CN102067486A - 用于设置xpsk发送机的相位调制的定时的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于设置光学发送机内的目标相位调制器的相位调制的定时的方法，该光学发送机执行2n阶相移键控，n是等于或大于2的自然数。该方法设有以下步骤：向光学发送机馈送特定模式，以允许xPSK发送机根据特定模式来发射光学载波；通过延迟干涉仪来接收光学载波；将从延迟干涉仪的相长输出和相消输出发射的一对光信号转换成电信号；检测电信号的峰峰值；并且设置目标相位调制器的相位调制的定时以使得电信号的峰峰值最小。

Description

用于设置XPSK发送机的相位调制的定时的方法和系统
技术领域
本发明一般地涉及发射利用高阶相移键控(xPSK)调制的光信号的光学发送机，更具体地，涉及x阶的xPSK光学发送机内的相位调制的定时控制，其中x等于或大于4。
背景技术
光学子模块被设置在光学通信系统中，并被用来将光信号发射到传输介质中。发射如下光信号的光学子模块可以称为发送机：所述光信号隐藏(withhold)了在子模块的输入接口处应用的电数据模式(electrical data pattern)的信息。具有接收光信号并将其信息转换成电信号这样的部分的光学子模块可以称为接收机。具有称为发送机的一部分并且具有称为接收机的另一部分的光学子模块可以称为应答器(transponder)。
发送机可以使用若干调制格式选项来将电数据的信息印刻(imprint)在光信号上。一种调制格式是相移键控。利用xPSK，信息被印刻在光学载波的每个符号的相位上。信息映射到的离散相位级别的数目可以称为PSK调制的阶数。一个示例是二进制PSK调制，其也可以称为2阶PSK调制或2PSK。另一示例是正交相移键控(QPSK)，其也可以称为4阶PSK或4PSK。对于QPSK，一个符号具有4个可能的相位值(弧度0、π、π/2、3π/2，以2π为模)，因此将两比特二进制数据映射到光信号的一个符号上。
阶数等于或高于4的xPSK调制可以称为高阶xPSK调制。对于高阶xPSK调制，光信号的每个符号具有多于两个的状态。因此，光信号的每个符号隐藏了多于一个比特的二进制电信息的信息。因此，高阶xPSK发送机的输入二进制电数据的比特率和由该发送机发射的光信号的符号率将是不同的。在比特周期和符号周期方面也是如此。
一种特定形式的xPSK调制是x阶差分相移键控(DxPSK)，其中，数据信息不是被直接映射到光信号的相位级别上，而是被映射到光信号的连续符号的相位之间的差上。相同阶数的xPSK发送机和DxPSK发送机之间的区别在于信息的映射。然而，发送机的其它方面，包括光信号的调制，可以是相同的。因此，当没有指定数据映射方法时，DxPSK发送机可以称为xPSK发送机。
对于高阶xPSK发送机，信息被映射到多于两个的相位值上。对于这些发送机，存在三种相位调制方案。在第一方案中，一个单独的调制器设备印刻所有可能的相位值。并行调制器通常包括若干并行臂(arm)，输入光学载波被耦合到并行臂上，由每个臂独立地进行相位调制，依赖于臂被偏移固定的相位量，并被混合。所产生的调制相位是每个臂的相位向量的向量总和。该方案具有整合的优点，但是，这些设备难以制造，并且由于需要较高的幅度所以电压驱动并不平常。在第二方案中，连续相位调制器顺次调制连续光学载波的相位。每个调制器可以在载波上印刻两个不同相位并且通过调制器调制的光传播到接下去的调制器。最后，已经被每个相位调制器顺次调制的光学载波被发射到传输介质中。所产生的调制相位是每个调制器的调制相位的标量总和。该方案使调制器数目成倍增加但是其优势在于使用具有平常电压驱动的简单设备。第三方案是第一方案和第二方案的混合方案。根据第一方案执行相位调制的发送机可以称为并行xPSK发送机。根据第二方案或第三方案执行相位调制的发送机可以称为串行xPSK发送机。对于并行xPSK调制器，调制器的每个臂都必须由与一个二进制数据集合对应的电压来驱动。对于串行xPSK调制，必须为每个相位调制器实现与一个二进制数据集合对应的驱动电压。如果二进制数据的编码是在发送机外部执行的并且如果发送机具有调制器驱动方案所需要的针对每个二进制数据集合的输入，则在发送机上不需要另外的编码。否则，在发送机上实现编码器，其确定每个调制器或调制器的每个臂所要调制的相位并且相应地分派电压。
在串行高阶xPSK发送机的情况中，希望由每个调制器顺次印刻的相位与传播至调制器的光信号相同步。因此，一旦相位信号已被第一相位调制器印刻到了光学载波上，每个接下来的相位调制器处的相位调制的定时就被设置为使得与接下来的调制器所要印刻的相位对应的电数据信号和传播至该调制器的光之间的时间差为零。如果时间差的绝对值大于一个符号周期，则所印刻的相位不再对应映射数据所需要的相位，并且发射的光信号的信息被破坏。如果时间差的绝对值小于一个符号周期但不是零，则所印刻的相位信息是正确的但是从理想相位偏移的印刻相位对传输之后进行解调的信号的误比特率(BER)有直接影响。同样，对于并行xPSK发送机，希望通过调制器的各个臂调制的光符号被混合时，它们的定时相互匹配。因此，希望每个二进制模式传播至对应的臂的时间和通过对应的臂调制的每个调制光符号传播至混合点的时间相互匹配。如果时间差的绝对值大于一个符号周期，则所印刻的相位不再对应映射数据所需要的相位并且发射的光信号的信息被破坏。如果时间差的绝对值小于一个符号周期但不是零，则所印刻的相位信息是正确的，但是从理想相位偏移的印刻相位对传输之后解调信号的BER有直接影响。
改变定时差的方式有：通过改变光学路径的折射率或长度，来改变串行调制的连续相位调制器之间的光学路径的长度，或者改变并行调制的调制器的每个臂上的光学路径的长度；例如使用电相位偏移器，来改变数据传播到用于串行调制的连续相位调制器，或传播到用于并行调制的调制器的每个臂，的电路径的长度；使用缓冲器将二进制模式延迟对于每个二进制数据流不同的二进制比特数；以及使用以上方式的任意组合。
精确地设计和制造串行高阶发送机可以提供良好的定时匹配；然而，没有方式可以保证高符号率的符号周期内的匹配。此外，没有方式可以优化定时。另外，对于更高速应用，对于恒定调制格式，符号周期减小，因此，必须以恒定的信号质量更精确地设置由每个相位调制器执行的相位调制的定时。此外，通过为到用于串行调制的每个相位调制器或到并行调制器的每个臂的电路径设计不同长度，可能需要或者可以放松发送机的设计约束。因此，希望仔细地校准调制的定时。
当制造、校准或设置串行高阶xPSK发送机的参数时，希望在最初的一个相位调制器之后的每个相位调制器的相位调制的定时被设置在发送机的符号周期内，以使得印刻在发射的光学载波上的信息是正确的。优化发送机的发送特征需要进一步设置定时。
当制造、校准或设置并行高阶xPSK发送机的参数时，希望每一个臂的相位调制的定时被设置在发送机的符号周期内，以使得印刻在发射的光学载波上的信息是正确的。优化发送机的发送特征需要进一步设置定时。
当发送机的波长是可调谐的时，改变发射波长将改变发送机内光信号的光学路径。因此，希望与波长的改变相应地设置定时。
已经提出了用于设置xPSK(或DxPSK)发送机内的相位调制的定时的各种方法。日本早期公开专利申请No.JP-P2007-43638A公开了一种用于设置并行RZ-DQPSK(归零QPSK)发送机的相位调制定时的技术。在该发送机中，频率为f0的低频信号被添加到每个调制器臂的驱动电压，并且输出光信号的2f0频率分量被光电检测器和带通滤波器(或低通滤波器)检测到。这些调制器臂之一结合了相位偏移器，并且相位偏移器的相位偏移响应于输出光信号的2f0频率分量被控制。
日本早期公开专利申请No.JP-P2007-82094A还公开了一种用于设置并行RZ-DQPSK(归零QPSK)发送机的相位调制的定时的技术。在该发送机中，通过使用光电检测器和带通滤波器(或低通滤波器)来检测输出光信号中与其符号频率和谐振频率不同的预定频率范围中的频率分量。调制臂中的相位偏移器的相位偏移响应于检测到的频率分量被控制。日本早期公开专利申请No.JP-P2007-329886公开了一种类似技术，其中，每个调制臂的相位调制定时，而不是相位偏移器的相位偏移，响应于输出光信号中在与其符号频率和谐振频率不同的预定频率范围中的频率分量被控制。
此外，在Wu et al.，“Experimental Synchronization Monitoring of I/QMisalignment and Pulse Carving Misalignment in 20-Gbit/s RZ-DQPSK DataGeneration”(20-Gbit/s RZ-DQPSK数据生成中的I/Q失准和脉冲刻划失准的试验同步监测)，ECOC 2007，paper 3.5.5中，提出了可以用来设置并行QPSK发送机的调制定时的方法。然而，该方法不能用于设置串行发送机的调制定时。此外，该方法在定时上具有限于一个符号的狭窄调谐范围。
另外，在Wu et al.，“Experimental Synchronization Monitoring of I/Q Dataand Pulse-Carving Temporal Misalignment for a Serial-Type 80-Gbit/sRZ-DQPSK Transmitter”(串行80-Gbit/s RZ-DQPSK发送机的I/Q数据和脉冲刻划时间失准的实验同步监测)，OFC 2008 paper OTuG2中，提出另一种可用于设置串行4PSK发送机的调制定时的方法。然而该方法在定时上具有限于一个符号的狭窄调谐范围，并且需要光谱分析仪，而光谱分析仪是庞大并且昂贵的测量设备。
日本早期公开专利申请No.JP-P2008-48150A公开了一种用于检测和调节光学接收机内的延迟干涉仪的延迟和增益失配的技术。在该技术中，延迟干涉仪的差分输出光信号被差分光电检测器对检测到并且差分光电检测器对的输出用谱分析仪来分析。
然而，在高阶xPSK发送机内的相位调制的定时设置的配置简单度、调谐范围和速度上尚有提高的空间。需要能够既可以用于串行高阶xPSK发送机又可以用于并行高阶xPSK发送机的简单、快速、宽范围的相位调制定时设置。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于设置和优化以比一个符号周期宽的调谐范围执行的相位调制的定时的并且对于串行和并行高阶xPSK发送机两者都有效的简单快速的方法和紧致不那么昂贵的系统。
在本发明的一个方面中，一种方法设有以下步骤：设置光学发送机内的目标相位调制器的相位调制的定时，该光学发送机执行阶数等于或高于4的相移键控。该设置步骤包括：向光学发送机馈送特定模式以允许xPSK发送机根据该特定模式来发射光学载波；通过延迟干涉仪接收光学载波；将从延迟干涉仪发射的光信号转换成电信号；检测电信号的峰峰值。目标相位调制器的相位调制的定时被设置以使电信号的峰峰值最小。
在本发明的另一个方面中，一种执行阶数等于或高于4的相移键控的光学发送机，设置了xPSK调制器、延迟干涉仪、光电检测器、峰峰检测器和反馈电路。xPSK调制器包括调制光学载波的多个相位调制器。延迟干涉仪被配置为接收光学载波的部分或全部。光电检测器将从延迟干涉仪发射的光信号转换成电信号。峰峰检测器检测电信号的峰峰值。反馈电路适于响应于峰峰值来设置由这些相位调制器中的一个目标相位调制器执行的相位调制的定时。
在本发明的又一方面中，一种光应答器，设置了：阶数等于或高于4的xPSK调制器、解调器、峰峰检测器和反馈电路。xPSK调制器包括多个相位调制器。该解调器包括：适于接收由xPSK调制器发射的光学载波的部分或全部的多个延迟干涉仪；以及将分别从延迟干涉仪接收的光信号转换成电信号的多个光电检测器。该峰峰检测器检测这些电信号中的一个电信号的峰峰值。反馈电路适于响应于峰峰值来设置由这些相位调制器中的一个目标相位调制器执行的相位调制的定时。
附图说明
从以下结合附图的描述中，本发明的以上和其它优点和特征将更加明显，其中：
图1是根据本发明的串行DxPSK发送机的示例性配置的示意图；
图2是根据本发明的并行DxPSK发送机的示例性配置的示意图；
图3是P符号延迟干涉仪的示例性配置的示意图；
图4A是根据本发明的串行DxPSK发送机的另一示例性配置的示意图；
图4B是根据本发明的串行DxPSK发送机的又一示例性配置得示意图；
图5是根据本发明的串行DxPSK发送机的又一示例性配置的示意图；
图6是根据本发明的结合了串行DxPSK发送机和DxPSK接收机的应答器的示例性配置的示意图；
图7是根据本发明的结合了并行DxPSK发送机和DxPSK接收机的应答器的示例性配置的示意图；
图8是根据本发明的串行DQPSK发送机的示例性配置的示意图；
图9是根据本发明的结合了串行DQPSK发送机和DQPSK接收机的应答器的示例性配置的示意图；
图10是基于与两对平衡光电检测器连接的两个一符号延迟干涉仪的DQPSK解调器的示例性配置的示意图；
图11是根据本发明的并行DQPSK发送机的示例性配置的示意图；
图12是根据本发明的结合了并行DQPSK发送机和DQPSK接收机的应答器的示例性配置的示意图；
图13是可用于利用本发明来优化定时的示例性算法的流程图；以及
图14是由用于串行DQPSK发送机和并行DQPSK发送机的峰峰检测电路检测到的峰峰特征的变化的数值仿真。
具体实施方式
图1是本发明的一个示例性实施例中阶数为4或高于4的示例性xPSK发送机100的示意图。系统10是光学子模块，系统30是控制系统30，组件41和42分别是分路器和耦合器。该子模块、系统30以及组件41和42都可以集成到串行xPSK发送机100上。
可替换地，可以认为该子模块是独立的串行xPSK发送机并且系统30以及组件41和42是用于设置子模块10的调制定时的外部装置。
子模块10发射利用调制阶数x是2n的高阶相移键控(xPSK)调制的光信号37，其中n严格大于2。控制系统30适于监测光信号37并且响应于光信号37来提供子模块10中的相位调制定时的设置。在该实施例中，在子模块10中的相位调制定时被设置时，分路器41和耦合器42将光信号37的一部分馈送至控制系统30的输入端口。在可替换实施例中，分路器41和耦合器42可以用光学开关来替换。在该情况中，当子模块10中的相位调制定时被设置时，光学开关将光信号37的全部馈送至控制系统30的输入端口。
串行xPSK子模块10设有激光器11，一组串联连接的相位调制器12、13-1至13-m(形成群组28)，编码器14，一组驱动器15、16-1至16-m以及一组可调谐相位偏移器17-1至17-m，其中m是n-1，m是大于或等于1的自然数。
激光器11是发射具有用于光通信的波长的连续载波光的光源。相位调制器12和13-1至13-m的群组28调制由激光器11发射的光学载波的相位。相位调制器12被用作相位基准，因此相位调制器12也可以称为基准相位调制器12。相位调制器13-1至13-m是要根据基准相位调制器12被正确地设置相位调制定时的目标调制器。
编码器14接收二进制数据模式31并且将二进制数据模式31变换成分别通过电路径32和33-1至33-m发送至驱动器15和16-1至16-m的电信息信号。驱动器15和16-1至16-m将驱动电压分别通过电路径34和35-1至35-m馈送至相位调制器12和13-1至13-m，从而分别驱动相位调制器12和13-1至13-m。相位调制器12和13-1至13-m根据驱动电压将二进制数据模式31的信息印刻在光信号37上。
可调谐相位偏移器17-1至17-m被置于在编码器14和相位调制器13-1至13-m之间的电信号的电路径33-1至33-m上，相位调制器13-1至13-m将被设置相位调制定时。可调谐相位偏移器17-1至17-m可以基于机械调谐、电压调谐或者电-机械调谐。
控制系统30设有P符号延迟干涉仪(DI)51、平衡光电检测器52、峰峰检测电路51和反馈电路62。P符号延迟干涉仪51的输入端口连接到耦合器42的输出端口以接收输入光信号71。延迟干涉仪51的相长输出和相消输出都连接到平衡光电检测器52，以将来自延迟干涉仪51的输出端口的输出光信号72和73转换成电信号74。峰峰检测电路61检测电信号74的峰峰特征。在该示例性实施例中，电信号74是电压信号，并且峰峰检测电路61检测电信号74的峰峰电压。反馈电路62调谐可调谐相位偏移器17-1至17-m。
在可替换实施例中，如图2中所示，用子模块20取代子模块10。除了相位调制器12和13-1至13-m以及对应的相位偏移元件19-1至19-m被嵌套在并行xPSK调制器29的(m+1)个并行臂上以外，子模块20的配置与子模块10的配置相似。相位偏移元件19-1至19-m通常是较长的光学路径或者是具有较高折射率的光学路径部分。其上嵌套基准相位调制器12的并行臂可以称为基准臂。详细而言，由激光器11发射的光信号通过波束分离器18被分发给各个调制器臂。各个臂的光学载波通过定向耦合器21被重新组合并通过子模块20的输出端口被发射。
顺便提及，子模块20、控制系统30以及组件41和42可以集成到xPSK发送机100上。可替换地，可以认为子模块20是独立的并行xPSK发送机并且系统30以及组件41和42是用于设置20内的调制定时的外部装置。
图3是示出基于Mach-Zehnder结构的P符号延迟干涉仪51的示例性配置的示意图。接收的光信号71通过波束分离器81被分发给干涉仪51的两个光学路径。这些路径在定向耦合器85处被重新组合。可以称为较长臂的第一路径包括P符号延迟部件84。可以称为较短臂的第二路径包括可调节延迟部件：响应于接收的光信号71的波长来调谐第二路径的延迟的谐部件82；和用于将输出光信号72或73的强度最大值偏移至某一相位值的相位调节部件83。输出光信号72和73分别从干涉仪51的相长输出和相消输出发射并被馈送至平衡光电检测器52。
在该示例性实施例中，提供一种用于设置相位调制器13-1至13-m的相位调制定时的改进方法，其既适用于图1中所示的串行xPSK发送机也适用于图2中示出的并行xPSK发送机。
在设置相位调制器13-1至13-m中一个目标相位调制器(以下，也可以称为目标相位调制器13-z)的相位调制定时时，使用特定模式作为用于子模块10中的串行xPSK调制或用于子模块20中的并行xPSK调制的二进制数据模式31。由子模块10或20发射的光学载波行经通过延迟干涉仪51来将符号之间的相位差转换成幅度差。然后，利用平衡光电检测器52接收光载波以将光学信号转换成电信号74并且使用电信号74的峰峰特征来设置目标相位调制器13-z的相位调制定时。
该特定模式被精确定义，以使得峰峰特征依赖于目标相位调制器13-z的定时并且使得峰峰值对于完美的定时设置是最小的。使用随机模式或违反用于二进制数据模式31的特定模式的定义的模式产生使得无法设置相位调制定时的峰峰特征。为了使能该属性，如下仔细地选择特定模式：
特定模式的属性：
属性1：
特定模式被确定为使得可以在由目标相位调制器13-z执行的相位调制的定时的整个调谐范围上得到峰峰特征的唯一最小值。
属性2：
特定模式被确定为使得分隔固定数目的符号的符号之间的相位差通过延迟干涉仪51被正确转换成幅度信息。因此，延迟干涉仪51的延迟是所述固定数目的符号。在该情况中，电信号74的峰峰特征(在该示例性实施例中，电信号74的峰峰电压)反映由子模块10或20发射的分隔固定数目的符号的光学载波符号之间的相位差。
属性3：
特定模式被选择为使得在相位调制定时的完美匹配的情况中，符号之间的相位差限制于在经过延迟干涉仪51之后导致相同幅度的一个值或两个值。实际上，不全等的三个相位值在经过延迟干涉仪51之后导致至少两个幅度值。这意味着在定时完美匹配的情况中，要么是符号之间的相位差是恒定的，要么是由对应于延迟干涉仪51的相长干涉的符号间相位差和对应于延迟干涉仪51的相消干涉的符号间相位差所形成的轴对于这个符号间相位差集合而言是对称轴。在该情况中，两种相位差值在轴上具有相同投影点。
属性4：
仅在由目标相位调制器13-z执行的相位调制的定时的完美匹配情况中所获得的符号间相位差与光学载波经过延迟干涉仪51之后的单个幅度值相对应。这意味着，对于定时的非完美匹配，符号间相位差不是恒定的(子属性4-A)并且对于这个符号间相位差集合而言轴不是对称轴(子属性4-B)。
如果特定模式具有上述属性，则电信号74的峰峰特征对于定时完美匹配表现最小绝对值。其它模式不能使得可以根据峰峰特征来设置由目标相位调制器13-z执行的相位调制的定时。
以下是根据这些属性的特定模式的正式定义：
在发送机100中，除了目标相位调制器13-z以外还存在m个相位调制器，其中，m是等于或大于1的自然数。应当注意，这m个相位调制器包括基准相位调制器12。将被设置相位调制定时的目标相位调制器13-z将光学载波的相位偏移0或2π/h弧度。当目标相位调制器13-z被嵌套在并行调制器29的一个臂上时，h可以取作h＝4或h＝-4。当目标相位调制器13-z是串联连接的调制器28内的相位调制器时，h由目标相位调制器13-z所要执行的相位调制确定，并且h＞2。集合Φ被定义为容许由基准调制器12和已被设置调制定时的相位调制器13-1至13-m印刻到光学载波的相位状态集合。这不包括当前被设置调制定时的调制器13-z。在相位调制器的调制定时都未被设置的情况中，Φ被定义为是容许由基准相位调制器12印刻到光学载波上的相位状态集合。0弧度总是集合Φ的一部分，这是因为Φ中的任意相位状态都可以用作基准。集合Φ中输出光信号的状态具有恒定幅度。
具有N个二进制符号的模式被用作特定模式，其信息被印刻到光学载波上。这对应于具有A个符号的模式，其中，N＝n·A，其中n是调制阶数的基2对数。
Figure BPA00001279335200111
表示在由目标相位调制器13-z执行的调制的定时的完美匹配情况中由子模块10或20发射的光学载波的第i个符号的相位。相位
Figure BPA00001279335200112
根据被映射到第i个符号的二进制比特集合被印刻。
Figure BPA00001279335200113
表示由(除了目标相位调制器13-z以外的)m个相位调制器印刻到光学载波的第i个符号上的相位，并且
Figure BPA00001279335200114
表示由将被设置相位调制的定时的目标相位调制器13-z印刻到光学载波的第i个符号上的相位。保持以下等式成立：
Figure BPA00001279335200115
注意，如果自然数i和1模A同余，则表示为：
Figure BPA00001279335200116
以及
Figure BPA00001279335200118
这对应于相同符号但在具体模式的不同复本上的情况。对于任意自然数b，我们定义相位状态集合：
Figure BPA00001279335200119
这对应于当特定模式被发送时，由子模块10或20发射的相距b个符号的符号之间的相位差。Θ(b)中的光信号状态具有恒定幅度。
如下选择特定模式：
1.选择特定模式的长度A使得特定模式的持续时间比由目标相位调制器13-z执行的相位调制的定时的设置范围更长；这对应于属性1。
2.存在严格小于A的唯一非零自然数P和在Φ中的两个相位状态φ1和φ2，简并(degeneracy)情形φ1＝φ2是可能的，定义具有两个不同相位状态的集合ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}使得
Figure BPA00001279335200121
并且
Figure BPA00001279335200122
这对应于属性2和属性3，其中由延迟干涉仪51的相长干涉的相位及其反相位形成的轴是Θ(P)的对称性的轴。
3.另外，我们将分隔P个符号的符号之间的相位差定义为
Figure BPA00001279335200123
其中，P在之前的条件中被定义，并且
Figure BPA00001279335200124
Ψ(i，j)等于当相位调制的定时被延迟i个符号周期时对第j个符号的相位差。
对于严格小于A的任意非零自然数i，对应于子属性4-A的下式成立：
Figure BPA00001279335200125
另外，对应于子属性4-B的下式成立：
如果集合Θ(P)具有两个相位值元素，则集合ΘMAX和集合Θ(P)相等。在该情况中，由相位(φ1+φ2+2π/h)/2及其反相位形成Θ(P)的对称性轴，在该轴上，Θ(P)的两个值仅有一个投影。这种情况总是有效的。如果集合Θ(P)仅有一个相位值元素，即(φ1+2π/h)，则由该相位值及其反相位形成Θ(P)的对称性的轴。在该情况中，必须选择P以使得P个符号周期比由目标相位调制器13-z执行的相位调制定时的调谐范围宽。相应地，特定模式必须比P个符号长。
此外，当特定模式被应用于编码器14时，还未被设置定时和没有正被设置定时的所有相位调制器13-1至13-m仅引起恒定相位偏移。在并行xPSK调制器29的一个臂被设置的情况中，如果并行xPSK调制器29具有多于两个的臂，则除了正被设置的臂和基准臂以外的所有臂都必须被设置为使得在这些臂上光信号被关闭。在该情况中，如果这些臂具有Mach-Zehnder调制器，则这可以通过将Mach-Zehnder调制器电压设置为Vπ(即与Mach-Zehnder内的相消干涉相对应的电压)来完成。此外，如果这些臂每一个都具有光闸(shutter)设备，则这可以通过使用该光闸设备来完成。
由子模块10或20发射的光被部分或全部地导向P符号延迟干涉仪51，其中P在以上描述的模式条件中被定义。延迟干涉仪51的较短臂具有由Θ(P)对称性轴定义的相位的附加相位偏移，在该轴上，Θ(P)仅具有一个投影。在集合Θ(P)具有两个不同元素的情况中，附加相位偏移是(φ1+φ2+2π/h)/2弧度模π弧度，其中，φ1和φ2在以上描述的模式条件中被定义。
由调制器10或20发射的光信号在通过延迟干涉仪51之后被平衡光电检测器52转换成电信号74。峰峰检测电路61检测电信号74的峰峰幅度，该峰峰幅度与模式信息相对应。特定模式的定义的第二个条件确保当相位调制的定时被完美地设置时，峰峰幅度是最小的。特定模式的定义的第三个和第四个条件确保在定时的设置范围上没有其它最小值。定时调节可以通过改变相位调制器13-1至13-m之间的光学路径的长度(例如通过改变该路径的长度或该路径的折射率)来执行。可替换地，定时调节可以通过偏移驱动相位调制器13-1至13-m的电数据(例如通过使用电相位偏移器)来执行。定时调节还可以通过对用于驱动相位调制器13-1至13-m的二进制数据使用缓冲器来执行。
如果所要设置的定时是针对串联连接的调制器群组28中的一个相位调制器的，则可以利用由一个或两个不同元素组成的Θ(P)来如所述地使用本发明。
如果所要设置的定时是针对以并行调制器29的另一个臂为基准的并行调制器29的一个臂的，并且如果这两个臂具有π/2的相对相位差，则当这两个臂都在调制光信号时可以实现的相位集合由4个不同相位组成，每一个相位与相邻的相位间隔π/2弧度。所有状态对应于光信号的相同幅度。可以利用由一个或两个不同元素组成的Θ(P)来如所述地使用本发明。
如果所要设置的定时是用于以并行调制器29的另一个臂为基准的该同一调制器的一个臂的，并且如果这两个臂具有的相对相位差是与π/2弧度不同的值，则当这两个臂在调制光信号时可以实现的相位集合由4个不同相位组成，每一个相位与相邻的相位间隔π/2弧度。然而，这些状态对应于光信号的两个不同幅度，相邻的状态具有不同的幅度。本发明可以在集合Θ(P)仅具有一个元素，即Θ(P)＝{(φ2+2π/h)}的情况中使用。由于在并行调制器29之后两个相邻相位状态的幅度不同，所以Θ(P)的两个不同元素在轴上的投影将不同，所以集合Θ(P)具有两个不同元素的情况不能满足有关特定模式定义的假设并且不能被使用。
在一个示例性实施例中，特定模式可以是周期性的，具有N个二进制比特周期的长度，并且单个周期期间的模式在以上所述的模式条件中被定义。峰峰检测可以连续执行。
特定模式可以根据以下参数来生成，这些参数包括：定时的调谐范围、比特率、调制器的数目以及它们的特征。
在一个示例性实施例中，如图4A中所示，特定模式可能已被生成并被存储在介质23A上以在定时设置时使用。在设置由目标相位调制器13-z执行的相位调制的定时时，介质23A将特定模式馈送给编码器14。
可替换地，如图4B中所示，在控制系统30内设置存储特定模式的模式生成器23B以在定时设置时使用。在设置由目标相位调制器13-z执行的相位调制的定时时，模式生成器23B将特定模式馈送给编码器14。
在一个示例性实施例中，子模块10或20还可以另外包括RZ(归零)刻划器22以提供输出光信号37的RZ刻划，使得输出光信号37按照RZ格式生成，如图5中所示。在该情况中，子模块10(或20)的RZ刻划器22最好在设置期间被关断以增大峰峰特征检测的灵敏度。
在另一示例性实施例中，峰峰检测可以与m个相位调制器的定时相同步地被采样，以检测当除了目标相位调制器13-z以外的这m个相位调制器印刻与特定模式对应的相位时的峰峰特征并降低这m个相位调制器的啁啾(chirp)效应，从而增强峰峰特征检测的灵敏度。
在又一示例性实施例中，可以以与用于发送机100的正常操作期间的数据传输的比特率不同的比特率来生成特定模式。在该情况中，延迟干涉仪51具有的延迟是特定模式被使用时所发射的光信号的波特率时的P个符号。
更具体而言，特定模式可以以波特率f′生成，以使得f′＝f/q，其中f是发送机100的标称波特率并且q是严格大于1的实数。选择延迟干涉仪51以使得较长臂的延迟是波特率f′时的P个符号。根据有关特定模式的第一个条件，这使得可以通过降低特定模式的比特率来减少用于给定调谐范围的特定模式的必要比特数。换而言之，当存在对特定模式的限制时，降低模式的波特率使得可以在更宽范围上设置定时。
在又一实施例中，选择有关特定模式的条件中定义的相位状态集合ΘMAX以使得零弧度相位为其两个元素中的一个元素。在该情况中，特定模式可以以波特率f′生成，例如f′＝f/D，其中，f是发送机100的标称波特率并且D是严格大于1的自然数。选择延迟干涉仪51以使得较长臂的延迟被选作发送机标称波特率时的P个符号周期。因此，以波特率f′的A′个符号的特定模式等同于在通过延迟干涉仪51之后以波特率f的A′个具有D个相同符号的序列的系列。比特率为f和f′的这两个等同特定模式都满足特定模式定义的全部条件。因此，根据有关特定模式的第一个条件，这使得可以通过降低特定模式的比特率来减少用于给定调谐范围的特定模式的必要比特数。换而言之，当存在对特定模式的限制时，降低特定模式的波特率允许在更宽范围上设置定时。
在又一示例性实施例中，可以通过以下步骤来执行对峰峰特征的最小值的搜索：首先，利用小于或等于一个符号周期的步进来扫描由相位调制执行的相位调制的定时的范围；然后，调节定时来减小峰峰特征。
对于并行xPSK调制器29，上述设置过程可以递归地应用于由发送机100的并行相位调制器13-1至13-m中的R个相位调制器执行的相位调制，这R个相位调制器继基准相位调制器12连续地调制相位。对于第一次迭代，仅基准相位调制器12被视为这m个相位调制器中具有设置的定时的部分。要被设置相位调制定时的目标相位调制器是相位调制器13-1。在之后的迭代中，已被设置调制定时的m个相位调制器包括之前迭代的所有相位调制器以及前一次迭代中被设置了调制定时的相位调制器。通过当前迭代设置相位调制定时的目标相位调制器是与在前一次迭代中已被设置调制定时的相位调制器或臂相继的相位调制器。
在一个示例性实施例中，高阶xPSK发送机100可以被配置为使得波长是可调谐的。在该实施例中，激光器11是可调谐激光器。在该情况中，相位调制的定时是在发送机100的波长切换序列期间设置的。
在本发明的另一示例性实施例中，如图6中所示，本发明可以实现为包括2n阶串行DxPSK发送机10和解调器50的应答器200，其中自然数n严格大于2。解调器50基于n个P符号延迟干涉仪51-1至51-n。解调器50包含分路器53，该分路器53将输入光信号71分发给P符号延迟干涉仪51-1至51-n。延迟干涉仪51-1至51-n分别连接到平衡光电检测器52-1至52-n。平衡光电检测器52-1将光信号72-1至73-1转换成电信号74-1。相应地，平衡光电检测器52-i将光信号72-i至73-i转换成电信号74-i，其中i是等于或小于m的自然数。解调器50中的一个延迟干涉仪51-1被用来监控由调制器10发射的输出光信号37。从自延迟干涉仪51-1发射的光信号72-1和73-1产生的电信号74-1的峰峰电压由峰峰检测电路61监控。
在正常操作中，解调器50通过耦合器42接收外部光信号45以从外部光信号45取得数据。光闸49被设置为关闭以使得由发送机10发射的光不会被解调器50接收到。
在设置第z个相位调制器13-z的定时时，光信号37的一部分通过分路器41和耦合器42被馈送至解调器50。光闸被设置为打开。
可替换地，耦合器41可以用在正常操作期间将光导入介质并在设置相位调制定时期间将光导至解调器50的开关来替代。在该情况中，可以移除光闸49。
另外，在设置相位调制定时时，根据上述条件定义的特定模式被馈送至发送机10的编码器14，其中n是由调制格式固定的，并且h是由第z个相位调制器13-z确定的。此外，P、φ1和φ2是根据延迟干涉仪51来选择的。在一个实施例中，φ1和φ2选择为
φ1＝φ0+π/h，并且
φ2＝φ0-π/h
其中，φ0是延迟干涉仪51的较短臂上的相位调节部件83的调节相位。由延迟干涉仪51-1发射的光信号72-1和73-1由平衡光电检测器52-1转换成电信号74-1。峰峰检测电路61检测电信号74-1的峰峰电压。由第z个相位调制器13-z执行的相位调制的定时被设置为使得电信号74-1的峰峰电压最小。
在以下文件中给出基于一符号延迟干涉仪的组合的解调器的示例：对于8阶DxPSK(D8PSK)，参考Y.Han et al.，“Simplified receiver implementation for optical differential 8-level phase-shift keying”(光学差分8级相移键控的简化接收机实现)，Electronics Letters，Vol.14，No.21(October 2004)，并且对于16阶DxPSK，参考R.Sambaraju et al.，“16-level differential phase shift keying(D16PSK)in direct detection optical communication systems”(直接检测光通信系统中的16级差分相移键控(D16PSK))，Optics Express，Vol.14，No.22，pp.10239-10244(October 2006)。
在本发明的另一示例性实施例中，如图7中所示，本发明可以实现为包括2n阶并行DxPSK发送机20而不是串行DxPSK发送机10的应答器300，其中，自然数n严格大于2。该并行调制器DxPSK具有(m+1)个并行臂，每个臂具有单个相位调制器，相位调制器在被根据二进制数据模式31的电压驱动时将光学载波的相位偏移0或π弧度。除了基准臂以外的并行臂分别具有附加相位偏移器19-1至19-m。附加相位偏移器19-i将光学载波的相位偏移πi/(m+1)弧度，其中i是等于或大于1并且等于或小于m的任意自然数。应答器200内的解调器50基于n个P符号延迟干涉仪51-1至51-n，如在图6中示出的应答器200的情况中一样。延迟干涉仪51-1至51-n连接到光电检测器52-1至52-n来将光信号72-1至72-n和73-1至73-n转换成电信号74-1至74-n。一个干涉仪51-1监控从光信号72-1和73-1产生的电信号74-1的峰峰电压。该峰峰电压由峰峰检测电路61监控。
在设置目标相位调制器13-z的定时时，如按照上述条件定义的特定模式被馈送至编码器31，其中n由调制格式固定，并且h选作h＝4。另外，，P、φ1和φ2是根据延迟干涉仪51-1来选择的。在一个实施例中，φ1和φ2选择为
φ1＝φ0+π/h，并且
φ2＝φ0-π/h，
其中，φ0是延迟干涉仪51-1的较短臂上的相位调节部件83的调节相位。从延迟干涉仪51-1发射的光信号72-1和73-1被平衡光电检测器52-1转换成电信号74-1。峰峰检测电路61检测电信号74-1的峰峰电压。由相位调制器13-z执行的相位调制的定时被设置为使得电信号74-1的峰峰电压最小。
可替换地，如果耦合器41用开关替代，则可以移除光闸49。
在另一示例性实施例中，串行DQPSK发送机的相位调制定时被设置。该串行发送机具有两个相位调制器：一个调制器将光学载波的相位偏移0或π弧度；另一个调制器将载波的相位偏移0或π/2弧度。调制器的阶数不是强制的但是由第二相位调制器执行的调制的定时被设置。
更具体地，如图8中所示，串行DQPSK发送机400包括子模块10A和控制系统30。子模块10A包括激光器11、两个连续相位调制器12和13、编码器14、驱动器15、16和可调谐相位偏移器17。控制系统包括P符号延迟干涉仪51、平衡光电检测器52、峰峰检测电路61和反馈电路62。
激光器11发射具有用于光通信的波长的连续光。被电传输到编码器14的二进制数据模式31的信息作为相位信息被两个连续相位调制器12和13印刻到由激光器11发射的光学载波上。相位调制器12是Mach-Zehnder调制器，被驱动器15驱动来将光学载波的相位改变0或π弧度。相位调制器13被驱动器16驱动来改变光学载波的相位0或π/2弧度。包含该信息的光信号37从串行DQPSK调制器10的输出端口发射。对于光信号37中的每个符号，数据被编码为与前一符号的相位差。相位差可以具有4个值：0、π/2、π和3π/2弧度。因此，馈送至串行DQPSK调制器10的二进制数据模式31的两个连续比特被映射到从串行DQPSK调制器10发射的光信号37中的每个符号上。编码器14将二进制数据模式31的两个比特变换成通过各自的电路径32和33发送给驱动器15和16的两个电信息信号。相位调制器12和13将符号的相位印刻在光学载波上，以使得与前一符号的相位差映射这两个二进制比特的信息。驱动器15和16将来自编码器14的电压变换成通过各自的电路径33和35的电压。电压值被确定为使得各个相位调制器12和13向所述符号印刻正确的相位。
可调谐相位偏移器17被置于在编码器14和被设置相位调制定时的相位调制器13之间的电信号路径34上。可调谐相位偏移器17可以基于机械调谐、电压调谐或机电调谐。
由子模块10A发射的光信号37的一部分被分路器41分接或分支。光信号37的这部分被耦合器42耦合到P符号延迟干涉仪51的输入端口中。延迟干涉仪51的相长输出和相消输出都连接到平衡光电检测器52以将来自延迟干涉仪51的输出端口的光信号72和73转换成电信号74。峰峰检测电路61检测由平衡光电检测器52生成的电信号74的峰峰电压。反馈电路62调谐可调谐相位偏移器17以使当特定模式的周期复本被馈送至编码器14时由峰峰检测电路61检测到的峰峰电压最小。
当对应的二进制数据模式31被馈送至编码器14时，光信号43可以用来传输信号。子模块10A、分路器41、耦合器42和控制系统30可以集成到发送机400中。
可替换地，子模块10A可以是独立的串行DQPSK发送机并且系统30是用于设置10A中的相位调制定时的单独装置。
在设置串行DQPSK发送机400的相位调制定时时，根据上述条件定义的特定模式被馈送至编码器14。由串行DQPSK调制器10发射的光信号37被部分地分支到P符号延迟干涉仪51的输入端口，其中P在模式条件中被定义。延迟干涉仪51的较短臂具有(φ1+φ2+2π/h)/2弧度模π的附加相位偏移，其中φ1和φ2在模式条件中被定义。
在图8中所示的配置中，将光学载波的相位偏移0或π/2的相位调制器13被选作被设置相位调制定时的目标相位调制器。在该情况中，h被定义为等于4。在可替换示例性实施例中，将光学载波的相位偏移0或π的相位调制器12可以选作目标相位调制器。在该情况中，h被定义为等于2。另外，可调谐相位偏移器17被置于在编码器14和驱动器15之间的路径32上而不是路径34上。
由延迟干涉仪51发射的光信号72和73被平衡光电检测器52转换成电信号74。峰峰检测电路61检测电信号74的峰峰电压。由相位调制器13(或相位调制器12)执行的相位调制的定时被设置为使得峰峰信号最小。
在另一示例性实施例中，应答器中的串行DQPSK发送机的相位调制的定时被设置。如图9中所述，用标号500表示的应答器除了具有串行DQPSK发送机10A以外还具有基于两个一符号延迟干涉仪51-1和51-2的解调器50A。延迟干涉仪51-1至51-2连接到平衡光电检测器52-1至52-2。平衡光电检测器52-1将由P符号延迟干涉仪51-1发射的光信号72-1和73-1转换成电信号74-1。相对应地，平衡光电检测器52-2将由延迟干涉仪51-2发射的光信号72-2和73-2转换成电信号74-2。解调器50A解调输入光信号71并且对应的电信号74-1和74-1可以用作接收到的电数据。解调器50A和平衡光电检测器52-1至52-2可以集成到接收机子模块上，像发送机一样作为同一应答器的一部分。在应答器400的正常操作期间，数据被馈送至编码器14，并且分路器41和反馈电路62被禁用。
解调器50A中的一个延迟干涉仪51-1被用来监测由串行发送机10A发射的输出光信号37。由峰峰检测电路61监测从自延迟干涉仪51-1发射的光信号72-1和73-1产生的电信号74-1的峰峰电压。
在图9中所示的应答器500的配置中，由相位调制器13执行的相位调制的定时被设置。根据上述条件选择特定模式，其中，n＝2，h＝4。另外，根据有关应答器500的解调器50A的条件，P被固定为P＝1。此外，根据延迟干涉仪51-1的臂延迟选择φ1和φ2。特定模式的周期复本被应用于串行发送机10A。由调制器10A发射的光信号37被部分地分支到延迟干涉仪51-1的输入端口。由延迟干涉仪51-1发射的光信号被平衡光电检测器52-1转换成电信号74-1。峰峰检测电路61检测电信号74-1的峰峰电压。由相位调制器13执行的相位调制的定时被设置为使得电信号74-1的峰峰电压最小。
图10是基于两个一符号延迟干涉仪51-1和51-2的DQPSK解调器50A的示例性配置的示意图。这样的设备被广泛使用。解调器50A包括两个臂，同相(I)臂和正交相位(Q)臂。接收的光信号71通过波束分离器53被分发到每个臂。每个臂包括在波束分离器(分别用标号81-1和81-2表示)和定向耦合器(分别用标号85-1和85-2表示)之间的两个光学路径。每个臂的第一路径包括一符号延迟部件(分别用标号84-1和74-2表示)。每个臂的第二路径包括可调节延迟部件：将各个臂独立地调谐至接收的光信号71的波长的调谐部件82-1和82-2；和相位调节部件83-1和83-2。对于DQPSK调制器10A，相位调节部件83-1和83-2可以被分别设置为π/4和-π/4。光信号72-1和73-1分别从I臂的相长输出和相消输出发射，I臂可以连接到平衡光电检测器52-1来接收由解调器400解调出的光信号71的I支流。顺便提及，光信号72-2和73-2分别从Q臂的相长输出和相消输出发射。还可以在平衡光电检测器52-2处接收由解调器50A解调的光信号71的Q支流。
在另一示例性实施例中，并行DQPSK发送机的相位调制的定时被设置。并行调制器具有两个臂，每个臂具有单个调制器，调制器在被用根据二进制模式的电压驱动时将光学载波的相位偏移0或π弧度。两个臂之一都具有附加的π/2弧度的偏移。
更具体地，如图11中所示，用标号600表示的并行DQPSK发送机包括连接到控制系统30的并行DQPSK调制器29A。
子模块20A设有激光器11、两个嵌套的Mach-Zehnder调制器12和13、编码器14、驱动器15和16以及可调谐相位偏移器17。
激光器11发射具有用于光通信的波长的连续光。被电传输到编码器14的二进制数据模式31的信息被嵌套在并行调制器的两个并行臂上的两个Mach-Zehnder调制器12和13印刻在由子模块20A发射的光学载波上作为相位信息。由激光器11发射的光信号通过波束分离器18被分发给两个臂。包含调制器13的臂具有附加相位偏移部件19(例如，附加的长度)来使该臂中的光载波的相位以另一臂为基准偏移π/2。这两个臂的光载波被定向耦合器21重新组合并从并行调制器29A的输出端口发射。调制器12被驱动器15驱动来将光学载波的相位改变0或π弧度。调制器13被驱动器16驱动来将光学载波的相位改变0或π弧度。包含该信息的光信号37从并行调制器29A发射。对于光信号37中的每个符号，数据被编码为与前一符号之间的相位差。相位差可以具有4个值：0、π/2、π和3π/2弧度。因此，被馈送至编码器14的二进制数据模式31的两个连续比特被映射到光信号37中的每个符号上。编码器14将二进制数据模式31的二进制信息的两个比特变换成通过各自的电路径32和34发送给驱动器15和16的两个电信息信号。相位调制器12和13将符号的相位印刻到光学载波上，以使得与前一符号的相位差映射着两个二进制比特的信息。驱动器15和16将来自编码器14的电压变换成通过电路径33和35的驱动电压。驱动电压的电平被确定为使得各个相位调制器12和13向符号印刻正确的相位。
可调谐相位偏移器17被置于在编码器14和置于臂上的被设置调制定时的Mach-Zehnder调制器13之间的电信号的路径34上。可调谐相位偏移器17可以基于机械调谐、电压调谐或机电调谐。
从并行调制器29A发射的光信号37的一部分被分路器41分接或分支。光信号37的这部分被耦合器42耦合到P符号延迟干涉仪51的输入端口中。延迟干涉仪51的相长输出和相消输出两者都连接到平衡光电检测器52来将来自延迟干涉仪51的输出端口的光信号72和73转换成电信号74。峰峰检测电路61检测电信号64的峰峰电压。当特定模式的周期复本被馈送至编码器14时，反馈电路62调谐可调谐相位偏移器17以使得由峰峰检测电路61检测到的峰峰电压最小。当对应的二进制数据模式31被馈送给编码器14时，光信号43可被用来传输信号。
子模块20A、分路器41、耦合器42和控制系统30可以集成到发送机600上。
可替换地，子模块20A可以是独立的并行DQPSK发送机，并且系统30以及分路器41和耦合器42可以是用于设置并行DQPSK发送机20A的调制定时的外部装置。
在设置相位调制器13的相位调制的定时时，按上述条件定义的特定模式的周期复本被馈送至子模块20A的编码器14。由子模块20A发射的光信号37被部分地分支到P符号延迟干涉仪51的输入端口，其中，P在模式条件中被定义。延迟干涉仪51的较短臂具有(φ1+φ2+π/2)/2弧度模π的附加相位偏移，其中φ1和φ2在模式条件中被定义。在延迟干涉仪51的输出处发射的光信号72和73被平衡光电检测器52转换成电信号74。峰峰检测电路61检测电信号的峰峰电压。由相位调制器13执行的相位调制的定时被设置为使得峰峰电压最小。
在图11中所示的结构中，相位调制器13被选择作为被设置相位调制定时的目标相位调制器。在可替换示例性实施例中，可以改为选择相位调制器12作为目标相位调制器。在该情况中，可调谐相位偏移器17被置于在编码器14和驱动器15之间的路径32上而不是路径34上。
在另一示例性实施例中，应答器中的并行DQPSK发送机的相位调制定时被设置。如图12中所示，用标号700表示的应答器设有图11中所示的并行DQPSK发送机20A和图9中所示的解调器50A。
解调器50A可以集成到接收机子模块中，和发送机一样作为同一应答器的一部分。在应答器700的正常操作期间，数据被馈送至编码器14，并且分路器41和反馈电路62被禁用。
解调器50A中的一个延迟干涉仪51-1被用来监控由并行发送机20A发射的输出光信号37。从在延迟干涉仪51-1的输出处发射的光信号72-1和73-1产生的电信号74-1的峰峰电压被峰峰检测电路61监控。
在设置相位调制器13的相位调制定时时，按照上述条件定义的特定模式的周期复本被馈送至调制器20A的编码器14，其中n＝2，h＝4。另外，根据有关应答器700的解调器50A的条件，P固定为P＝1。此外，根据延迟干涉仪的臂延迟选择φ1和φ2。
由发送机20A发射的光信号被部分地分支到延迟干涉仪51-1的输入端口。从延迟干涉仪51-1发射的光信号72-1和73-1被光电检测器52-1转换成电信号74。峰峰检测电路61检测电信号74的峰峰电压。由相位调制器13执行的相位调制的定时被设置为使得电信号74的峰峰值最小。
在另一示例性实施例中，发送机的波长可以是可调谐的并且光信号的波长在发送机的操作期间可以切换。切换序列有时间间隔，其间没有信号被印刻到光信号上或通过传输介质传输。在该时间间隔期间，利用该方法操作的系统使得能够根据新选择的波长为发送机设置相位调制的定时。
在又一示例性实施例中，如果发送机是RZ格式的，则当相位调制定时设置被执行时可以暂停RZ刻划操作。暂停RZ刻划提高了最优化定时附近的峰峰检测的灵敏度，这是因为不再监测幅度变化。
在又一示例性实施例中，峰峰检测可以与发送机的基准相位调制器相同步地被采样，在光信号的符号中心每符号执行一次。理想地，发送机具有低的啁啾。然而，在发送机具有啁啾以致符号内的相位更接近映射与该符号必须映射到的那个值不同的值的相位电平的情况中，在具有低啁啾的区域中采样峰峰值，通常是以符号率在符号的中心采样峰峰值，使得能够摆脱啁啾并且提高峰峰特征的检测的灵敏度。在该情况中，针对在符号中央周围的一个或若干个点检测峰峰值。针对与没有啁啾或具有较低啁啾的相位的差相对应的幅度来检测峰峰特征。
总之，上述示例性实施例的定时设置方法使得能够在绝对值方面在一个符号周期的范围以内调谐高阶xPSK发送机的相位调制定时的差，使得信息被发送机正确地映射。另外，上述示例性实施例的定时设置方法使得能够精细调谐以使得可以找到发送机的最佳定时。与具有相同结构未经调谐的发送机相比，已利用上述示例性实施例的定时设置方法精细调谐的发送机具有最佳BER性能。
上述示例性实施例的发送机体系架构使得能够在绝对值方面在一个符号周期内设置相位调制定时的差以使得被印刻在由发送机发射的光学载波上的相位信息与被馈送到发送机的数据一致。上述示例性实施例的发送机体系架构还使得能够精确地调谐定时以使得由发送机发射的信号可以以最小BER被接收到。
另外，上述示例性实施例的定时设置方法使得能够为并行和串行高阶xPSK发送机两者设置定时。
最终，上述示例性实施例的定时设置方法使得能够以低成本和小尺寸组件来设置定时。
上述示例性实施例的定时设置方法可以是完全自动化的并且在发送机的校准期间使用。
定时设置示例
首先将描述图8中示出的串行DQPSK发送机400的相位调制定时的设置。
具有N个二进制比特的特定模式的周期复本作为二进制数据模式31被馈送给编码器140。由相位调制器12调制的光信号的第i个符号在相位调制器12的输出端口处具有相位值 的所有可能的值形成相位集合Φ。相位调制器13用
Figure BPA00001279335200253
调制光信号的第i个符号，并且该符号在相位调制器13的输出端口处具有相位值
Figure BPA00001279335200254
在通过延迟干涉仪51之后，第i个符号的光信号72和73的幅度依赖于相位差
Figure BPA00001279335200255
这是因为通过一符号干涉仪51固定P＝1。
由相位调制器13执行的相位调制的定时可以跨越4个符号来调谐。调制器10A将以下两比特集合(11，01，00，10)映射为以下各个相位差(0，π/2，π，3π/2)；特定模式作为二进制数据模式31被馈送给编码器14并且被选择以在光学载波37上被映射为以下6个符号相位差的序列：0，3π/2，3π/2，3π/2，3π/2，0。二进制比特模式为12比特长并且其是：11，10，10，10，10，11。
所产生的光学载波37的6个连续相位状态为(0；3π/2；π；π/2；0；0)。对于第一相位调制器12和第二相位调制器13，这分别对应于相位调制序列(0；π；π；0；0；0)和(0；π/2；0；π/2；0；0)。
上述模式满足所有上述模式条件，其中h＝4，P＝1，φ1＝0，φ2＝π。延迟干涉仪51被如图3所示地构建，其中附加相位调节部件83被设置为-π/4。
这样定义的特定模式遵循以下特定模式的定义：
1.特定模式的持续时间为12比特(N＝12)，对应于6个符号(A＝6)。其比相位调制器13的相位调制定时的调谐范围长。
2.取直接连续的符号之间的相位差，这与所选择的延迟干涉仪51是一符号延迟干涉仪(P＝1)的事实一致。符号间相位差仅可以是0或3π/2，这对应于h＝4，φ1＝0，φ2＝π。在该情况中，延迟干涉仪51将该符号间相位差转换成单一幅度值，因为该幅度值被设置用于被调节成-π/4的相位并且因为相位值0和3π/2关于相位-π/4的轴是对称的。
3.与第二相位调制器13的完美匹配不同的任意定时，在光学载波37通过一符号延迟干涉仪51之后，导致与多于一个的幅度对应的符号间相位差。
当这样定义的特定模式的周期复本作为二进制数据模式31被馈送给编码器14时，反馈电路62利用由峰峰检测器61检测到的峰峰值如图13上所描述的那样操作来调谐可调谐相位偏移器17以使峰峰值最小。图14示出针对该情况的数值仿真的结果。
图13是由反馈电路62用来调谐可调谐相位偏移器17的示例性算法。Tmin被定义为可为相位调制器13设置的最小定时并且Tmax被定义为可为相位调制器13设置的最大定时。Tstep首先被用作一个符号周期。以一个符号周期的步进在整个定时设置范围上执行第一次扫描，来找到由峰峰检测电路61监测的峰峰电压(Vpp)最小的定时。该定时被设置为那个值。此时，定时是在一个符号周期内设置的。在该步骤之后，使定时抖动最小调谐量(dT)使得可以取得峰峰电压的最小值。
然后，描述图11中示出的并行DQPSK发送机600的相位调制定时的设置。具有N个二进制比特的特定模式的周期复本作为二进制数据模式31被馈送给编码器31。由相位调制器12调制的光信号的第i个符号在定向耦合器21之前具有相位值
Figure BPA00001279335200261
Figure BPA00001279335200262
所有可能的值形成相位集合Φ。相位调制器用
Figure BPA00001279335200263
调制光信号的第i个符号，从而该符号在光信号37中具有相位值
Figure BPA00001279335200264
在通过延迟干涉仪51之后，第i个符号的光信号的幅度依赖于相位差
Figure BPA00001279335200265
这是因为一符号延迟干涉仪51固定P＝1。
由相位调制器13执行的相位调制的定时可以跨越4个符号来调谐。并行DQPSK调制器20A将以下两个比特的集合(11，10，00，01)映射为以下各个相位差(0，π/2，π，3π/2)。
这样定义的特定模式作为二进制数据模式31被馈送给编码器14并被选择以在光学载波37上被映射为以下6个符号相位差的序列：0，3π/2，3π/2，3π/2，3π/2和0。二进制比特模式为12比特长并且其是：11，01，01，01，01，和11。
所产生的光学载波37的6个连续相位状态为(0；3π/2；π；π/2；0；0)。对于相位调制器12和相位调制器13，这分别对应于相位调制序列(0；0；π；π；0；0)和(0；π；π；0；0；0)。
这样定义的特定模式满足所有条件，其中h＝4，P＝1，φ1＝0，φ2＝π。延迟干涉仪51被如图3所示地构建，其中附加相位调节部件83被设置为-π/4。
该模式遵循以下特定模式的定义：
4.模式的持续时间为12比特(N＝12)，对应于6个符号(A＝6)。其比相位调制器13的相位调制定时的调谐范围长。
5.取直接连续的符号之间的相位差，这与所选择的延迟干涉仪51是一符号延迟干涉仪(P＝1)的事实一致。符号间相位差仅可以是0或3π/2，这对应于h＝4，φ1＝0，φ2＝π。在该情况中，延迟干涉仪51将该符号间相位差转换成单一幅度值，因为该幅度值被设置用于被调节成-π/4的相位并且因为相位值0和3π/2关于相位-π/4的轴是对称的。
6.与相位调制器13的完美匹配不同的任意定时，在光学载波37通过一符号延迟干涉仪51之后，导致与多于一个的幅度对应的符号间相位差。
当该特定模式的周期复本作为二进制数据模式31被馈送给编码器14时，反馈电路62利用由峰峰检测电路61检测到的峰峰值如图13上所描述的那样操作来调谐可调谐相位偏移器17以使峰峰电压最小。由反馈电路62针对并行DQPSK发送机600使用的算法与针对图8中所示的串行DQPSK发送机400使用的算法相同。图14显示针对该情况的数值仿真的结果。
图14显示命名为“串行”和“并行”的两条曲线。X轴表示用符号的持续时间标准化的定时差而Y轴表示任意单位的峰峰电压。曲线“串行”显示在串行DQPSK发送机400的峰峰检测电路61处监测到的峰峰电压，其是由相位调制器13执行的相位调制的完美定时与通过调谐可调谐相位偏移器17获得的定时之间的定时差的函数。曲线“并行”显示在并行DQPSK发送机600的峰峰检测电路61处监测到的峰峰电压，其是由包含相位调制器13的臂执行的相位调制的完美定时与通过调谐可调谐相位偏移器17获得的定时之间的定时差的函数。
显然，本发明不限于上述实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以修改和改变上述实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种方法，包括：
设置光学发送机内的目标相位调制器的相位调制的定时，所述光学发送机执行阶数等于或高于4的相移键控，
其中，所述设置包括：
向所述光学发送机馈送特定模式，以允许所述xPSK发送机根据所述特定模式来发射光学载波；
通过延迟干涉仪来接收所述光学载波；
将从所述延迟干涉仪发射的光信号转换成电信号；
检测所述电信号的峰峰值，并且
其中所述目标相位调制器的所述相位调制的所述定时被设置为使所述电信号的所述峰峰值最小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学发送机还包括至少一个另外的相位调制器，
其中所述特定模式的长度A被选择，以使得所述特定模式的持续时间比由所述目标相位调制器执行的所述相位调制的所述定时的设置范围长，
其中所述延迟干涉仪是P信号延迟干涉仪，P严格小于A，
其中所述目标相位调制器将所述光载波的相位偏移0或2π/h，h是整数，
其中在集合Φ中存在两个相位状态φ1和φ2，集合Φ是容许由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位状态的集合，φ1和φ2允许相等，使得
Θ ( P ) ⊆ Θ MAX ,
( φ 2 + 2 π / h ) ⊆ Θ ( P ) ,
其中，ΘMAX是定义如下的集合：
ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}，并且
Θ(P)是定义如下的集合：
Figure FPA00001279334400014
被定义为
Figure FPA00001279334400015
Figure FPA00001279334400021
是由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位，并且
Figure FPA00001279334400022
是由所述目标相位调制器印刻的相位，并且
其中，对于严格小于A的任意非零自然数i，
Figure FPA00001279334400023
并且
其中，Ψ(i，j)被定义为
Figure FPA00001279334400025
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述光学发送机是阶数等于或大于4的高阶差分相移键控发送机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述光学发送机包括提供用于所述光学载波的RZ刻划的RZ刻划器，其中当所述电信号的所述峰峰值被检测时，所述RZ刻划器被关断。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中与所述特定模式的调制相同步地，针对在所述光学载波的符号的中央周围的至少一个点采样所述峰峰值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述设置针对与基准相位调制器连续的所有相位调制器被递归执行。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述光学发送机是包括串联连接的第一调制器和第二调制器的串行DQPSK发送机，
其中所述第一相位调制器用0或π弧度调制所述光学载波，
其中所述第二相位调制器用0或π/2弧度调制所述光学载波，并且
其中所述目标相位调制器是从所述第一相位调制器和所述第二相位调制器中选出的。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述光学发送机是包括并联连接的第一臂和第二臂的并行DQPSK发送机，
其中所述第一臂包括用0或π弧度调制所述光学载波的第一相位调制器，
其中所述第二臂包括：
用0或π弧度调制所述光学载波的第二相位调制器；以及
提供π/2弧度的相位偏移的附加相位偏移器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述光学发送机的波长是可调谐的，并且
其中所述设置在所述光学发送机的波长切换序列期间被执行。
10.(经修改)一种控制系统，用于设置光学发送机内的目标相位调制器的相位调制的定时，所述光学发送机执行2n阶相移键控，n是等于或大于2的自然数，所述控制系统包括：
延迟干涉仪，所述延迟干涉仪被配置为接收由所述光学发送机发射的光学载波的部分或全部；
光电检测器，所述光电检测器将从所述延迟干涉仪发射的光信号转换成电信号；
峰峰检测器，所述峰峰检测器检测所述电信号的峰峰值；以及
反馈电路，所述反馈电路被配置为，当特定模式被馈送给所述目标相位调制器时，响应于所述峰峰值来设置由所述目标相位调制器执行的相位调制的定时。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其中，所述反馈电路被配置为设置由所述目标相位调制器执行的相位调制的所述定时以使所述峰峰值最小。
12.根据权利要求10或11所述的控制系统，其中，由所述峰峰检测器与所述特定模式的调制相同步地，针对在所述光学载波的符号的中央周围的至少一个点采样所述峰峰值。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的控制系统，还包括模式生成器，所述模式生成器适于馈送在设置由所述目标相位调制器执行的相位调制的所述定时中使用的特定模式。
14.根据权利要求13所述的控制系统，其中所述光学发送机还包括至少一个另外的相位调制器，
其中所述光学发送机还包括至少一个另外的相位调制器，
其中所述特定模式的长度A被选择，以使得所述特定模式的持续时间比由所述目标相位调制器执行的所述相位调制的所述定时的设置范围长，
其中所述延迟干涉仪是P信号延迟干涉仪，P严格小于A，
其中所述目标相位调制器将所述光载波的相位偏移0或2π/h，h是整数，
其中在集合Φ中存在两个相位状态φ1和φ2，集合Φ是容许由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位状态的集合，φ1和φ2允许相等，使得
Θ ( P ) ⊆ Θ MAX ,
( φ 2 + 2 π / h ) ⊆ Θ ( P ) ,
其中，ΘMAX是定义如下的集合：
ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}，并且
Θ(P)是定义如下的集合：
Figure FPA00001279334400043
Figure FPA00001279334400044
被定义为
Figure FPA00001279334400045
Figure FPA00001279334400046
是由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位，并且
Figure FPA00001279334400047
是由所述目标相位调制器印刻的相位，并且
其中，对于严格小于A的任意非零自然数i，
Figure FPA00001279334400048
并且
Figure FPA00001279334400049
其中，Ψ(i，j)被定义为
Figure FPA000012793344000410
15.(经修改)一种光学发送机，执行阶数等于或高于4的相移键控，包括：
多个相位调制器，所述多个相位调制器调制光学载波；
延迟干涉仪，所述延迟干涉仪被配置为接收所述光学载波的部分或全部；
光电检测器，所述光电检测器将从所述延迟干涉仪发射的光学信号转换成电信号；
峰峰检测器，所述峰峰检测器检测所述电信号的峰峰值；以及
反馈电路，所述反馈电路适于，当特定模式被馈送给所述目标相位调制器时，响应于所述峰峰值来设置由所述相位调制器中的一个目标相位调制器执行的相位调制的定时。
16.根据权利要求15所述的光学发送机，还包括存储特定模式的介质，
其中，当由所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器执行的相位调制的所述定时被设置时，所述相位调制器中的所述一个目标相位调制器响应于所述特定模式来调制所述光学载波，并且
其中所述特定模式的长度A被选择以使得所述特定模式的持续时间比由所述目标相位调制器执行的所述相位调制的所述定时的设置范围长，
其中所述延迟干涉仪是P信号延迟干涉仪，P严格小于A，
其中所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器将所述光载波的相位偏移0或2π/h，h是整数，
其中在集合Φ中存在两个相位状态φ1和φ2，集合Φ是容许由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位状态的集合，φ1和φ2允许相等，使得
Θ ( P ) ⊆ Θ MAX ,
( φ 2 + 2 π / h ) ⊆ Θ ( P ) ,
其中，ΘMAX是定义如下的集合：
ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}，并且
Θ(P)是定义如下的集合：
被定义为
Figure FPA00001279334400055
Figure FPA00001279334400056
是由所述多个相位调制器中的至少一个另外的相位调制器印刻的相位，并且
Figure FPA00001279334400057
是由所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器印刻的相位，并且
其中，对于严格小于A的任意非零自然数i，
并且
Figure FPA00001279334400059
其中，Ψ(i，j)被定义为
Figure FPA000012793344000510
17.根据权利要求15或16所述的光学发送机，其中所述反馈电路被配置为设置由所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器执行的相位调制的所述定时以使所述峰峰值最小。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的光学发送机，其中所述发送机是串行DQPSK发送机，
其中所述多个相位调制器包括串联连接的第一相位调制器和第二相位调制器，
其中所述第一相位调制器用0或π弧度调制所述光学载波，
其中所述第二相位调制器用0或π/2弧度调制所述光学载波，并且
其中所述延迟干涉仪是一符号延迟干涉仪。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的光学发送机，其中所述发送机是包括第一臂和第二臂的并行DQPSK发送机，
其中所述多个相位调制器包括第一相位调制器和第二相位调制器，所述第一相位调制器和第二相位调制器两者都用0或π弧度调制所述光学载波，
其中所述第一臂包括所述第一相位调制器，
其中所述第二臂包括：
所述第二相位调制器；以及
提供π/2弧度的相位偏移的附加相位偏移器，并且
其中所述延迟干涉仪是一符号延迟干涉仪。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的光学发送机，还包括提供用于所述光学载波的RZ刻划的RZ刻划器，
其中当所述电信号的所述峰峰值被检测时，所述RZ刻划器被关断。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的光学发送机，其中由所述峰峰检测器与所述特定模式的调制相同步地，针对在所述光学载波的符号的中央周围的至少一个点采样所述峰峰值。
22.(经修改)一种光学应答器，包括：
xPSK调制器，所述xPSK调制器执行阶数等于或高于4的相移键控，并包括多个相位调制器；
解调器，所述解调器包括：适于接收由所述xPSK调制器发射的光学载波的部分或全部的多个延迟干涉仪，和将分别从所述延迟干涉仪接收的光信号转换成电信号的多个光电检测器；
峰峰检测器，所述峰峰检测器检测所述电信号中的一个电信号的峰峰值；以及
反馈电路，所述反馈电路适于，当特定模式被馈送给所述目标相位调制器时，响应于所述峰峰值来设置由所述多个相位调制器中的一个目标相位调制器执行的相位调制的定时。

Claims (22)

1.一种方法，包括：
设置光学发送机内的目标相位调制器的相位调制的定时，所述光学发送机执行阶数等于或高于4的相移键控，
其中，所述设置包括：
向所述光学发送机馈送特定模式，以允许所述xPSK发送机根据所述特定模式来发射光学载波；
通过延迟干涉仪来接收所述光学载波；
将从所述延迟干涉仪发射的光信号转换成电信号；
检测所述电信号的峰峰值，并且
其中所述目标相位调制器的所述相位调制的所述定时被设置为使所述电信号的所述峰峰值最小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学发送机还包括至少一个另外的相位调制器，
其中所述特定模式的长度A被选择，以使得所述特定模式的持续时间比由所述目标相位调制器执行的所述相位调制的所述定时的设置范围长，
其中所述延迟干涉仪是P信号延迟干涉仪，P严格小于A，
其中所述目标相位调制器将所述光载波的相位偏移0或2π/h，h是整数，
其中在集合Φ中存在两个相位状态φ1和φ2，集合Φ是容许由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位状态的集合，φ1和φ2允许相等，使得
Θ ( P ) ⊆ Θ MAX ,
( φ 2 + 2 π / h ) ⊆ Θ ( P ) ,
其中，ΘMAX是定义如下的集合：
ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}，并且
Θ(P)是定义如下的集合：
Figure FPA00001279335100013
Figure FPA00001279335100014
被定义为
Figure FPA00001279335100021
是由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位，并且
Figure FPA00001279335100022
是由所述目标相位调制器印刻的相位，并且
其中，对于严格小于A的任意非零自然数i，
并且
其中，Ψ(i，j)被定义为
Figure FPA00001279335100025
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述光学发送机是阶数等于或大于4的高阶差分相移键控发送机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述光学发送机包括提供用于所述光学载波的RZ刻划的RZ刻划器，其中当所述电信号的所述峰峰值被检测时，所述RZ刻划器被关断。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中与所述特定模式的调制相同步地，针对在所述光学载波的符号的中央周围的至少一个点采样所述峰峰值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述设置针对与基准相位调制器连续的所有相位调制器被递归执行。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述光学发送机是包括串联连接的第一调制器和第二调制器的串行DQPSK发送机，
其中所述第一相位调制器用0或π弧度调制所述光学载波，
其中所述第二相位调制器用0或π/2弧度调制所述光学载波，并且
其中所述目标相位调制器是从所述第一相位调制器和所述第二相位调制器中选出的。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述光学发送机是包括并联连接的第一臂和第二臂的并行DQPSK发送机，
其中所述第一臂包括用0或π弧度调制所述光学载波的第一相位调制器，
其中所述第二臂包括：
用0或π弧度调制所述光学载波的第二相位调制器；以及
提供π/2弧度的相位偏移的附加相位偏移器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述光学发送机的波长是可调谐的，并且
其中所述设置在所述光学发送机的波长切换序列期间被执行。
10.一种控制系统，用于设置光学发送机内的目标相位调制器的相位调制的定时，所述光学发送机执行2n阶相移键控，n是等于或大于2的自然数，所述控制系统包括：
延迟干涉仪，所述延迟干涉仪被配置为接收由所述光学发送机发射的光学载波的部分或全部；
光电检测器，所述光电检测器将从所述延迟干涉仪发射的光信号转换成电信号；
峰峰检测器，所述峰峰检测器检测所述电信号的峰峰值；以及
反馈电路，所述反馈电路被配置为响应于所述峰峰值来设置由所述目标相位调制器执行的相位调制的定时。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其中，所述反馈电路被配置为设置由所述目标相位调制器执行的相位调制的所述定时以使所述峰峰值最小。
12.根据权利要求10或11所述的控制系统，其中，由所述峰峰检测器与所述特定模式的调制相同步地，针对在所述光学载波的符号的中央周围的至少一个点采样所述峰峰值。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的控制系统，还包括模式生成器，所述模式生成器适于馈送在设置由所述目标相位调制器执行的相位调制的所述定时中使用的特定模式。
14.根据权利要求13所述的控制系统，其中所述光学发送机还包括至少一个另外的相位调制器，
其中所述光学发送机还包括至少一个另外的相位调制器，
其中所述特定模式的长度A被选择，以使得所述特定模式的持续时间比由所述目标相位调制器执行的所述相位调制的所述定时的设置范围长，
其中所述延迟干涉仪是P信号延迟干涉仪，P严格小于A，
其中所述目标相位调制器将所述光载波的相位偏移0或2π/h，h是整数，
其中在集合Φ中存在两个相位状态φ1和φ2，集合Φ是容许由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位状态的集合，φ1和φ2允许相等，使得
Θ ( P ) ⊆ Θ MAX ,
( φ 2 + 2 π / h ) ⊆ Θ ( P ) ,
其中，ΘMAX是定义如下的集合：
ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}，并且
Θ(P)是定义如下的集合：
Figure FPA00001279335100043
Figure FPA00001279335100044
被定义为
Figure FPA00001279335100045
Figure FPA00001279335100046
是由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位，并且
Figure FPA00001279335100047
是由所述目标相位调制器印刻的相位，并且
其中，对于严格小于A的任意非零自然数i，
Figure FPA00001279335100048
并且
Figure FPA00001279335100049
其中，Ψ(i，j)被定义为
Figure FPA000012793351000410
15.一种光学发送机，执行阶数等于或高于4的相移键控，包括：
多个相位调制器，所述多个相位调制器调制光学载波；
延迟干涉仪，所述延迟干涉仪被配置为接收所述光学载波的部分或全部；
光电检测器，所述光电检测器将从所述延迟干涉仪发射的光学信号转换成电信号；
峰峰检测器，所述峰峰检测器检测所述电信号的峰峰值；以及
反馈电路，所述反馈电路适于响应于所述峰峰值来设置由所述相位调制器中的一个目标相位调制器执行的相位调制的定时。
16.根据权利要求15所述的光学发送机，还包括存储特定模式的介质，
其中，当由所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器执行的相位调制的所述定时被设置时，所述相位调制器中的所述一个目标相位调制器响应于所述特定模式来调制所述光学载波，并且
其中所述特定模式的长度A被选择以使得所述特定模式的持续时间比由所述目标相位调制器执行的所述相位调制的所述定时的设置范围长，
其中所述延迟干涉仪是P信号延迟干涉仪，P严格小于A，
其中所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器将所述光载波的相位偏移0或2π/h，h是整数，
其中在集合Φ中存在两个相位状态φ1和φ2，集合Φ是容许由所述至少一个另外的相位调制器印刻的相位状态的集合，φ1和φ2允许相等，使得
Θ ( P ) ⊆ Θ MAX ,
( φ 2 + 2 π / h ) ⊆ Θ ( P ) ,
其中，ΘMAX是定义如下的集合：
ΘMAX＝{(φ1)；(φ2+2π/h)}，并且
Θ(P)是定义如下的集合：
Figure FPA00001279335100053
Figure FPA00001279335100054
被定义为
Figure FPA00001279335100055
Figure FPA00001279335100056
是由所述多个相位调制器中的至少一个另外的相位调制器印刻的相位，并且
Figure FPA00001279335100057
是由所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器印刻的相位，并且
其中，对于严格小于A的任意非零自然数i，
并且
Figure FPA00001279335100059
其中，Ψ(i，j)被定义为
17.根据权利要求15或16所述的光学发送机，其中所述反馈电路被配置为设置由所述多个相位调制器中的所述一个目标相位调制器执行的相位调制的所述定时以使所述峰峰值最小。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的光学发送机，其中所述发送机是串行DQPSK发送机，
其中所述多个相位调制器包括串联连接的第一相位调制器和第二相位调制器，
其中所述第一相位调制器用0或π弧度调制所述光学载波，
其中所述第二相位调制器用0或π/2弧度调制所述光学载波，并且
其中所述延迟干涉仪是一符号延迟干涉仪。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的光学发送机，其中所述发送机是包括第一臂和第二臂的并行DQPSK发送机，
其中所述多个相位调制器包括第一相位调制器和第二相位调制器，所述第一相位调制器和第二相位调制器两者都用0或π弧度调制所述光学载波，
其中所述第一臂包括所述第一相位调制器，
其中所述第二臂包括：
所述第二相位调制器；以及
提供π/2弧度的相位偏移的附加相位偏移器，并且
其中所述延迟干涉仪是一符号延迟干涉仪。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的光学发送机，还包括提供用于所述光学载波的RZ刻划的RZ刻划器，
其中当所述电信号的所述峰峰值被检测时，所述RZ刻划器被关断。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的光学发送机，其中由所述峰峰检测器与所述特定模式的调制相同步地，针对在所述光学载波的符号的中央周围的至少一个点采样所述峰峰值。
22.一种光学应答器，包括：
xPSK调制器，所述xPSK调制器执行阶数等于或高于4的相移键控，并包括多个相位调制器；
解调器，所述解调器包括：适于接收由所述xPSK调制器发射的光学载波的部分或全部的多个延迟干涉仪，和将分别从所述延迟干涉仪接收的光信号转换成电信号的多个光电检测器；
峰峰检测器，所述峰峰检测器检测所述电信号中的一个电信号的峰峰值；以及
反馈电路，所述反馈电路适于响应于所述峰峰值来设置由所述多个相位调制器中的一个目标相位调制器执行的相位调制的定时。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769857A (zh) * 2016-08-22 2018-03-06 中兴通讯股份有限公司 一种光信号调制处理方法、装置及系统

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2007016078A (es) * 2007-12-14 2009-06-15 Itesm Modulador y demodulador para un formato de modulación óptico diferencial con ocho cambios de fase.
US9391710B2 (en) * 2010-12-06 2016-07-12 Nec Corporation Optical signal control device and optical signal control method
WO2013084366A1 (ja) * 2011-12-07 2013-06-13 日本電気株式会社 光通信装置、光送信器および光送信方法
US9151592B2 (en) * 2012-01-03 2015-10-06 Skorpios Technologies, Inc. Method and system for multiple resonance interferometer
US9509411B2 (en) 2012-03-19 2016-11-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Phase shift keying optical modulation apparatus and method of encoding a symbol onto an optical carrier signal
JPWO2014141337A1 (ja) * 2013-03-15 2017-02-16 日本電気株式会社 光変調器、光送信器、光送受信システム及び光変調器の制御方法
US9531478B2 (en) * 2013-11-08 2016-12-27 Futurewei Technologies, Inc. Digital optical modulator for programmable n-quadrature amplitude modulation generation
JP6446803B2 (ja) * 2014-03-25 2019-01-09 日本電気株式会社 光送受信器
US9432121B2 (en) 2014-06-05 2016-08-30 Xilinx, Inc. Optical communication circuits
US10574361B2 (en) * 2015-08-06 2020-02-25 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical phase modulators
US10120210B2 (en) * 2016-06-03 2018-11-06 International Business Machines Corporation Feed-forward optical equalization using an electro-optic modulator with a multi-segment electrode and distributed drivers
US10084619B2 (en) 2016-06-03 2018-09-25 International Business Machines Corporation Nested feed-forward optical equalization using an electro-optic modulator with a multi-segment electrode
JP6998691B2 (ja) * 2017-07-19 2022-01-18 日本ルメンタム株式会社 光送信モジュール
US11838055B2 (en) * 2021-01-22 2023-12-05 Nokia Solutions And Networks Oy Apparatus comprising serially connected electro-absorption modulators

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100546376B1 (ko) * 2003-09-05 2006-01-26 삼성전자주식회사 반도체 광 증폭기의 ｘｐｍ 현상을 이용한 마하 젠더간섭계형 파장 변환기에서 최대 소광비를 출력하는 위상최적화 장치 및 방법
JP4922594B2 (ja) 2005-05-23 2012-04-25 富士通株式会社 光送信装置、光受信装置、およびそれらを含む光通信システム
JP4818367B2 (ja) * 2005-08-24 2011-11-16 ミンテラ・コーポレーシヨン 差動位相偏移変調及び差動直交位相偏移変調受信器及び送信器を制御する方法及び装置
JP4657860B2 (ja) 2005-09-16 2011-03-23 富士通株式会社 光送信装置および光通信システム
JP4678653B2 (ja) * 2006-05-09 2011-04-27 富士通株式会社 光送信装置
JP4419995B2 (ja) 2006-08-16 2010-02-24 日本電気株式会社 光受信器の評価および調整方法ならびに光通信システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769857A (zh) * 2016-08-22 2018-03-06 中兴通讯股份有限公司 一种光信号调制处理方法、装置及系统
CN107769857B (zh) * 2016-08-22 2021-05-11 中兴通讯股份有限公司 一种光信号调制处理方法、装置及系统

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