的时钟信号与D触发器的输入接收的数据，例如路径420、422上的数据对准。
本领域的普通技术人员会认识到，可以在高速数据路径的多个位置处分流或探测输入的数据流以恢复数据时钟。例如，图5示出了用于从输入的RZ-DPSK格式的信号恢复数据时钟的示范性构造200b，其中从光探测器和放大器对208、210的输出恢复时钟。如图所示，可以在可调延迟236之后分流光探测器和放大器对208、210的电输出，并由耦合器500，例如6dB耦合器进行组合。可以将耦合器500的输出耦合到带通滤波器412、限幅放大器414和电延迟电路416，以产生供往D触发器400的时钟输入Clk。
另一个可选的构造200c在图6中示出。如图所示，例如，可以在可调延迟236之后将分别与光探测器228、230相关的放大器240、242的反相输出提供给耦合器500。可以将耦合器500的输出耦合到带通滤波器412、限幅放大器414和电延迟电路416，以产生供往D触发器400的时钟输入Clk。为了获得直接时钟恢复架构的最好的高频抖动容忍性能，对于上述构造的任一种而言，从发起时钟路径的点开始的数据路径的电学长度应当等于时钟路径的电学长度。
因而，提供了一种用于差分相移键控调制的光信号的接收机，这种接收机提供了高效和可靠的解调。根据一个方面，提供了一种设备，其包括：解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；耦合到第一和第二电输出的集成的时钟和数据恢复电路，配置所述集成的时钟和数据恢复电路以提供代表所述第一和第二电输出中至少一个的信号电平的信号电平输出；以及控制器，其被配置为响应于所述信号电平输出提供解调器设定信号，用于控制所述第一和第二臂之一的光程长度。还提供了一种稳定解调器的方法，所述解调器被配置为将DPSK格式的光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，所述方法包括：将所述解调器的输出耦合到集成的时钟和数据恢复电路，配置所述集成的时钟和数据恢复电路以提供代表所述第一和第二电输出中至少一个的信号电平的信号电平输出；以及响应于所述信号电平输出提供解调器设定信号，用于控制所述第一和第二臂之一的光程长度。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，其包括：解调器，用于解调光输入信号，所述解调器被配置为将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；用于产生解调器抖动信号的第一抖动电路；被配置为提供解调器设定信号的控制器；组合器，用于将所述解调器抖动信号和所述解调器设定信号组合为解调器控制信号，用于控制所述第一和第二臂之一的光程长度；用于产生解调器抖动参考信号的第二抖动电路；以及误差检测电路，用于响应于反馈信号提供误差信号，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出和所述解调器抖动参考信号中的至少一个的信号电平，所述控制器被配置为响应于所述解调器误差信号提供所述解调器设定信号。还提供了一种稳定解调器的方法，所述解调器被配置为将光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，所述方法包括提供用于产生解调器抖动信号的第一抖动电路；响应于所述解调器抖动信号和解调器设定信号，控制所述第一和第二臂之一的光程长度；提供用于产生解调器抖动参考信号的第二抖动电路；以及响应于反馈信号产生所述解调器设定信号，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出和所述解调器抖动参考信号的至少一个的信号电平。
根据本发明的另一个方面，一种设备包括：可调带通光滤波器，用于接收光输入信号，所述光输入信号具有其上根据DPSK调制格式受到调制的数据；解调器，其被耦合到所述带通滤波器的输出，用于解调所述光输入信号，所述解调器被配置为将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；以及控制器，用于响应于反馈信号提供带通滤波器设定信号，用于控制所述带通滤波器的中心波长，所述反馈信号代表所述第一和第二电输出的信号功率。还提供了一种控制接收机中的带通光滤波器的中心波长的方法，所述接收机用于接收DPSK格式的光信号，所述方法包括：将所述滤波器的输出耦合到解调器，所述解调器被配置为将光信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；提供第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；以及响应于反馈信号提供带通滤波器设定信号，用于控制所述中心波长，所述反馈信号代表所述第一和第二电输出。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，其包括：光放大器，用于放大光信号，所述光信号具有其上根据DPSK调制格式受到调制的数据；带通光滤波器，其被耦合的所述光放大器，用于接收所述光信号；解调器，其被耦合到所述放大器滤波器用于解调所述光信号，所述解调器被配置为将所述光信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；以及控制器，用于响应于反馈信号提供放大器设定信号，用于控制所述放大器的增益，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出中的信号功率。还提供了一种控制接收机中的前置光放大器的增益的方法，所述接收机用于接收DPSK格式的光信号，所述方法包括：将所述放大器的输出耦合到带通光滤波器；将所述滤波器的输出耦合到DPSK解调器，所述DPSK解调器被配置为将光信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；以及响应于反馈信号提供放大器设定信号，用于控制所述增益，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出中的信号功率。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，其包括：光放大器，用于放大光输入信号；解调器，其被耦合到所述放大器，用于解调来自所述光输入信号的数据；FEC解码器电路，其被配置为对所述数据解码并在对所述数据解码的过程中发生故障时提供故障指示符；以及控制器，其被配置为当所述光输入信号的功率电平在预定阈值以下且所述FEC解码器提供所述故障指示符的时候停用所述放大器。还提供了一种针对施加到光信号接收机的光放大器的输入信号中的瞬变进行保护的方法，所述方法包括：监测所述输入信号的功率电平；监测FEC解码器的故障条件，所述解码器用于对所述光信号上调制的数据进行解码；以及当所述功率电平低于预定阈值且指示出所述FEC解码器的故障条件时停用所述光放大器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，其包括：解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；耦合到第一和第二电输出的时钟和数据恢复电路，所述时钟和数据恢复电路被配置为提供代表所述数据的输出；以及耦合在其中一个电输出和时钟和数据恢复电路之间的电延迟电路，所述电延迟电路被配置为相对于另一个电输出提供相应电输出的预定和预设电延迟。还提供了一种补偿接收机中的相关第一和第二光探测器的第一和第二电输出之间的差分延迟的方法，所述接收机用于光信号，所述光信号具有其上根据DPSK调制格式受到调制的数据，所述方法包括：调谐电延迟线的值以补偿所述差分延迟；以及将其值设定为对应于最佳传输性能的值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，其包括：数据路径，其包括：解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据RZ-DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，以及第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；耦合到所述第一和第二电输出的电路，所述电路被配置为响应于时钟输入提供代表所述数据的电输出数据流，所述时钟输入代表与所述数据相关的时钟；以及时钟路径，其将所述数据路径上的信号的一部分耦合到所述电路上作为所述时钟输入。还提供了一种恢复光接收机中的数据的方法，所述光接收机具有数据路径，所述数据路径包括：解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据RZ-DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，以及第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出，所述方法包括：提供耦合到所述第一和第二电输出的电路，所述电路被配置为响应于时钟输入提供代表所述数据的电输出数据流，所述时钟输入代表与所述数据相关的时钟；以及将所述数据路径上的信号的一部分耦合到所述电路上作为所述时钟输入。
这里所描述的实施例仅仅是利用本发明的几个中的一些，这里是通过举例说明的方式而非限制的方式给出的。可以在不实质脱离本发明的精神和范围的情况下作出对于本领域的技术人员来说非常明显的许多其他实施例。

Claims (89)

1.一种设备，包括：
解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；
第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；
耦合到第一和第二电输出的集成的时钟和数据恢复电路，配置所述集成的时钟和数据恢复电路以提供代表所述第一和第二电输出中至少一个的信号电平的信号电平输出；以及
控制器，其被配置为响应于所述信号电平输出提供解调器设定信号，用于控制所述第一和第二臂之一的光程长度。
2.根据权利要求1所述的设备，其中配置所述控制器以控制所述光程长度，获得在所述第一和第二臂所述一个上传播的光相对于在所述第一和第二臂的另一个上传播的光之间的kπ的相位关系，其中k为整数值。
3.根据权利要求1所述的设备，其中配置所述光程长度以响应于所述解调器设定信号和解调器抖动信号而变化。
4.根据权利要求3所述的设备，所述设备还包括误差检测电路，用于响应于所述信号电平输出和解调器抖动参考信号提供误差信号，且其中所述解调器设定信号由所述控制器响应于所述解调器误差信号提供。
5.根据权利要求4所述的设备，其中配置所述控制器以调节所述解调器设定信号，使得所述解调器误差信号最小化。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述误差检测电路包括同步检相器。
7.根据权利要求4所述的设备，所述设备包括用于产生所述解调器抖动信号的第一抖动电路和用于产生所述解调器抖动参考信号的第二抖动电路。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号是分别由所述第一和第二抖动电路响应于公共时钟输入而产生的。
9.根据权利要求7所述的设备，其中所述第二抖动电路被配置为在所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号之间赋予可选的相对相位差。
10.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一和第二抖动电路包括独立的直接数字合成器。
11.根据权利要求3所述的设备，所述设备还包括放大器，配置所述放大器以接收所述解调器抖动信号并响应于所述解调器设定信号的幅度建立所述解调器抖动信号的幅度。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述DPSK格式为RZ-DPSK格式。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述解调器包括Mach-Zehnder解调器。
14.根据权利要求1所述的设备，其中配置所述集成的时钟和数据恢复电路以提供所述信号电平输出的第一和第二个，且其中配置所述控制器用于响应于所述第一和第二信号电平输出提供所述解调器设定信号。
15.一种稳定解调器的方法，所述解调器被配置为将DPSK格式的光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，所述方法包括：
将所述解调器的输出耦合到集成的时钟和数据恢复电路，配置所述集成的时钟和数据恢复电路以提供代表所述第一和第二输出中至少一个的信号电平的信号电平输出；以及
响应于所述信号电平输出提供解调器设定信号，用于控制所述第一和第二臂之一的光程长度。
16.根据权利要求15所述的方法，配置所述解调器设定信号以在传播于所述第一和第二臂的所述一个上的光和传播于所述第一和第二臂的另一个上的光之间建立kπ的相位关系，其中k为整数值。
17.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：
提供解调器抖动信号；以及
将所述解调器抖动信号与所述解调器设定信号组合，用于控制所述光程长度。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括响应于所述信号电平输出和解调器抖动参考信号产生解调器误差信号，且其中所述解调器设定信号是响应于所述解调器误差信号而提供的。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括提供用于产生所述解调器抖动信号的第一抖动电路并提供用于产生所述解调器抖动参考信号的第二抖动电路。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号是分别由所述第一和第二抖动电路响应于公共时钟输入而合成的。
21.根据权利要求17所述的方法，所述方法还响应于所述解调器设定信号的幅度建立所述解调器抖动信号的幅度。
22.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括在所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号之间赋予相位差。
23.根据权利要求15所述的方法，其中配置所述集成的时钟和数据恢复电路以提供所述信号电平输出的第一和第二个，且其中配置所述控制器用于响应于所述第一和第二信号电平输出提供所述解调器设定信号。
24.一种设备，包括：
解调器，用于解调光输入信号，所述解调器被配置为将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；
用于产生解调器抖动信号的第一抖动电路；
被配置为提供解调器设定信号的控制器；
组合器，用于将所述解调器抖动信号和所述解调器设定信号组合为解调器控制信号，用于控制所述第一和第二臂之一的光程长度；
用于产生解调器抖动参考信号的第二抖动电路；以及
误差检测电路，用于响应于反馈信号提供误差信号，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出和所述解调器抖动参考信号中的至少一个的信号电平，所述控制器被配置为响应于所述解调器误差信号提供所述解调器设定信号。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号是分别由所述第一和第二抖动电路响应于公共时钟输入而产生的。
26.根据权利要求24所述的设备，其中所述第二抖动电路被配置为在所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号之间赋予可选的相位差。
27.根据权利要求24所述的设备，其中所述第一和第二抖动电路包括独立的直接数字合成器。
28.根据权利要求24所述的设备，所述设备还包括放大器，其被配置以接收所述解调器抖动信号并响应于所述解调器设定信号的幅度建立所述解调器抖动信号的幅度。
29.根据权利要求24所述的设备，其中所述误差检测电路包括同步检相器。
30.根据权利要求24所述的设备，其中所述解调器包括Mach-Zehnder解调器。
31.一种稳定解调器的方法，所述解调器被配置为将光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，所述方法包括：
提供用于产生解调器抖动信号的第一抖动电路；
响应于所述解调器抖动信号和解调器设定信号，控制所述第一和第二臂之一的光程长度；
提供用于产生解调器抖动参考信号的第二抖动电路；以及
响应于反馈信号产生所述解调器设定信号，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出和所述解调器抖动参考信号的至少一个的信号电平。
32.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括在所述解调器抖动信号和所述解调器抖动参考信号之间赋予相位差。
33.根据权利要求31所述的方法，其中所述第一和第二抖动电路包括独立的直接数字合成器。
34.根据权利要求31所述的方法，所述方法还响应于所述解调器设定信号的幅度建立所述解调器抖动信号的幅度。
35.根据权利要求31所述的方法，所述解调器包括Mach-Zehnder解调器。
36.一种设备，包括：
可调带通光滤波器，用于接收光输入信号，所述光输入信号具有其上根据DPSK调制格式受到调制的数据；
解调器，其被耦合到所述带通滤波器的输出，用于解调所述光输入信号，所述解调器被配置为将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；
第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；以及
控制器，用于响应于反馈信号提供带通滤波器设定信号，用于控制所述带通滤波器的中心波长，所述反馈信号代表所述第一和第二电输出的信号功率。
37.根据权利要求36所述的设备，其中配置所述控制器以提供所述带通滤波器设定信号，以将所述中心波长与所述光信号的波长对准。
38.根据权利要求36所述的设备，其中配置所述中心波长以响应于所述带通滤波器设定信号和带通滤波器抖动信号而变化。
39.根据权利要求38所述的设备，所述设备还包括误差检测电路，用于响应于所述反馈信号和带通滤波器抖动参考信号提供带通滤波器误差信号，且其中所述带通滤波器设定信号是由所述控制器响应于所述带通滤波器误差信号而提供的。
40.根据权利要求39所述的设备，其中配置所述控制器以调节所述带通滤波器设定信号，使所述带通滤波器误差信号最小化。
41.根据权利要求39所述的设备，其中所述误差检测电路包括同步检相器。
42.根据权利要求39所述的设备，所述设备包括用于产生所述带通滤波器抖动信号的第一抖动电路和用于产生所述带通滤波器抖动参考信号的第二抖动电路。
43.根据权利要求42所述的设备，其中所述带通滤波器抖动信号和所述带通滤波器抖动参考信号分别由所述第一和第二抖动电路响应于公共时钟输入产生。
44.根据权利要求42所述的设备，其中所述第二抖动电路被配置为在所述带通滤波器抖动信号和所述带通滤波器抖动参考信号之间赋予可选的相对相位差。
45.根据权利要求42所述的设备，其中所述第一和第二抖动电路包括独立的直接数字合成器。
46.根据权利要求36所述的设备，其中所述DPSK格式为RZ-DPSK格式。
47.根据权利要求36所述的设备，其中所述解调器包括Mach-Zehnder解调器。
48.一种控制接收机中的带通光滤波器的中心波长的方法，所述接收机用于接收DPSK格式的光信号，所述方法包括：
将所述滤波器的输出耦合到解调器，所述解调器被配置为将光信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；
提供第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；以及
响应于反馈信号提供带通滤波器设定信号，用于控制所述中心波长，所述反馈信号代表所述第一和第二电输出。
49.根据权利要求48所述的方法，所述方法还包括：
提供带通滤波器抖动信号；以及
组合所述带通滤波器抖动信号与所述带通滤波器设定信号，用于控制所述中心波长。
50.根据权利要求49所述的方法，所述方法还包括响应于所述反馈信号和带通滤波器抖动参考信号产生带通滤波器误差信号，且其中所述带通滤波器设定信号是响应于所述带通滤波器误差信号提供的。
51.根据权利要求50所述的方法，所述方法还包括提供用于产生所述带通滤波器抖动信号的第一抖动电路和提供用于产生所述带通滤波器抖动参考信号的第二抖动电路。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述带通滤波器抖动信号和所述带通滤波器抖动参考信号分别由所述第一和第二抖动电路响应于公共时钟输入合成。
53.根据权利要求48所述的方法，其中提供带通滤波器设定信号以使所述中心波长与所述光信号的波长对准。
54.一种设备，包括：
光放大器，用于放大光信号，所述光信号具有其上根据DPSK调制格式受到调制的数据；
带通光滤波器，其被耦合到所述光放大器，用于接收所述光信号；
解调器，其被耦合到所述放大器滤波器用于解调所述光信号，所述解调器被配置为将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；以及
控制器，用于响应于反馈信号提供放大器设定信号，用于控制所述放大器的增益，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出中的信号功率。
55.根据权利要求54所述的设备，所述设备还包括第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出，且其中所述反馈信号代表所述第一和第二电输出中的直流偏置。
56.根据权利要求54所述的设备，其中所述控制器被配置为调节所述放大器增益以将所述信号功率维持在恒定水平。
57.根据权利要求54所述的设备，其中所述放大器包括掺铒光纤放大器。
58.根据权利要求54所述的设备，其中所述DPSK格式为RZ-DPSK格式。
59.根据权利要求54所述的设备，其中所述解调器包括Mach-Zehnder解调器。
60.一种控制接收机中的前置光放大器的增益的方法，所述接收机用于接收DPSK格式的光信号，所述方法包括：
将所述放大器的输出耦合到带通光滤波器；
将所述滤波器的输出耦合到DPSK解调器，所述DPSK解调器被配置为将光信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；以及
响应于反馈信号提供放大器设定信号，用于控制所述增益，所述反馈信号代表所述第一和第二光输出中的信号功率。
61.根据权利要求60所述的方法，所述方法还包括提供第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出，所述反馈信号代表所述第一和第二电输出中的直流偏置。
62.根据权利要求60所述的方法，其中提供所述放大器设定信号以控制所述放大器增益以将所述信号功率维持在恒定水平。
63.一种设备，包括：
光放大器，用于放大光输入信号；
解调器，其被耦合到所述放大器，用于解调来自所述光输入信号的数据；
FEC解码器电路，其被配置为对所述数据解码并在对所述数据解码的过程中发生故障时提供故障指示符；以及
控制器，其被配置为当所述光输入信号的功率电平在预定阈值以下且所述FEC解码器提供所述故障指示符的时候停用所述放大器。
64.根据权利要求63所述的设备，其中所述放大器包括掺铒光纤放大器。
65.根据权利要求63所述的设备，其中所述故障指示符代表帧失调(OOF)故障。
66.根据权利要求63所述的设备，其中所述解调器包括Mach-Zehnder解调器。
67.根据权利要求63所述的设备，其中进一步配置所述控制器，用于在所述功率电平增大到所述预定阈值以上时启用所述放大器。
68.一种针对施加到光信号接收机的光放大器的输入信号中的瞬变而加以保护的方法，所述方法包括：
监测所述输入信号的功率电平；
监测FEC解码器的故障条件，所述解码器用于对所述光信号上调制的数据进行解码；以及
当所述功率电平在预定阈值以下且指示出所述FEC解码器的故障条件时，停用所述光放大器。
69.根据权利要求68所述的方法，其中所述放大器包括掺铒光纤放大器。
70.根据权利要求68所述的方法，其中所述故障条件为帧失调(OOF)故障条件。
71.根据权利要求68所述的方法，所述方法还包括当所述功率电平增大到所述预定阈值以上时启用所述放大器。
72.一种设备，包括：
解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；
第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；
耦合到第一和第二电输出的时钟和数据恢复电路，所述时钟和数据恢复电路被配置为提供代表所述数据的输出；以及
耦合在所述第一电输出和所述时钟和数据恢复电路之间的电延迟电路，所述电延迟电路被配置为提供所述第一电输出相对于所述第二电输出的电延迟。
73.一种补偿接收机中的相关第一和第二光探测器的第一和第二电输出之间的差分延迟的方法，所述接收机用于光信号，所述光信号具有其上根据DPSK调制格式受到调制的数据，所述方法包括：
调谐电延迟线的值以补偿所述差分延迟；以及
将所述电延迟线耦合到所述第一和第二输出之一。
74.根据权利要求73所述的方法，其中所述的调谐所述电延迟线的所述值是在所述的将所述电延迟线耦合到所述第一和第二输出的所述一个之前执行的。
75.根据权利要求73所述的方法，其中所述的调谐所述电延迟线的所述值是在所述的将所述电延迟线耦合到所述第一和第二输出的所述一个之后执行的。
76.一种设备，包括：
数据路径，其包括：
解调器，用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据RZ-DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出，以及
第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出；
耦合到所述第一和第二电输出的电路，所述电路被配置为响应于时钟输入提供代表所述数据的电输出数据流，所述时钟输入代表与所述数据相关的时钟；以及
时钟路径，其将所述数据路径上的信号的一部分耦合到所述电路上作为所述时钟输入。
77.根据权利要求76所述的设备，其中所述时钟路径耦合在通往所述解调器的输入和所述时钟输入之间。
78.根据权利要求76所述的设备，其中时钟路径被耦合到所述数据路径，用于接收所述第一电输出的一部分和所述第二电输出的一部分。
79.根据权利要求76所述的设备，其中配置第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第三电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第四电输出，且其中所述时钟路径被耦合到所述数据路径，用于接收所述第三和第四电输出。
80.根据权利要求76所述的设备，其中所述时钟路径包括用于向所述信号的所述部分赋予可调延迟的电延迟电路。
81.根据权利要求76所述的设备，其中所述时钟路径包括带通滤波器。
82.根据权利要求76所述的设备，其中所述时钟路径包括限幅放大器。
83.根据权利要求76所述的设备，其中所述电路包括D触发器。
84.一种恢复光接收机中的数据的方法，所述光接收机具有数据路径，所述数据路径包括：解调器，所述解调器用于解调光输入信号，所述光输入信号具有其上根据RZ-DPSK调制格式而被调制的数据，配置所述解调器以将所述光输入信号分到第一和第二臂上并提供第一和第二光输出；以及第一和第二光探测器，配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第一电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第二电输出，所述方法包括：
提供耦合到所述第一和第二电输出的电路，所述电路被配置为响应于时钟输入提供代表所述数据的电输出数据流，所述时钟输入代表与所述数据相关的时钟；以及
将所述数据路径上的信号的一部分耦合到所述电路上作为所述时钟输入。
85.根据权利要求84所述的方法，其中所述耦合包括将通往所述解调器的输入的一部分耦合到所述电路作为所述时钟输入。
86.根据权利要求84所述的方法，其中所述耦合包括将所述第一电输出的一部分和所述第二电输出的一部分耦合到所述电路作为所述时钟输入。
87.根据权利要求84所述的方法，其中配置所述第一光探测器用于响应于施加到其上的所述第一光输出提供第三电输出，配置所述第二光探测器用于响应于施加到其上的所述第二光输出提供第四电输出，且其中所述耦合包括将所述第三和第四电输出的至少一部分耦合到所述电路作为所述时钟输入。
88.根据权利要求84所述的方法，所述方法还包括向所述信号赋予可调延迟。
89.根据权利要求84所述的方法，其中所述电路包括D触发器。
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