CN103067091A

CN103067091A - 光发送器、光发送方法和光发送/接收系统

Info

Publication number: CN103067091A
Application number: CN2012103131049A
Authority: CN
Inventors: 西本央
Original assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Current assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-04-24
Also published as: US8811821B2; US20130101296A1; JP2013090292A; EP2584718A1

Abstract

本发明提供了光发送器、光发送方法和光发送/接收系统。一种光发送器包括选择电路、信号处理电路、光调制器和控制电路。所述选择电路在用于发送信号的调制的多值电信号中选择最大值和最小值侧的信号分量。所述信号处理电路通过在所述信号分量上叠加低频波而得的叠加信号与未叠加所述低频波的具有多个中间振幅值的信号的组合，来产生由所述发送信号转换而来的多值电信号。所述光调制器基于所述多值电信号对载波光进行调制。所述控制电路基于调制光信号中包含的低频分量来控制基准振幅值或所述多值电信号的振幅。

Description

光发送器、光发送方法和光发送/接收系统

技术领域

本文讨论的实施方式致力于光发送器、光发送方法和光发送/接收系统。

背景技术

近年来，随着互联网的发展，高质量运动图像的发送和接收已变得普及，结果，通信网络上流通的信息量变大，导致通信业务量急增。

为了应对这种通信业务量的急增，提出了应用调制/解调方法（例如，在中继线中每一个波长40Gb/s的发送性能的差分相移键控（DPSK））的传输系统。DPSK是向相位与参考正弦波不同的波分配不同的值从而发送/接收信号的PSK的应用，并且是基于发送的最后的波（一比特前波）的相位来检测波的相位使得即使在不存在基准信号的情况下也能够识别相位的技术。

此外，除了DPSK以外，还可应用诸如差分正交相移键控（DQPSK）和双极化正交相移键控（DP-QPSK）的调制/解调方法。DQPSK是分别向四个调制的相位分配2比特数据并利用与最后的载波的差来检测载波的相位的QPSK的应用。DP-QPSK是通过两个极化的波来发送QPSK信号的技术。此外，目前，具有100Gb/s的较高容量的DP-QPSK已经被光互联网络论坛（OIF）标准化，并且已经被开发出来。

此外，为了应对通信业务量的猛增，通过使用应用诸如光16正交振幅调制（QAM）的多级光调制的光调制器对较高容量的光传输系统进行了研究。QAM应归于振幅调制和相位调制的组合，并且是通过改变两个元素（振幅和相位）一次发送多条信息的调制/解调方法。

光调制器在基于发送信号的驱动信号的基础上对例如从激光二极管（LD）发射的载波光进行调制，从而产生调制光信号。这里，如果用于驱动光调制器的驱动信号的振幅偏离合适的振幅，则会发生星座（constellation）失真，这使得调制光信号的信噪（S/N）比劣化。因此，需要将驱动振幅控制为最优值。

在这方面，在传统技术中，在应用DQPSK调制的光调制器中存在以如下方式将驱动信号的振幅控制为最优振幅的已知技术：光调制器通过利用低频波微小地改变振幅来对驱动信号进行调制，并控制驱动信号的振幅以使得调制光信号中包含的低频分量为零。这利用了应用DQPSK调制的光调制器的特性：即，当驱动信号的振幅偏离合适的值时，调制光信号中包含低频分量；另一方面，当驱动信号的振幅是合适的值时，调制光信号中不包含低频分量。

专利文献1：日本特开专利公报No.2008-092172

然而，传统技术在更多级的光调制（例如，16QAM光调制）中没有考虑适当地控制驱动信号的振幅。

也就是说，例如，通过组合相位相差π的两个值（例如，0/π）的相位调制来实现DQPSK调制。因此，当驱动信号的振幅是合适的值时，以0/π的相位叠加（superimpose）在驱动信号上的低频信号被输出为频率是低频分量的两倍高的频率分量，因此调制光信号中不包含低频分量。因此，通过控制驱动信号的振幅以使得调制光信号中包含的低频分量为0，可将驱动信号的振幅控制为最优振幅。

另一方面，除了0/π之外，通过以0<φ<π的相位组合相位调制来实现诸如16QAM光调制的更多级的光调制。当直接将传统技术应用于这种光调制时，即使驱动信号的振幅是合适的值，叠加在驱动信号上的低频分量被输出为如同相位为0<φ<π的情况下的频率分量，以使得调制光信号中包含低频分量。即，无论驱动信号的振幅是否最优，调制光信号中包含低频分量；因此，难以确定驱动信号的振幅是否最优。如果驱动信号的振幅被控制为使得调制光信号中包含的低频分量为0，则会难以将驱动信号的振幅控制为最优振幅。

因此，本发明的实施方式的一方面的目的在于提供一种无论多级光调制的多级程度都能够适当地控制光调制器的驱动信号的振幅的光发送器、光发送方法和光发送/接收系统。

发明内容

根据实施方式的一方面，一种光发送器包括：选择电路，其在用于发送信号的调制的多值电信号中选择最大值和最小值侧的信号分量作为低频叠加部分，所述多值电信号具有三个或更多个值；信号处理电路，其通过在所述信号分量上叠加低频波而得的叠加信号与未叠加所述低频波的具有多个中间振幅值的信号的组合，来产生由所述发送信号转换而来的多值电信号，通过将基准振幅值分别乘以预设的不同比率来获得所述中间振幅值；光调制器，其基于由所述信号处理电路产生的所述多值电信号来对载波光进行调制；以及振幅控制电路，其基于由所述光调制器调制的调制光信号中包含的低频分量来控制所述基准振幅值或所述多值电信号的振幅。

附图说明

图1是光发送器的功能框图；

图2是示出低频叠加处理的概述的示图；

图3是示出根据第一实施方式的光发送器的构造的框图；

图4是示出光发送器的处理内容的流程图；

图5是示出根据第二实施方式的光发送器的构造的框图；

图6是示出光发送/接收系统的构造的框图。

具体实施方式

将参照附图解释优选实施方式。顺带提及，本发明不限于所述实施方式。

在下面的实施方式中，首先，解释光发送器的功能框图和低频叠加处理的概述，然后，解释光发送器的更具体的构造和处理内容。图1是光发送器的功能框图。如图1所示，光发送器100包括选择电路104、信号处理电路106、数模转换器（DAC）108和驱动电路110。此外，光发送器100包括光源112、光调制器114、光分路器116、监测器118和控制电路120。

要被发送的电信号被输入到信号处理电路106。

选择电路104在用于发送信号的调制的多值电信号中选择最大值和最小值侧的信号分量作为叠加部分。例如，选择电路104从基准振幅值（A）中仅选择多值电信号的最大电压信号分量或最小电压信号分量作为低频叠加部分。选择电路104将所选择的低频叠加部分输出到信号处理电路106。稍后将描述选择电路104进行的详细处理。

信号处理电路106产生在选择电路104选择的信号分量上叠加低频波而得的低频叠加信号。此外，信号处理电路106产生通过将基准振幅值（A）分别乘以多个预设比率获得的多个连续中间振幅值的多个中间振幅信号。然后，信号处理电路106产生通过低频叠加信号与中间振幅信号的组合对发送信号进行调制而得的多值电信号信息。信号处理电路106将所产生的多值电信号信息输出到DAC 108。稍后将描述信号处理电路106进行的详细处理。

DAC 108将从信号处理电路106输出的多值电信号信息的数字信号转换成模拟信号，并将该模拟信号输出到驱动电路110。驱动电路110放大从DAC 108接收到的模拟多值电信号，并产生驱动信号。驱动电路110将所产生的驱动信号输出到光调制器114。

光源112是例如LD等，并输出载波光。光调制器114基于从驱动电路110输出的驱动信号对载波光进行调制。光调制器114将调制光信号输出到光分路器116。

光分路器116将从光调制器114输出的调制光信号分离为两个，并使调制光信号的一部分分叉到监测器118。

监测器118是用于监测由光分路器116分离的调制光信号的一部分的处理电路，并包括例如信号处理电路106中叠加的低频分量通过的带通滤波器或低通滤波器。监测器118将包含通过带通滤波器或低通滤波器的低频分量的信号输出到控制电路120。

控制电路120基于从监测器118输出的信号中包含的低频分量的相位和强度来控制基准振幅值（A）的振幅或驱动电路110中的多值电信号的振幅。例如，控制电路120控制基准振幅值（A）的振幅或者驱动电路110中的多值电信号的振幅，使得从监测器118输出的信号中包含的低频分量的强度为最小值（0）。控制电路120将例如用于控制基准振幅值（A）的振幅的控制信号输出到选择电路104，或者将用于控制多值电信号的振幅的控制信号输出到驱动电路110。

此外，控制电路120产生在由信号处理电路106产生低频叠加信号中使用的低频波，并经由选择电路104将所产生的低频波输出到信号处理电路106。低频波是例如具有比基准振幅值（A）充分小的振幅和要在信号处理电路106中叠加的低频（例如，1KHz的频率）分量的矩形波。低频波不限于这种矩形波，可以是具有比基准振幅值（A）充分小的振幅和要在信号处理电路106中叠加的低频分量的正弦波或三角波等。此外，控制电路120产生用于控制在由光调制器114调制载波光中使用的偏置电压的控制信号，并将所产生的控制信号输出到光调制器114。

随后，解释低频叠加处理的概述。图2是示出低频叠加处理的概述的示图。图2的上部分中的曲线图是示出光强度关于光调制器114的驱动电压的特性的曲线图；该曲线图的横轴指示光调制器114的驱动电压，纵轴指示关于驱动电压的光输出强度。此外，图2的下部分中的曲线图示意性指示用于驱动光调制器114的多值电信号的波形；该曲线图的横轴指示光调制器114的驱动电压，纵轴指示时间进程。在图2中，基准振幅值（A）是与光输出特性的峰值之间的电压对应的电压，图2示出驱动信号的振幅被最优控制的状态。

如图2所示，在用于驱动光调制器114的驱动信号（多值电信号）中，例如，频率为1KHz的矩形低频波基于针对发送信号的调制设置的基准振幅值（A）叠加在最大信号电压分量156以及最小电压信号分量152和160上。不将低频波叠加在驱动信号（多值电信号）的通过将基准振幅值（A）分别乘以多个预设比率而获得的中间振幅分量154和158上，并且通过将基准振幅值（A）乘以预设比率而获得的中间振幅延续（continue）。顺便提及，相位相反的低频分量分别被叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上。

通过产生这种驱动信号，可以区分驱动信号的振幅是否被最优控制，这是因为，当驱动信号的振幅被最优控制时，调制光信号中不包含由于低频波的低频分量；当驱动信号的振幅没有被最优控制时，调制光信号中包含低频分量。即，当驱动信号的振幅被最优控制时，通过叠加在基准振幅值（A）的最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上的低频波来驱动光调制器114，光输出特性部分地横跨（straddle）峰值。结果，从光调制器114输出调制光信号162，所述调制光信号162具有频率是叠加在驱动信号上的低频分量的两倍高的频率分量。

另一方面，将考虑例如由于如图2所示的基准振幅值（A）的增加或减小而导致驱动信号的振幅没有被最优控制的情况。在这种情况下，基于基准振幅值（A）叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上的低频波驱动光输出特性部分地增加或减小的光调制器114。结果，从光调制器114输出具有基于基准振幅值（A）叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上的低频分量的调制光信号。因此，如果从光调制器114输出的调制光信号包含叠加在驱动信号上的低频分量，则可看出，基准振幅值（A）没有被适当地控制。换言之，可通过自适应地控制驱动信号的振幅以使得从光调制器114输出的调制光信号中包含的低频分量为最小值（0），来最优地控制驱动信号的振幅。此外，通过最优地控制驱动信号的振幅，可防止从光调制器114输出的调制光信号质量劣化。顺便提及，通过最优地控制驱动信号的振幅，还可适当地控制通过将基准振幅值（A）乘以特定比率而获得的中间振幅。

如图2所示，在本实施方式中，基于基准振幅值（A）将低频波仅叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上，并且没有将低频波叠加在中间振幅分量154和158上。这是因为，如果将低频波叠加在中间振幅分量154和158上，则将难以适当地控制驱动信号的振幅。

也就是说，例如，如果还将低频分量叠加在中间振幅分量154和158上，则叠加在中间振幅分量154和158上的低频分量驱动光输出特性部分地增加或减小的光调制器114。结果，光调制器114输出具有叠加在驱动信号上的低频分量的调制光信号。也就是说，无论驱动信号的振幅是否处于适当的状态，调制光信号中都包含低频分量；因此，难以确定驱动信号的振幅是否合适。即使自适应地控制驱动信号的振幅以使得调制光信号中包含的低频分量为最小值（0），也可能难以适当地控制驱动信号的振幅。

然而，在图2中，基于基准振幅值（A）将低频波仅叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上；因此，如上所述，可以区分驱动信号的振幅是否合适。结果，可以通过自适应地控制驱动信号的振幅以使得从光调制器114输出的调制光信号中包含的低频分量为最小值（0），来最优地控制驱动信号的振幅。

顺便提及，在图2中，示出了基于基准振幅值（A）将低频波仅叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上的示例；然而，并不限于此。例如，如图2所示，可将低频波仅叠加在电压低于基准振幅值（A）的预设的第一阈值（α）的信号分量或电压高于比第一阈值（α）高的预设的第二阈值（β）的信号分量上。

这里，第一阈值（α）被设置为低于多个中间振幅分量154和158中的最小电压值（中间振幅分量154的电压）并且高于基准振幅值（A）的最小电压值。此外，第二阈值（β）被设置为高于多个中间振幅分量154和158中的最大电压值（中间振幅分量158的电压）并且低于基准振幅值（A）的最大电压值。

[a]第一实施方式

随后，解释根据第一实施方式的光发送器的构造。图3是示出根据第一实施方式的光发送器的构造的框图。如图3所示，光发送器200包括数字信号处理器（DSP）+DAC 202、LD 206、驱动电路208、210、212和214、DP-I/Q_LN（LiNbO₃：铌酸锂）调制器216以及控制电路250。

控制电路250是与图1所示的控制电路120对应的电路。控制电路250基于从稍后将描述的Y侧调制器220的光电二极管（PD）228和稍后将描述的X侧调制器230的PD 238输出的检测信号（11、12）输出用于控制所述电路的各个控制信号（0至10）。稍后将描述控制电路250的细节。

DSP+DAC 202是集成有图1所示的信号处理电路106和DAC 108的功能的大规模集成（LSI）电路。DSP+DAC 202包括与图1所示的选择电路104对应的选择电路204。DSP+DAC 202可以在DSP部分中识别多值电信号的最大振幅部分（最大电压部分和最小电压部分），并且可以在DAC部分中产生仅多值电信号的最大振幅部分进行低频调制的信号。此外，可在DAC中将多值电信号的中间振幅信号设置为与最大振幅成特定比率，并且不进行低频调制。

从DSP+DAC 202输出的DATA YI输入到驱动电路208。DATA YI是例如如图2所示的四值电信号。如图2所示，DSP+DAC 202仅在四值电信号的最大电压部分和最小电压部分上叠加低频波。驱动电路208例如基于从控制电路250输出的控制信号（9）控制DATA YI的振幅，然后输出DATA YI。

从DSP+DAC 202输出的DATA YQ输入到驱动电路210。DATA YQ是例如如图2所示的四值电信号。如图2所示，DSP+DAC 202仅在四值电信号的最大电压部分和最小电压部分上叠加低频波。驱动电路210例如基于从控制电路250输出的控制信号（10）控制DATA YQ的振幅，然后输出DATA YQ。

从DSP+DAC 202输出的DATA XI输入到驱动电路212。DATA XI是例如如图2所示的四值电信号。如图2所示，DSP+DAC 202仅在四值电信号的最大电压部分和最小电压部分上叠加低频波。驱动电路212例如基于从控制电路250输出的控制信号（4）控制DATA XI的振幅，然后输出DATA XI。

从DSP+DAC 202输出的DATA XQ输入到驱动电路214。DATA XQ是例如如图2所示的四值电信号。如图2所示，DSP+DAC 202仅在四值电信号的最大电压部分和最小电压部分上叠加低频波。驱动电路214例如基于从控制电路250输出的控制信号（5）控制DATA XQ的振幅，然后输出DATA XQ。

LD 206是与图1所示的光源112对应的激光二极管。从LD 206输出的载波光被光分路器206a分离成两个，所述载波光中的一个被光分路器206b进一步分离成两个，所述载波光中的另一个被光分路器206c进一步分离成两个。

DP-I/Q_LN调制器216包括Y侧调制器220、X侧调制器230和π/2极化旋转器240。Y侧调制器220和X侧调制器230可以是16QAM光调制器。π/2极化旋转器240使从X侧调制器230输出的调制光信号极化。

Y侧调制器220包括调制器222a和222b、偏置电路224a和224b、移相器226以及光电二极管（PD）228。调制器222a和222b可以是例如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器。

调制器222a响应于从驱动电路208提供的驱动信号对由光分路器206b分离的载波光中的一个进行调制。偏置电路224a基于从控制电路250输出的控制信号（6）来控制从调制器222a输出的两个调制光波之间的相位关系。

调制器222b响应于从驱动电路210提供的驱动信号对由光分路器206b分离的载波光中的另一个进行调制。偏置电路224b基于从控制电路250输出的控制信号（7）来控制从调制器222b输出的两个调制光波之间的相位关系。

移相器226基于从控制电路250输出的控制信号（8）将从偏置电路224a输出的调制光信号和从偏置电路224b输出的调制光信号的光波的相位相对地平移π/2。例如，移相器226将从偏置电路224a输出的调制光信号移相π/4，并将从偏置电路224b输出的调制光信号向相反侧移相π/4，从而将调制光信号相对地移相π/2。通过光耦合器206d来合成从移相器226输出的两个调制光信号。

PD 228是检测从光耦合器206d输出的调制光信号并输出根据所检测的调制光信号的电信号的光电检测器。PD 228将根据所检测的调制光信号的电信号作为检测信号（12）输出到控制电路250。

X侧调制器230包括调制器232a和232b、偏置电路234a和234b、移相器236以及PD 238。调制器232a和232b可以是例如马赫-曾德尔调制器。

调制器232a响应于从驱动电路212提供的驱动信号对由光分路器206c分离的载波光中的一个进行调制。偏置电路234a基于从控制电路250输出的控制信号（1）来控制从调制器232a输出的调制光信号的偏置。

调制器232b响应于从驱动电路214提供的驱动信号对由光分路器206c分离的载波光中的另一个进行调制。偏置电路234b基于从控制电路250输出的控制信号（2）来控制从调制器232b输出的调制光信号的偏置。

移相器236基于从控制电路250输出的控制信号（3）将从偏置电路234a输出的调制光信号和从偏置电路234b输出的调制光信号相对地移相π/2。例如，移相器236将从偏置电路234a输出的调制光信号移相π/4，并将从偏置电路234b输出的调制光信号向相反侧移相π/4，从而将调制光信号相对地移相π/2。通过光耦合器206e来合成从移相器236输出的两个调制光信号。

PD 238是检测从光耦合器206e输出的调制光信号并输出根据所检测的调制光信号的电信号的光电检测器。PD 238将根据所检测的调制光信号的电信号作为检测信号（11）输出到控制电路250。

从Y侧调制器220输出的调制光信号以及从X侧调制器230输出并被π/2极化旋转器240极化的调制光信号被光耦合器206f合成，然后从DP-I/Q_LN调制器216输出。

光发送器200可对四个子调制器（调制器222a、222b、232a和232b）进行时间共享控制，以便不同时叠加低频信号。此外，光发送器200可在各个极化中对两个子调制器（调制器222a和222b或者调制器232a和232b）进行时间共享控制，以便不同时叠加低频信号。这是因为，当同时对子调制器执行低频叠加时，控制电路250无法区分由PD 228或PD 238检测到的调制光信号是从哪个调制器输出的。然而，在本实施方式中，在各个极化中叠加低频波的时刻在四个子调制器或者两个子调制器当中不同，从而控制电路250能够正确地区分调制光信号是从哪个调制器输出的。

此外，当在各个极化中同时对四个子调制器或者两个子调制器执行低频叠加时，光发送器200可以对要在各个调制器中叠加的低频波设置不同的频率。因此，即使在各个极化中同时对四个子调制器或者两个子调制器执行低频叠加，控制电路250也能够正确地区分调制光信号是从哪个调制器输出的。

控制电路250区分从PD 228或PD 238输出的调制光信号（检测信号）是从哪个调制器输出的，并基于从PD 228或PD 238输出的信号中包含的低频分量的强度来控制驱动信号的振幅。控制电路250控制驱动信号的振幅，以使得从PD 228或PD 238输出的信号中包含的低频分量的强度为最小值（0）。

例如，控制电路250响应于控制信号（0）控制在DSP+DAC 202中使用的基准振幅值（A）的振幅，或者响应于控制信号（4、5、9、10）控制驱动电路208、210、212、214中的放大程度。

随后，解释光发送器200的处理。图4是示出光发送器的处理内容的流程图。如图4所示，首先，控制电路250产生低频叠加因子k（t）（S101）。这里，低频叠加因子k（t）是例如具有比基准振幅值（A）充分小的振幅以及要在DSP+DAC 202中叠加的低频（例如，1KHz的频率）分量的矩形波。低频叠加因子k（t）不限于这种矩形波，可以是具有比基准振幅值（A）充分小的振幅以及要在DSP+DAC 202中叠加的低频分量的正弦波或三角波等。

然后，DSP+DAC 202基于低频叠加因子k（t）、基准振幅值（A）和预设比率（a,b）来确定与各个光波相位（N1,N2,N3,N4）对应的各个振幅值（S102）。例如，如图2所示，相位N1基于基准振幅值（A）对应于最大电压信号分量156。此外，例如，如图2所示，相位N2对应于中间振幅分量154。此外，例如，如图2所示，相位N3对应于中间振幅分量158。此外，例如，如图2所示，相位N4基于基准振幅值（A）对应于最小电压信号分量152或160。

例如，DSP+DAC 202通过N1=k(t)×A确定相位N1的振幅。当低频叠加因子k（t）是矩形波时，相位N1的振幅是矩形波的最大电压部分和最小电压部分。此外，DSP+DAC 202通过N2=a×A确定相位N2的振幅，并通过N3=b×A确定相位N3的振幅。因此，相位N2和N3的振幅各自是固定值。此外，DSP+DAC 202通过N4=A(1-k(t))确定相位N4的振幅。当低频叠加因子k（t）是矩形波时，相位N4的振幅是矩形波的最大电压部分和最小电压部分。

然后，DSP+DAC 202基于与各个光波相位对应的各个振幅值来对发送信号进行调制，并产生数字多值电信号信息（S103）。然后，DSP+DAC 202将数字多值电信号信息转换成模拟多值电信号（S104）。

然后，驱动电路208、210、212、214通过放大该模拟多值电信号来产生驱动信号（S105）。然后，调制器222a、222b、232a、232b基于驱动信号对载波光进行调制，并输出调制光信号（S106）。

然后，PD 228、238将调制光信号的一部分转换成电信号（S107）。然后，控制电路250控制基准振幅值（A）或驱动电路208、210、212、214中的振幅，以使得经转换的电信号中包含的低频分量为最小值（0）（S108）。顺便提及，重复图4中的处理流，以针对温度波动、电源电压波动、时间变化等最优地恒定控制驱动振幅。

如上所述，根据第一实施方式中的光发送器200，无论多级光调制的多级程度，可以适当地控制光发送器驱动信号的振幅。也就是说，根据光发送器200，基于用于驱动调制器222a、222b、232a、232b的驱动信号（多值电信号）中的基准振幅值（A），仅在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上叠加低频波。然后，不在多值电信号的中间振幅分量154和158上叠加低频波，这部分多值电信号是具有通过将基准振幅值（A）乘以预设比率而获得的一系列值的信号。换言之，通过将低频波叠加在最大电压信号分量156以及最小电压信号分量152和160上而得的叠加信号与通过将基准振幅值（A）乘以多个预设比率而获得的中间振幅分量154和158的组合来产生多值电信号。因此，当驱动信号的振幅合适时，调制光信号中不包含低频分量；当驱动信号的振幅不合适时，调制光信号中包含低频分量；因此，可对二者进行区分。也就是说，通过自适应地控制驱动信号的振幅以使得从光调制器114输出的调制光信号中包含的低频分量为最小值（0），则无论多值电信号的多值度，都能够最优地控制驱动信号的振幅。此外，通过最优地控制驱动信号的振幅，还可以适当地控制通过将基准振幅值（A）乘以特定比率而获得的中间振幅。结果，可防止从光发送器200输出的调制光信号的质量劣化。

[b]第二实施方式

随后，解释根据第二实施方式的光发送器。图5是示出根据第二实施方式的光发送器的构造的框图。第二实施方式中的光发送器300具有与第一实施方式中的光发送器200大致相同的构造，并且还包括QAM切换电路350。因此，省略了对与第一实施方式相同的构造的描述，下面主要是关于QAM切换电路350的解释。

QAM切换电路350将用于切换调制方法的切换信号发送到DSP+DAC 202。例如，QAM切换电路350输出用于切换要在DSP+DAC 202中产生的多值电信号的多值度的切换信号。QAM切换电路350将用于切换诸如8QAM、16QAM、32QAM、64QAM等的调制方法的切换信号输出到DSP+DAC 202。

DSP+DAC 202响应于从QAM切换电路350输出的切换信号改变多值电信号的多值度。例如，在第一实施方式中，DATA YI、DATA YQ、DATA XI和DATA XQ是四值电信号；在第二实施方式中，可以响应于切换信号来可变地设置多值电信号的多值度。例如，当DATA YI、DATA YQ、DATA XI和DATA XQ各自产生八值电信号时，Y侧调制器220和X侧调制器230是64QAM光调制器。

按照这种方式，根据第二实施方式，除了第一实施方式中描述的效果以外，可支持各种调制方法。也就是说，根据第二实施方式，可通过从QAM切换电路350输出的切换信号来改变光发送器300的调制方法，从而光发送器300可支持诸如8QAM、16QAM、32QAM、64QAM等的各种调制方法，并增强了光发送器300的多功能性。

顺便提及，例如，当产生了八值电信号时，DSP+DAC 202仅在八值电信号的最大电压部分和最小电压部分叠加低频波，剩余的六值中间振幅信号具有通过将基准振幅值（A）乘以预设特定比率而获得的值。即使在以这种方式改变多值电信号的多值度时，DSP+DAC 202也仅在多值电信号的最大电压部分和最小电压部分上叠加低频波，中间振幅信号具有通过将基准振幅值（A）乘以预设特定比率而获得的值。根据本发明，还可以按照这种多级调制来进行驱动振幅的最优控制。因此，可通过I/Q调制器与数字相干接收的组合来实现对能够自由改变调制方法的光收发器的最优控制。

随后，解释使用根据第一实施方式或第二实施方式的光发送器的光发送/接收系统。图6是示出光发送/接收系统的构造的框图。如图6所示，光发送/接收系统500包括光发送器400-1至400-n（n是等于或大于2的整数）、光复用器410、光放大器/中继器420和可配置光分插复用器（ROADM）430。此外，光发送/接收系统500包括光解复用器440和数字相干光接收器450-1至450-n。

可将根据第一实施方式或第二实施方式的光发送器应用于光发送器400-1至400-n。光发送器400-1至400-n分别输出不同波长（λ1至λn）的调制光信号。

光复用器410通过波长复用来组合从光发送器400-1至400-n输出的不同波长的调制光信号，并经由例如光缆等来输出组合光信号。光放大器/中继器420放大组合光信号，以补偿从光复用器410输出的组合光信号的传输损耗。

ROADM 430执行添加任意波长的光信号的处理和从光信号中提取任意波长的处理。例如，ROADM 430从自光放大器/中继器420输出的组合光信号中提取不同波长的任意多个光信号，并将所提取的光信号输出到光解复用器440。

光解复用器440按照波长将从ROADM 430输出的具有多个波长的组合光信号分离成多个调制光信号。光解复用器440按照波长将所述多个调制光信号分别输出到数字相干光接收器450-1至450-n。数字相干光接收器450-1至450-n各自接收从光解复用器440输出的各个波长的调制光信号，并执行诸如极化划分和QAM解调制的各种接收处理，然后将经处理的调制光信号发送到例如按照路由对信号进行分类的装置（例如，大规模路由器）。随便提及，数字相干接收器具有波长选择功能，从而该系统可以被配置为不包括光解复用器440。

根据该光发送/接收系统500，除了由光发送器400-1至400-n进行的极化复用和QAM解调制之外，对调制光信号执行波长复用，然后发送/接收所述调制光信号；因此，可以实现高容量的光发送/接收系统。此外，例如，通过在光发送器400-1至400-n中改变多值电信号的多值度，可以在不增加波特率的情况下改变每波长传输容量。此外，还在作为改变多值电信号的多值度的结果传输容量增加时，波特率不增加，因此，波长频谱宽度没有加宽，并且可在不改变复用滤波器的情况下执行密集的波长复用。

Claims

1.一种光发送器，该光发送器包括：

选择电路，其在用于发送信号的调制的多值电信号中选择最大值和最小值侧的信号分量作为低频叠加部分，所述多值电信号具有三个或更多个值；

信号处理电路，其通过在所述信号分量上叠加低频波而得的叠加信号与未叠加所述低频波的具有多个中间振幅值的信号的组合，来产生由所述发送信号转换而来的多值电信号；

光调制器，其基于由所述信号处理电路产生的所述多值电信号来对载波光进行调制；以及

振幅控制电路，其基于由所述光调制器调制的调制光信号中包含的低频分量来控制基准振幅值或所述多值电信号的振幅。

2.根据权利要求1所述的光发送器，其中，所述选择电路仅选择所述基准振幅值的最大电压部分和最小电压部分作为低频叠加部分。

3.根据权利要求2所述的光发送器，其中，在把所述低频波叠加到所述最大电压部分和所述最小电压部分上时，所述信号处理电路分别在所述最大电压部分和所述最小电压部分上叠加相位相反的低频波。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光发送器，其中，所述振幅控制电路控制所述基准振幅值或所述多值电信号的振幅，使得所述调制光信号中包含的所述低频分量的强度变低。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的光发送器，其中，所述光调制器利用光正交振幅调制法或光振幅多级调制法来基于所述多值电信号对所述载波光进行调制。

6.根据权利要求1所述的光发送器，该光发送器还包括切换电路，该切换电路将用于切换调制方法的切换信号输出到所述信号处理电路，其中，

所述信号处理电路能够响应于从所述切换电路输出的切换信号来可变地设置所述多值电信号的多值度。

7.根据权利要求1所述的光发送器，其中，通过将基准振幅值分别乘以预设的不同比率来获得所述中间振幅值。

8.一种光发送方法，该光发送方法包括以下步骤：

在用于发送信号的调制的多值电信号中选择最大值和最小值侧的信号分量作为低频叠加部分，所述多值电信号具有三个或更多个值；

通过在所述信号分量上叠加低频波而得的叠加信号与未叠加所述低频波的具有多个中间振幅值的信号的组合，来产生由所述发送信号转换而来的多值电信号；

基于所产生的多值电信号将载波光调制成光信号；以及

基于所述调制光信号中包含的低频分量来控制基准振幅值或所述多值电信号的振幅。

9.一种光发送/接收系统，该光发送/接收系统包括：

多个光发送器，所述多个光发送器各自包括：

振幅控制电路，其基于由所述光调制器调制的调制光信号中包含的低频分量来控制基准振幅值或所述多值电信号的振幅，所述多个光发送器输出波长彼此不同的所述调制光信号；

光复用器，其组合分别从所述多个光发送器输出的不同波长的多个调制光信号；

光放大器/中继器，其包括用于对从所述光复用器输出的组合光信号进行放大的放大器；以及

多个光接收器，其接收经由所述光放大器/中继器传输的光信号。