CN107210818A - 用于加和不同波长的并行调制信号的光功率源和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种光发送器(200)和用于所述发送器(200)的发送器光功率源。所述光功率源包含多个激光器(202)，每个提供各自光波长和光功率下的输出，以及多个分光器组(204)，每个包括与所述多个激光器中各自的一个相关联的输入，并且将输入分割成多个输出，每个具有一个不同的输出功率，其近似为二元关系。所述光发送器(200)包含：第一光调制器，其被配置为使用第一数据位来调制具有第一波长和第一功率的第一光载波信号，以生成第一调制输出信号；第二光调制器，其被配置为使用第二数据位来调制具有第二波长和第二功率的第二光载波信号，以生成第二调制输出信号。

Description

用于加和不同波长的并行调制信号的光功率源和系统

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享有于2015年1月13日提交的申请号为14/595,849和2015年5月29日提交的申请号为14/726,037的美国专利申请的优先权，其二者通过引用并入本申请。

背景技术

移动通信网络使用无线射频(RF)信号向一个或多个设备(如手机、平板电脑等)传输数据。RF信号从发射天线辐射，后者位于蜂窝塔或发射站。减少邻接发射天线或在发射站处的设备数是较为理想的。为此，将用于产生模拟信号以驱动发射天线的设备安置在远离发射天线之处，两处中间用电缆连接。举例而言，用于产生模拟信号的设备可以设置在蜂窝塔的底部或距离蜂窝塔几千米到几十千米之处。

由于电缆重量较大，且信号完整性较差，故而在电缆上携带模拟信号可具有挑战性。因此，可以使用光载波，在光纤上携带模拟信号。这种及类似布置被称为光纤载射频(RoF)系统或射频光纤系统。

发明内容

以下呈现本发明实施例的一些方面的简单概述，以提供对本发明的基本理解。此概述不是本发明的广泛概述。其并非旨在表明本发明的关键或重要要素，也不为标明本发明的范围。其单纯目的在以简单的形式展示本发明的一些实施例，以作为后文所呈现的更为详细的描述的前言。

根据本公开的一个方面，提供了一种光功率源，其包括：多个激光器，每个分别提供各自光波长和光功率下的输出；以及多个分光器组，每个包括与所述多个激光器中各自一个相关联的输入，并且将输入分割成多个输出，每个具有一个输出功率，其近似为： 其中：x是大于1的整数；n是所述分光器组的输出的编号，且有n＝1..m；m是所述分光器组中输出的总数；Power_n是第n个输出的输出功率；并且Power_input是所述分光器组的输入处接收的，激光器输出的光功率。

根据本公开的另一个方面，提供了一种光系统，其具有：分光部件，其包括多个分光器组，每个分光器组分别包括输入，并将所述输入分割为多个输出，每个具有一个输出功率，其近似为：其中：x是大于1的整数；n是所述分光器组的输出的编号，且有n＝1..m；m是所述分光器组中输出的总数；Power_n是第n个输出的输出功率；并且Power_input是所述分光器组的输入处接收的光功率。所述系统也包括：光调制部件，其包括多个光调制器组，每个包括多个调制器输入和相关联的调制器输出，每个所述调制器组根据多个数据信号中各自一个中的关联位来调制光输入；以及光互联部件，其将所述分光器组的各个输出连接到所述光调制器组的各个调制器输入，所述各自光调制器组的所述多个调制器输入中的每一个连接到来自不同分光器组的各自输出，以使得对于每个调制器组，数据位data_i调制所述光调制器组的具有第(w-i)高的光功率的光输入，其中：data_i是数据信号中的第i位，且i＝0..w-1，其中data_w-1是最高有效位；并且w是所述数据信号中的位数。

在一个实施例中，本公开包括一种光发送器，其包括第一光调制器，其被配置为使用第一数据位来调制具有第一波长和第一功率的第一光载波信号，以生成第一调制输出信号；第二光调制器，其被配置为使用第二数据位来调制具有第二波长和第二功率的第二光载波信号，以生成第二调制输出信号，其中所述第二光调制器与所述第一光调制器并行调制；以及光波长复用器，其被配置为将所述第一调制输出信号和所述第二调制输出信号加和到适于通过光链路传输的模拟信号中。

在另一个实施例中，本公开包括一种光发送器，其包括：光调制器，其被配置为调制每个都具有不同波长的光载波信号，其中所述光调制器对光载波信号的调制并行执行以生成调制输出信号，所述光载波信号从使用数字信号的最高有效位来调制的最高功率光载波信号到使用所述数字信号的最低有效位来调制的最低功率光载波信号；以及光波长复用器，其被配置为将所述调制输出信号加和到适于通过光纤传输到模拟光接收器的模拟信号中。

在又一个实施例中，本公开包括一种光传输的方法，包括：使用一个光调制器来用最高有效位以调制具有第一波长和最高功率的光载波信号，以生成调制输出信号；使用另一个光调制器来用次最高有效位以调制具有不同波长和相邻最高功率的另一个光载波信号，以生成另一个调制输出信号；使用再一个光调制器重复所述调制，直至使用最低有效位来调制具有最终波长和最低功率的最终光载波信号，以生成再一些调制输出信号；以及将所述调制输出信号全部组合为适于通过光纤传输的调制模拟信号。

通过以下详细描述，并结合附图和权利要求，将可更加清楚地理解这些及其他特征。

附图说明

本文参照有关附图，对实施例进行描述，其中：

图1为一个可以在其中利用本发明的实施例的射频光纤系统实施例的示意图；

图2描绘了用于数模通信链路的光功率系统的组件；

图3描绘了可用于光功率系统中的分光器的组件；

图4描绘了可用于光功率系统中的另一个分光器的组件；

图5描绘了可用于光功率系统中的光调制器的组件；

图6描绘了数模通信链路的组件；

图7描绘了用于数模通信链接的另一个光功率系统的组件；

图8为光系统中被配置为并行执行调制的光发送器的实施例的示意图；

图9为光子集成电路上的光发送器的实施例的示意图；

图10为包含四个光调制器和4位数字信号的光发送器的实施例的示意图；

图11为将来自激光器的光载波信号进行分光以供四个光发送器使用的分光器的实施例的示意图；和

图12为一种光传输方法的实施例的流程图。

具体实施方式

首先应当理解的是，虽然下文提供了一个或多个实施例的示意性实施方式，但其所公开的系统和/或方法可以使用任意数量的技术加以实施，无论此技术是否已知或现有。本公开绝不局限于下文示出的示意性实施方式、附图和技术，包括本文所示出和描述的示例性设计和实施方式等，而是能够在所附权利要求及其等同技术的范围之内进行修改。

本文所公开的是一种光发送器，其被配置为在光系统中并行执行光信号的调制。正如下文将要更全面地解释的，所述光发送器能够使用来自数字信号的各个位来调制具有不同波长和不同功率的光载波信号，从而生成调制输出信号。所述调制输出信号被组合成为模拟信号，可通过光纤传输到光接收器。换言之，所述光发送器能够以适于处理更新一代移动通信技术(例如第五代(5G)移动通信技术)的方式执行数模转换。

在移动通信网络中，使用射频(RF)发送器将数据传输到移动设备。将模拟RF信号提供给发射天线，由发射天线将信号发射到各自通信客户端。可以各种方式将此模拟RF信号提供给蜂窝塔或发射站。例如，此模拟信号可以通过数字表示传递给发射站。然后，可由此数字信号合成而得模拟信号，功率经过放大后，提供用于驱动发射天线的RF信号。

另选地，可以将模拟信号发送到发射站。当使用模拟信号将数据发送到发射站时，无需在发射站处执行数模转换。可以通过光缆，以模拟光信号的形式，将模拟信号发送到发射站。相比电信号，模拟光信号可以传输更远的距离而不致出现信号退化。对应地，传输信号的数模转换可以在发射天线的远程处执行，并作为光信号进行发送。然后，光模拟信号即可转换为电信号，并经过放大，以驱动发射天线。如果有多个发射天线，则可使用多个光信号；不过也可以用单个模拟信号来驱动多个发射天线。类似地，多个模拟信号来驱动单个发射天线。当由多个模拟信号来驱动单个天线时，各模拟信号可以在不同的时间驱动该单个天线，或者各模拟信号可以具有不重叠的波长，从而允许同时驱动同一个天线。通过采用模拟光信号来传输用于驱动发射天线的信号，可以减少发射天线处的设备的数量，因为不需要先将数字信号转换为模拟信号。

数字信号可包括数字字的时间序列，提供数字字流。每个数字字可包括多个数据位，提供多个数字位流。通过调制光载波，使得载波的光功率与数字信号的幅值对应，可将数字信号转换为模拟光信号。光功率源提供未经调制的光载波，其可根据数字信号进行调制。

模拟信号可被提供作为单波长的调制后的载波，或作为多个载波的复用信号。当通过将多个单独的光载波一起复用来提供单个模拟信号时，用于模拟信号的每个光载波都可具有不同的波长，并可根据数字信号中的位进行调制。调制光载波可被一起复用，成为对应数字信号的单个模拟光信号。

要携带从同一处发射的多个模拟信号，可以有多个数模转换发送器，其以数字信号合成光模拟信号。多个大功率激光器可以提供各个波长的光载波。通过在用数字信号调制载波之前分割光功率，激光器输出的光载波可在多个数模转换发送器之间分享。

使用数量较少的大功率激光器来提供所有光载波，以用于调制多个模拟信号，可以在成本和/或尺寸上带来节约。即少量大功率激光器的成本可能低于大量小功率激光器。类似地，少量大功率激光器所要的空间可能小于大量小功率激光器，这可简化所需组件的安装。还有，用于传输的模拟RF信号的技术要求，进而模拟光信号的技术要求，都可能较高。具体地，提供光载波的激光器在重要频率范围内应具有非常低的相对强度噪声(RIN)，其在无线传输例如蜂窝传输的情况下，处于一千兆赫(GHz)的范围内。使用数量较少的大功率激光器来满足这些要求可更简便，并可能更具成本效益，因为当激光器在大功率工作时，在重要频率范围内激光器的RIN通常会降低。还有，使用大功率激光器可提供足够高的光功率，从而克服接收器处的光子统计散粒噪声。

正如以下要进一步描述的，用于数模光传输环境中的光功率系统可包括若干个大功率激光器，每个的波长各有不同。在一个实施例中，每个激光器在输出端口处的输出所具有的功率都各不相同。在另一个实施例中，激光器的输出被分割送到若干个端口，每个端口的功率各不相同。每个输出端口可根据数字信号的位进行调制。然后，按数字信号中的位调制后的光载波即可被一起复用，以提供模拟光信号进行传输。正如以下进一步详述的，可使用不同激光器所提供的不同光波长来调制具体信号中的各个位。

虽然以3G/4G网络中使用的术语在下文提供了的详述，包括提及基站控制器、无线网络控制器和基站收发台，但应当理解的是：用于类似节点和功能的其他名称也可适用。常称远程射频头的天线与生成数字信号的模拟表示以供传输的网络接入点的分割在未来一代的无线网络中非常有用，并可实现不同的架构。

图1描绘了移动通信网络，在其中可以利用本公开的实施例。该移动通信网络中包含网络102，该网络可包含用于控制和协调通信网络的各种系统。例如，网络102中可包含如网络服务器的计算装置来提供数据或其他服务。虽然被描绘为位于网络102外部，但图1中所描绘的附加组件可以被视为网络102的一部分。

基站控制器(BSC)和/或无线网络控制器(RNC)104根据网络技术，控制着若干个发射站。控制器104与位于发射站的通信设备进行通信，其被示出为基站收发台(BTS)106a、106b(合称BTS 106)。宽泛地，BTS 106自例如控制器104接收数据用以传输，并提供模拟RF信号以驱动发射天线(如图2中的发射天线210)。发射出的RF信号被与各自的BTS 106所关联的一个或多个移动设备108a、108b(合称设备108)所接收。所述设备108可以是手机、平板电脑等。

之前，用于驱动发射天线的模拟信号在紧邻发射天线之处生成，以求避免因传输模拟电信号而导致的信号退化。对应地，发射天线处也就要求有用于执行数模转换的通信设备。而通过将该模拟信号作为光信号来提供，可有更长的传输距离而不致出现明显的信号退化。对应地，也就有可能将数模转换设备置于发射天线的远程位置处，在发射天线紧邻处仅提供光电转化组件和功率放大器。

本文所描述的光发送器可用于提供模拟信号以用于驱动发射天线。所述光发送器可包括光功率系统，其使用数量较少的大功率激光器来提供不同功率水平和波长的、未经调制的光载波。激光器的输出可分割送到若干个端口，且各端口的载波可根据数字信号中的位进行调制。所生成的光模拟信号可被相对短距离地发送，例如从发射塔的底部传输到发射塔顶端的天线所在处。附加地或另选地，模拟光信号可被较远距离地发送，例如几千米或几十千米。不论模拟光信号的传输长度具体为多少，本文所描述的光发送器均可用于从数字表示中生成模拟光信号，所述数字表示为从远离发射天线位置传输的信号的数字表示。模拟光信号可以通过传输光纤进行传输，所述传输光纤可以是光缆。

图1中所描绘的环境100是移动通信网络的过度简化，意在提供一个环境的基本总览，在该环境中可使用所述光功率系统。还有，虽然围绕在移动通信网络中的使用进行了描述，但本文所进一步描述的光发送器可用于其他应用，其中希望提供从数字表示合成的模拟光信号。此种应用可包括例如有线电视前端传输、为偏远地区或无线回传不可用的地区提供无线通信，以及其他可能的应用。在图1的环境100中，应用也可包括自天线(见图2的天线214)向BTS 106的方向进行信号传输。

图2描绘了模拟光发送器系统的组件。正如以下将详述的，所述模拟光发送器系统200可包含光功率源，其为光调制器提供未经调制的光载波，所述光调制器根据数字信号对所述载波进行调制。光功率源可包含若干个大功率激光器202a、202b、202c、202d(合称激光器202)以及多个分光器组204a、204b、204c、204d(合称分光器组204)。每个激光器的输出都连接到各自的一个分光器组204。每个分光器组204将输入分割到不同功率的若干个输出端口，这在图2中示意地用线条的粗细表示。

分光器组204的输出端口连接到若干个光调制器组206a、206b、206c、206d(合称光调制器组206)的调制器输入。每个光调制器组206根据各光调制器组206所分别关联的数字信号S0-S3中的各个位，对来自输入的光载波进行调制。

光调制器组206为调制光载波提供输出端口，而输出端口则连接到各自的光复用器组208a、208b、208c、208d(合称光复用器组208)。每个光复用器组208将来自一个光调制器组的调制光载波进行复用，成为一个模拟光信号，可以通过光纤传输链接进行发送。

光复用器208所提供的模拟光信号可传输到发射天线处，在那里，将有各自的光检器210将光信号转换为对应的电信号。来自光检器210的电信号可经过功率放大器212的放大，放大后的信号用于驱动发射天线214。模拟光发送器系统200可位于发射天线214的远程。例如，模拟光发送器系统200可位于发射天线214所在的蜂窝塔的底部。附加地或另选地，模拟发送器200可位于发射站的远程。激光器202可与光调制器206和光复用器208放置在一起，也可与例如分光器组204、光调制器组206和光复用器208等其他组件分开放置。激光器202的性能可能更易受到环境条件改变的影响，因而可能置于更严密控制的环境中，以确保维持最优或至少可接受的运行。分光器组、光调制器和光复用器在对环境条件的敏感性方面可能更为鲁棒，因而可能置于范围更广泛的位置。分光器组、光调制器和光复用器可被放置在一起，或者单独分开放置，可能与激光器202位于同处，或者单独分开。

图2描绘了用于调制4个数据信号S0-S3的4个激光器202，各数据信号通过各自的传输链接传输到发射天线214附近的光检器210。类似地，每个光调制器组206被描述为调制4位字。为了图示清楚简洁，描绘光功率系统200使用4个激光器来调制4个数字信号，每个信号4个位。模拟光发送器系统200可被扩展到将更多数字信号(其每个都有更多的位)转换为对应的模拟光信号。一般地，被调制的字中的位数可对应于每个分光器组204所提供的输出端口数，不过这样的对应并非必须。类似地，模拟光发送器系统200与光检器之间光纤传输链接的个数可对应于光系统200中的激光器数。如果光纤传输链接的个数不等于字中的位数，则激光器波长数可能多于位数。如果有大量光纤传输链接，则每个波长下可能有多个激光器，且激光功率传递光纤可以在所有光纤传输链接上分配，或者将光纤传输链接分成子集进行处理。

激光器202可以被提供为各种不同类型的激光器。例如，所述激光器可以是分布反馈(DFB)半导体激光器、光纤激光器或其他类型的激光器。虽然可以使用不同类型的激光器，但光纤激光器较为合适，因为能够提供较低的光噪声，这一点对具有动态范围较大的模拟光链接而言可以是有优势的。通常，光纤激光器所提供的功率输出高于调制数字信号中单个位的所需。

模拟光发送器系统200的分光器组204将激光器202的输出分割为若干个输出，该若干个输出被分配给不同的光调制器组206。每个激光器202输出的光载波可具有大体相同的光功率，但波长不同。每个数字信号都由各个光调制器组206调制，用于调制光载波的具体数字信号的每个位都具有不同于该数字信号其他位的波长和功率。例如，光调制器206a被描绘为自分光器组204接收4个不同的、未经调制的载波。光调制器206a的每个载波可以为不同波长以及不同功率。光调制器206a使用数字信号的最高有效位来调制最高功率的光载波功率。第二高功率的光载波由数字信号的第二高有效位调制。第二低功率的光载波由数字信号的第二低有效位调制，并且最低功率的光载波由数字信号的最低有效位调制。

为免在光载波被一起复用时产生拍频，光载波的波长必须被充分地分隔开。实用光载波间隔是100GHz或200GHz，因为这种间隔的激光器和光复用器常由密集波分复用组件的制造商提供，或者使用常见的粗波分复用组件得到500GHz到2THz的间隔。实用光载间隔足以避免调制光信号之间出现拍频。

各激光器202的未经调制的光载波输出被提供给分光器组204的各自每一个，其将通向分光器组的输入分割到若干个输出端口，所述输出端口提供光功率不相同的各个光载波，可用于调制数字信号中的数据位。每个分光器组204被布置为使得其每个输出端口提供约为前一个输出端口1/2的光功率，第一输出端口具有约为输入的1/2的光功率。即每个分光器组被布置为使得每个输出端口的功率约为：

其中：

x是大于1的整数；

n是分光器组中输出端口的编号，且有n＝1..m；

m是分光器组中输出端口的总数；

Power_n是第n个输出端口的光功率；并且

Power_input是所述分光器组的输入处接收的，激光器输出的光功率。

在上面的方程中，x通常选为2，以使输出端口的功率提供一个功率的二元序列(binary sequence)。虽然功率输出的二元序列可便于调制二进制的数字信号，但在其他场景中，功率输出的其他分数序列可能是有用的。

当来自一个调制组的调制光载波被一起复用为模拟光信号时，光模拟信号在所有波长上的总光功率正比于数字信号的幅值，而数字信号则为用于驱动天线的想要的模拟信号的数字表示。对应地，当关联的光检器210检测到模拟光信号并将之转换为电信号，则由此而得的电信号就对应着用于驱动天线的想要的模拟信号。

图3描绘了可用于光功率系统中的分光器组的组件。分光器组304可用作分光器组204。分光器组304被布置为多个单个分光器308、310、312、314的非对称树，每个分光器都将其所接收到的光载波的功率分割成两个光载波。分光器308、310、312、314被描绘为将光功率分割为近似相等的光载波。如所描绘，输入光信号306被第一多个单个分光器308近似对半分割为两个输出316a、316b。其中一个输出316a被提供作为分光器组304的最高功率输出318a，并提供约为输入的光功率的1/2。初始分光器308的第二输出316b被提供作为通向第二分光器310的输入，第二分光器则将输入分割为两个输出，其中之一被提供作为该分光器组的输出318b。第二输出提供给第三分光器312的输入，第三分光器则将输入分割为两个输出，其中之一被提供作为该分光器组的输出318c。第二输出被提供给第四分光器314的输入，第四分光器则将输入分割为两个输出，其中之一被提供作为该分光器组的输出318d。最后一个分光器的第二输出不可使用。虽然图3中仅描绘了4个分光器，仍可包含附加分光器以提供足够的分光器组输出。

如上所述，输出318a、318b、318c、318d(合称输出318)由近50/50分光器308、310、312、314提供。然而在实践中，希望功率的分割略不平均，使得更多功率被提供给具有附加分光器的输出分支，以弥补每个分光器的光功率损失。虽然输出318被描绘为输入的一定百分比，但要理解的是，那些事假定分光器为理想50/50分光器时的近似。多个单个分光器被布置为使得每个输出都具有之前输出的1/2的功率。最高功率输出可为输入功率的约50％；不过，可能略低，以便有更多的功率提供给具有附加分光器的分支。附加的功率弥补每个分光器所带来的光损失。

图4为可用于光功率系统中的另选分光器组的组件。分光器组404在功能上与图3所描述的分光器组大体相似。不过，正如图3中所描绘的，多个单个分光器314将光载波分割为两个光载波，而其中一个不用。为减少浪费的光功率的量，最末的分光器314可以略去，且近似50/50分光器312可被替换为分光器412，以将光功率非均等地分割为最终输出318c、318d。分光器412可将光功率按近似67∶33的比率分割，使得约2/3的光功率被提供到输出318c，以及约1/3的光功率被提供到输出318d。一般地，分光器组中多个单个分光器的个数可以比该组的输出端口数少一。

回到图2，分光器组204的输出连接到不同的光调制器组206。每个光调制器206都使用不同的激光波长调制各自的数据信号S0-S3中的每个位。调制后的波长由各自的光复用器208进行复用，以提供在光传输链路上发送的模拟光信号。由于每个数据信号的位都是使用功率为二元序列的光信号来调制的，故复用后光信号所有波长上的功率就是数据信号的模拟表示。

图5描绘了可用于光功率系统中的光调制器组的组件。光调制器组506可用作前文图2所描述的光调制器组206。光调制器组506接收多个输入508a、508b、508c、508d(合称输入508)。每个输入508都是根据被传输的数据信号中单个位而调制。正如图5中所描绘的，被传输的信号S0包括4个位，被描绘为位串‘1010’，并且相应地，光调制器组506包括4个输入508和调制器。一般地，输入及其关联的各个调制器的个数将对应于数字信号的位数。不过，有可能配置调制器具有更多输入，并配置各个调制器来用于调制位数较少的数字信号。输入508自不同激光器所关联的分光器组接收各自的未经调制的光载波。对应地，每个输入都与不同波长关联。还有，分光器组向每个输入所提供的功率也有不同。例如，第一输入508a接收的第一波长的光载波约为激光器输出的光功率的1/2。类似地，第二输入508b接收的第二波长的光载波约为激光器输出的光功率的1/4。第三输入508c接收的第三波长的光载波约为激光器输出的光功率的1/8。第四输入508d接收的第四波长的光载波约为激光器输出的光功率的1/16。正如图2中所描绘的，多个单个分光器组所提供的不同功率输出被分配给不同的光调制器组，从而实现了将来自大功率激光器的光功率在多个光调制器组之间分享。

光调制器组506中包含若干个单独的光调制器510a、510b、510c、510d(合称光调制器510)，用于自各自的一个输入并依据数据信号中对应的位来调制光信号。光调制器组506使用数字信号的最高有效位SO₃ 512a来调制最高功率光输入，即输入508a。光调制器组506使用数字信号的第二高有效位SO₂ 512b来调制第二高功率光输入，即输入508b。光调制器组506使用数字信号的第二低有效位SO₁ 512c来调制第二低功率光输入，即输入508c。光调制器组506使用数字信号的最低有效位SO₀ 512d来调制最低功率光输入即输入508d。光调制器组506提供调制输入载波作为该调制器组的输出514a、514b、514c、514d。

各个光调制器510可由马赫曾德(MZ)调制器提供。各个光调制器510基于数字信号的关联位来调制各个输入载波的功率。各个调制器的输出将取决于输入载波的光功率和位值。这在图5中表示为输入的各自光功率(50％、25％、12.5％、6.25％)乘以‘0’位或‘1’位的调制级别。

回到图2，每个光调制器组206的输出被一起组合到模拟光信号中。光复用器组208与每个光调制器组206相关联，以提供与光复用器组所调制的数据信号相对应的模拟光信号。来自每个光复用器208的输出通过各自的光纤传输链路传输到发射站。每个光纤传输链路携带一个模拟光信号。不同波长的若干个载波在光复用器处组合，以提供与驱动信号的数字信号表示相对应的模拟光信号。光检器可检测到模拟光信号，提供正比于该模拟光信号的全部波长的光功率的电输出。从光检器而得的电信号即对应着数字信号的模拟电信号。

图6描绘了数模通信链路的组件。正如图6中举例描绘的，光复用器608自光复用器组(例如图2中所描绘的光复用器组)接收到多个输入610a、610b、610c、610d(合称输入610)。输入610对应着数字信号中的各个位，该信号被描绘为4位信号。光复用器608处接到输入610，且输入610被一起组合为单个光信号612。输入610的每个光信号都可具有不同的波长，各波长之间相互分隔，以免在一起组合时在输出中生成拍频。组合后的光信号612在传输链路上被发送到光检器614。光检器生成电信号616，其幅值对应着组合后的光信号612在所有波长上的总功率。电信号616可由一个或多个功率放大器组件618放大，以提供模拟驱动信号620，该信号被提供给发射天线622，并使得发射天线622发射RF信号。

图7描绘了用于数模通信链路的另一个光功率系统的组件。光功率系统700将数字数据信号转换为对应的模拟光信号，然后在各个传输线上将其传输到接收器。光功率系统700包括多个大功率激光器702。大功率激光器的个数可对应于被转换为对应的模拟信号的数据信号的个数。每个大功率激光器702生成特定波长和功率的光信号。每个大功率激光器702所生成的波长各不相同，其与其他波长之间有足够的距离间隔，以免在光信号组合时生成拍频。每个不同激光器702所生成的每个光信号的功率大体相同。

每个激光器702的输出被提供给分光器部件704。分光器部件可包括布置在分光器组中的若干个单独的分光器，以为来自激光器702的每个输入提供多个光输出。分光器部件704将每个输入分割到多个输出端口，使得输出端口的光功率是二元序列。最高功率输出端口可为激光器所提供的输入功率的某个分数，为求简便，此部分被描述为输入功率的约1/2，不过无需为输入功率的1/2一半。每个后续输出的功率都为相邻最高功率输出的功率的1/2。分光器部件提供给每个激光器输入的输出端口数对应正被调制的数据信号中的位数。例如，若数据信号包括8位信号，则分光器部件704可将每个激光器输入分割到8个输出端口。这8个端口的输出功率将近似正比于输入功率的全部8个通道的输出功率的总和将约等于总输入功率减去分光器所带来的光损失。

来自分光器部件704的各个输出可被提供给连接矩阵部件706，其将输出连接到光调制部件708的单个输入。连接矩阵部件706可以各种方式被提供，包括光波导或各个光纤。不论连接矩阵的具体构造为何，分光器部件704的多个输出通道被连接到光调制部件708的各个调制器的输入。

光调制部件708自分光器部件704接收输出，并根据数据输入710调制各个光信号。如所描绘的，光调制部件708接收8个数据信号，其中每个可包括8个位。如果分光器部件将来自每个激光器的光信号分割为8个输出通道，则光调制部件708调制光信号如表1所示。

表1-显示位调制的光信号分派的表格

数据信号的每个位经过调制后的输出被提供到光复用器部件712，那里将数据信号的各个调制后的输出组合为单个光信号，其可在对应的传输线714上进行发送。

在图2至7以示例方式示出的实施例中，为多个波长附加模拟传输(wavelengthadditive analog transmission)提供光功率的装置中包含一组(或一群组)激光器，各激光器的功率由分光器分割为二元序列，耦合到一组(或一群组)调制器。在这些实施例中，每个激光器的输出都非均等分割到单独的激光传输光纤中。光纤中光功率的比例是2的幂指数列乘以最低功率。每个位所分派的波长进行轮换，从而可利用所有光功率。

在一个实施例中，可以在每个功率分配器的输出波导上提供可调光衰减器来补偿非理想分割比例和光调制器传输与幅值响应中的变动。另选地或附加地，此衰减器可以与反馈监视器(例如具有数字信号处理器(DSP)的反馈监视器组合)。

图8描绘了模拟光发送器系统的实施例的组件。所述模拟光发送器系统800可包括光功率源，例如类似于图2的功率系统200或图7的功率系统700，其为光调制器提供未经调制的光载波，所述光调制器根据数字信号对所述载波进行调制。所述光功率源可包括若干个大功率激光器802a、802b、802c、802d、802e、802f、802g和802h(合称激光器802)。虽然示出的是八个激光器802，但可用任意数量的激光器。每个激光器802都输出不同波长和不同功率的未经调制的光载波信号，在图8中以直线示意地表示。

所述不同波长和不同功率的未经调制的光载波信号被发送到光发送器804的输入端口。虽然图8中所示为一个光发送器804，但光发送器系统800可包含任意数量的光发送器。图8中的光发送器804包含一组八个单个位的光调制器803a、803b、803c、803d、803e、803f、803g和803h(合称光调制器803)。不过，光发送器804中可包含任意数量的光调制器803。在一些实施例中，光调制器803是数字驱动马赫曾德干涉仪，也可称为马赫曾德调制器。在一些实施例中，光调制器803是8位调制器、4位调制器、3位调制器、2位调制器、单个位调制器或它们的组合。正如下文将要更全面地解释的，光发送器804中的光调制器803被配置为并行执行光载波信号的调制。在一些实施例中，调制器803具有类似的高状态传输和类似的低状态传输。

光发送器804被配置为自驱动器806接收数字数据信号。此数字信号可包含单个数据位或多个数据位。例如，驱动信号可以是单个位驱动信号、二位驱动信号、三位驱动信号、四位驱动信号、八位驱动信号等。图8中的驱动器806向光发送器804提供八个单个位数字驱动信号。每个单个位驱动信号用于光发送器804中的八个单个位光调制器803，且由其接收。换言之，光发送器804中的八个单个位光调制器803中的每一个都接收驱动器806所输出的八个单个位驱动信号中的一个。

在一个实施例中，光发送器804中的光调制器803使用来自驱动器806的第一数据位来调制来自激光器802a的、具有第一波长和第一功率的光载波信号，以生成第一调制输出信号。以类似方式，光调制器803b使用自驱动器806接收的第二数据位来调制来自激光器802b的、具有第二波长和第二功率的光载波信号，以生成第二调制输出信号；光调制器203c使用自驱动器806接收的第三数据位来调制来自激光器802c的、具有第三波长和第三功率的光载波信号，以生成第三调制输出信号；以此类推。

每个光载波信号都与其他的光载波信号互相发生拍频。光链路807中的信号是数字光信号。模拟波形在模拟光接收器808中产生。为了在模拟信号中实现较高的信噪比，每个数字光信号的带宽可远大于模拟信号的带宽。

在一个实施例中，每个未经调制的光载波信号的波长都与其他波长相互隔开，其频率差足以使得拍频大于光链路807上每个数字光信号的传输谱范围。例如，波长间隔可以是100GHz。在一个实施例中，第二功率是第一功率的一半，第三功率是第二功率的一半，以此类推。例如在一个实施例中，第一光载波信号所具有的功率是50％，第二光载波信号所具有的功率是25％，第三光载波信号所具有的功率是12.5％，以此类推。

如图8所示，光调制器803a所共同生成的八个调制输出信号在八个输出端口处，被输出到光波长复用器805。光波长复用器805被配置为将自光调制器803所接收的八个调制输出信号加和到一个适于通过光纤807传输的模拟信号。在一个实施例中，光波长复用器805是阵列波导光栅(AWG)。在一个实施例中，光波长复用器805是星形联结树(Y-junctiontree)。在一个实施例中，光波长复用器805是级联的薄膜滤光器。在AWG、星形联结树或级联的薄膜滤光器中选择哪种，可基于插入损失和功率处理要求来确定。

如图8所示，自光波长复用器805输出的组合调制模拟信号通过光纤807传递到模拟光接收器808。模拟光接收器808也可称为光检器，可以布置在类似于图1中BTS 106的BTS之中。模拟光接收器808生成电信号，其所具有的幅值对应于自光波长复用器805接收的组合模拟信号的所有波长上的总功率。本文所用的具体波长并不重要，因为光检器808只检测所有波长上的总功率。光检器808基于所接收到的模拟信号而生成电信号，该电信号可经过一个或多个功率放大器809的放大，以提供模拟驱动信号。模拟驱动信号被提供给发射天线810，使得发射天线810辐射出RF信号。由于本文所描述的组件功能的安排，光接收器808处不需要光解复用器。其实，光接收器808检测到的是光的总功率随时间的函数，并从而产生模拟波形。

图9描述了在光集成电路(PIC)910上配置的光发送器904。光发送器904可类似于图8的光发送器804。光发送器904包含多波长光输入端口920。光输入端口920可以是边缘或表面光栅耦合。虽然示出的是八个光输入端口920，但可用任意数量的光输入。光输入端口920被配置为自例如图8所示的激光器802接收未经调制的光载波信号。

光输入端口920将未经调制的光载波信号提供给光调制器903。光调制器903可类似于图8的光调制器803。如图9所描绘的，光调制器903是马赫曾德调制器，每个都包括光功率分光器930，其具有两个双输出光波导、对所述双光波导中的一个或两个产生作用的光移相器940、以及光功率组合器960。所述光移相器940由来自驱动器芯片950的数字电信号驱动。光输出端口970将来自每个马赫曾德光调制器的调制信号传递到光复用器，其可类似于图8的光复用器805。通过在光功率组合器960处改变两个光波导的相对光相位，马赫曾德光调制器根据驱动器芯片950所施加的电信号而产生调幅光信号。

如图9所示，驱动器芯片950被配置为提供八位数字信号(如“00100110”)。不过，驱动器芯片950可被配置为提供任意位数的数字信号。图9中每个光调制器903都是单个位调制器，这意味着光调制器被配置为以单个数据位在光波导940中对未经调制的光载波信号进行调制。不过在其他实施例中，光调制器903可被配置以容纳附加的位。在这种情况中，驱动器芯片950提供具有相应位数的数字信号。例如，如果光调制器903是二位调制器，并有八个，则驱动器芯片950提供具有共16位的数字信号。

如图9所示，靠上的光调制器903a的双波导940是最低有效位的移相器，同时靠下的光调制器903h的双波导940是最高有效位的移相器。最高有效位与最低有效位之间的位被按顺序提供给位于图9中靠上和靠下的光调制器903之间的光调制器903。在其他实施例中，最高有效位的移相器、最低有效位的移相器和其他位于中间的移相器的布置可有不同。

在一个实施例中，来自驱动器芯片950的驱动信号通过PIC 910，如上所注，到达终端电阻芯片980。在一个实施例中终端电阻芯片980位于相对于PIC 910的远程位置。

图9的光调制器903使用驱动器芯片950所提供的数字信号中的数据位来对穿过波导940的光载波信号进行调制。由于光载波信号被分光器930分割，故而光载波信号被每个光调制器903中的光组合器960重新组合，以生成调制光载波信号。然后，调制光载波信号被提供给光输出970。虽然示出的是八个光输出970，但可用任意数量的光输出。光输出970的数量对应于光输入920的数量。光输出970被配置为输出来自光发送器904的调制光载波信号。在一个实施例中，光输出970将调制光载波信号提供给复用器，例如图8的复用器805。

图10是具有四个一位光调制器1003的光发送器1004的实施例。光发送器1004和光调制器1003可分别类似于图8和9中的光发送器804、904和光调制器803、903。光发送器1004接收多个输入1008a、1008b、1008c、1008d(合称输入1008)。每个输入1008都是根据被传输的数据信号中单个位而调制。正如图10中所描绘的，被传输的信号S0包括4个位，被描绘为位串‘1010’，并且相应地，光发送器1006包括四个输入1008和调制器1003。一般地，输入及其关联的各个调制器的个数将对应于数字信号的位数。不过，有可能配置具有更多输入的调制器，并配置各个调制器来用于调制位数较少的数字信号。输入1008自不同激光器所关联的分光器组接收各自未经调制的光载波。对应地，每个输入都与不同波长关联。还有，激光器向每个输入所提供的功率也有不同。例如，第一输入1008a接收的第一波长的光载波，其功率约为激光器输出的光功率的50％。类似地，第二输入1008b接收的第二波长的光载波，其功率约为激光器输出的光功率的25％。第三输入1008c接收的第三波长的光载波，其功率约为激光器输出的光功率的12.5％。第四输入1008d接收的第四波长的光载波，其功率约为激光器输出的光功率的6.25％。

光发送器1004中包含若干个单独的光调制器1003a、1003b、1003c、1003d(合称光调制器1003)，用于自各自一个的输入并依据数据信号中对应的位来调制光信号。光调制器1003a使用数字信号的最高有效位SO₀ 1012a来调制最高功率光输入，即输入1008a。光调制器1003b使用数字信号的第二高有效位SO₁ 1012b来调制第二高功率光输入，即输入1012b。光调制器1003c使用数字信号的第二低有效位SO2 1012c来调制第二低功率光输入，即输入1008c。光调制器1003d使用数字信号的最低有效位SO₃ 1012d来调制最低功率光输入，即输入1008d。光调制器1003共同提供调制输入载波作为输出1014a、1014b、1014c、1014d。

各个光调制器1003基于数字信号的关联位来调制各自输入载波的功率。各个光调制器的输出将取决于输入载波的光功率和位值。这在图10中表示为输入的各自光功率(50％、25％、12.5％、6.25％)乘以‘0’位或‘1’位的调制级别。

图11描绘了模拟光发送器系统的组件。模拟光发送器系统1100类似于图8的光系统800。系统1100包括光功率源，其向光发送器1104提供未经调制的光载波，每个光发送器使用一组光调制器(未示出)来根据数字信号对载波进行调制。图11中的光发送器1104类似于图10的光发送器1004。

光功率源可包括若干个大功率激光器1102a、1102b、1102c、1102d(合称激光器1102)以及多个分光器1190a、1190b、1190c、1190d(合称分光器1190)。每个激光器的输出都连接到各自的一个分光器1190。每个分光器1190将输入分割到不同功率的若干个输出端口，其在图11中示意地用线条的粗细表示。例如，最粗的线可表示50％功率，第二粗的线可表示25％功率，第二细的线可表示12.5％功率，且最细的线可表示6.25％功率。

分光器1190的输出端口连接到若干个光发送器1104a、1104b、1104c、1104d(合称光发送器1104)的调制器输入。每个光发送器1104根据各光发送器1104中的各自一个所关联的各自数字信号S0-S3中的各个位，对来自输入的光载波进行调制。

光发送器1104为调制光载波提供输出端口，而输出端口则连接到各自的光复用器1105a、1105b、1105c、1105d(合称光复用器1105)。光复用器1105可类似于图8的光复用器805。每个光复用器1105将来自一个光发送器1104的调制光载波一起复用，成为单个模拟光信号，其可以通过光纤传输链路进行传输。

光复用器1105所提供的模拟光信号可在光纤上传输到发射天线处，在那里，将有各自的光检器1108将光信号转换为对应的电信号。光检器1108可类似于图8的光检器808。来自光检器1108的电信号可由功率放大器1109放大。功率放大器1109可类似于图8的放大器809。放大后的信号用于驱动发射天线810。发射天线1110可类似于图8的天线810。

模拟光发送器系统1100可位于发射天线1110的远程。例如，模拟光发送器系统1100可位于发射天线所在的蜂窝塔的底部。附加地或另选地，模拟发送器1100可位于发射站的远程。激光器1102可与光发送器1104和光复用器1105放置在一起，也可与例如分光器1190、光发送器1104和光复用器1105等其他组件分开放置。激光器1102的性能可能更易受到环境条件改变的影响，因而可能置于更严密控制的环境中，以确保维持最优或至少可接受的运行。分光器1190、光发送器1104和光复用器1105在对环境条件的敏感性方面可能更为鲁棒，因而可能置于范围更广泛的位置。分光器1190、光发送器1104和光复用器1105可能被定位在一起，或者分开定位，可能与激光器1102位于同处，或者分开定位。对于上行链路方向，激光器1102可以位于发射塔的底部，并且光发送器1104可以位于发射塔的顶部。对于下行链路方向，激光器1102可以位于BSC/RNC(类似于图1的104)的所在地，并且光发送器1104可以位于塔的底部。

图12是一种光传输的方法1200。可发起并执行方法1200以生成适于通过光纤递送给光检器的光传输。方法1200可由本文所公开的光发送器之一实施，例如图8-11的光发送器804、904、1004、1104。在方框1202中，使用最高有效位来调制具有第一波长和最高第一功率的光载波信号，以生成调制输出信号。在一个实施例中，所述调制由光调制器执行，如类似图8和10的光调制器803、1003。在方框1204中，使用次最高有效位来调制具有第二波长和第二高功率的另一个光载波信号，以生成另一个调制输出信号。在一个实施例中，所述调制由另一个光调制器执行，如类似图8和10的光调制器803、1003。在方框1206中，使用再一个光调制器重复所述调制，直至使用最低有效位来调制具有最终波长和最低功率的最终光载波信号，以生成再一些调制输出信号。在一个实施例中，所述调制由另一个光调制器执行，如类似图8和10的光调制器803、1003。在方框1208中，所有调制输出信号都被组合为一个适于通过光纤传输的调制模拟信号。所述调制模拟信号可由光检器接收，经过放大，然后按以上所述，作为RF信号发送出去。

从以上内容中，本领域普通技术人员将理解的是：在多通道光发送器中，并行布置了多个调制器。多个并行的单波长模拟信号被加和，并通过光纤发送到光检器。模拟光发送器具有正比例于相对功率的关系，产生并行传输的光信号。如此，光纤末端的光检器接收到完整的模拟信号。每个位的实际波长并不重要，因为在光检器处，所有光功率都是简单相加的。其实，此模拟信号是通过将信号频率下的光调制幅值所对应的位的总和与数字载波频率下的逻辑零光功率所对应的位的总和加和而得到的。在光检器处，每个位的光调制幅值成二元序列。此外，假定所有调制器均相同，则光调制幅值正比于进入调制器的光功率。光功率源或分光器将功率分割成二元序列，例如分数1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128和1/256对应于八位信号，其中一个功率被发送到每个调制器中。

虽然以上描述了各种具体实施例，但将理解，这些教导很容易应用到更多的实施例。还有，各种物理实施方式也可依靠各种附加考虑而实现，例如制造要求和/或能力、具体系统的要求以及其他考虑。例如，激光器可能作为单独的物理组件提供。分光器可能作为若干个分割的组件提供，每个为例如4个激光器提供一个分光器。另选地，分光器可以与光调制器在同一块光芯片上提供。光调制器可作为组合在一起的单独组件提供，或者作为提供信号调制的单个组件提供。对应地，本领域普通技术人员将容易理解的是，本文所提供的教导可用于提供大量不同的系统实施方式，其运用本文所述的光功率系统以提供数字电信号到模拟光信号的转换。

应当理解的是，除非上下文明确相反地指出，否则单数形式的“一”、“一个”和“所述”也包括复数指代物。因此，例如，“一个装置”可以包括指一个或多个此装置，即为至少一个装置。除非另有说明，否则术语“包括”、“具有”、“包含”和“容纳”应解读为开放式术语(即意指“包括但不限于”)。除非本文另有说明或明显与上下文相矛盾，否则本文所描述的方法可以按任意合适的顺序执行。除非另有申明，否则使用示例或举例性语言(如“例如”)仅旨在更好地示出或描述本发明的实施例，并非旨在限制本发明的范围。

Claims (37)

1.一种光功率源，包括：

多个激光器，每个提供各自光波长和光功率下的输出；以及

多个分光器组，每个包括与所述多个激光器中各自的一个相关联的输入，并且将所述输入分割成多个输出，每个具有输出功率，其近似为：

<mrow> <msub> <mi>Power</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msup> <mi>x</mi> <mi>n</mi> </msup> </mfrac> <msub> <mi>Power</mi> <mi>input</mi> </msub> <mo>,</mo> </mrow>

其中：

x是大于1的整数；

n是所述分光器组的所述输出的编号，且有n＝1..m；

m是所述分光器组中输出的总数；

Power_n是第n个输出的所述输出功率；并且

Power_input是所述分光器组的所述输入处接收的，所述激光器的输出的光功率。

2.根据权利要求1所述的光功率源，其中所述多个分光器组中的至少一个包括多个单个分光器的非对称树，每个单个分光器将输入分割为近似相等的输出。

3.根据权利要求2所述的光功率源，其中所述多个单个分光器中的每一个都对所述输入功率做不相等分割，以使连接到附加的多个单个分光器的输出得到附加功率。

4.根据权利要求3所述的光功率源，其中所述附加功率弥补多个单个分光器所导致的光功率损失，以使所述各自分光器组的所述输出是分数功率的二元序列。

5.根据权利要求1所述的光功率源，其中，x＝2。

6.根据权利要求1所述的光功率源，其中所述多个激光器中每一个所述各自的光波长由足够的距离间隔开，以免在所述各自的光波长组合时生成拍频。

7.根据权利要求1所述的光功率源，还包括多个光调制器组，每个包括多个调制器输入和相关联的调制器输出，各自的光调制器组的所述多个调制器输入中的每一个连接至来自不同分光器组的各自输出，以使得对于每个调制器组，数据位data_i调制所述光调制器组的具有第(w-i)高的光功率的所述光输入，其中

data_i是所述数据信号中的第i位，且i＝0..w-1，其中data_w-1是最高有效位；并且

w是所述数据信号中的位数。

8.一种光系统，包括：

分光部件，其包括多个分光器组，每个包括输入，并将所述输入分割为多个输出，其每个具有输出功率，近似为：

<mrow> <msub> <mi>Power</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msup> <mi>x</mi> <mi>n</mi> </msup> </mfrac> <msub> <mi>Power</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>p</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> </mrow>

其中：

x是大于1的整数；

n是所述分光器组的所述输出的编号，且有n＝1..m；

m是所述分光器组中输出的总数；

Power_n是第n个输出的所述输出功率；并且

Power_input是所述分光器组的所述输入处接收的所述光功率。

光调制部件，其包括多个光调制器组，每个包括多个调制器输入和相关联的调制器输出，每个所述调制器组根据多个数据信号中的各自一个的关联位来调制光输入；以及

光互联部件，其将所述分光器组的各个输出连接到所述光调制器组的各个调制器输入，所述各自的光调制器组的所述多个调制器输入中的每一个连接来自不同分光器组的各自输出，以使得对于每个调制器组，数据位data_i调制所述光调制器组的具有第(w-i)高的光功率的所述光输入，

其中：

data_i是所述数据信号中的第i位，且i＝0..w-1，，其中data_w-1是最高有效位；并且

w是所述数据信号中的位数。

9.根据权利要求8所述的光系统，其中所述多个分光器组中的至少一个包括多个单个分光器的非对称树，每个单个分光器将输入分割为近似相等的输出。

10.根据权利要求9所述的光系统，其中所述多个单个分光器中的每一个都对所述输入的功率做不相等分割，以使连接到附加的多个单个分光器的输出得到附加功率。

11.根据权利要求10所述的光系统，其中所述附加功率弥补多个单个分光器所导致的光功率损失，以使各自分光器组的输出是分数功率的二元序列。

12.根据权利要求8所述的光系统，其中，x＝2。

13.根据权利要求8所述的光系统，还包括多个激光器，每个都提供各自光波长和光功率下的输出，所述激光器中每一个都连接到所述分光器组中各自一个的输入。

14.根据权利要求13所述的光系统，其中所述多个激光器中每一个各自的光波长之间有足够的距离间隔，以免在各自的光波长组合时生成拍频。

15.根据权利要求8所述的光系统，还包括多个光复用器，每个都将来自各自一个所述光调制组中的调制后输出的多波长信号复用为一个单一的模拟光信号。

16.一种光发送器，包括：

第一光调制器，其被配置为使用第一数据位来调制具有第一波长和第一功率的第一光载波信号，以生成第一调制输出信号；

第二光调制器，其被配置为使用第二数据位来调制具有第二波长和第二功率的第二光载波信号，以生成第二调制输出信号，其中所述第二光调制器和所述第一光调制器并行调制；以及

光波长复用器，其可操作地耦合到所述第一光调制器和所述第二光调制器，其中所述光波长复用器被配置为将所述第一调制输出信号和所述第二调制输出信号加和到适于通过光纤传输的模拟信号中。

17.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述第一光调制器自第一激光器接收所述第一光载波信号，其中所述第二光调制器自第二激光器接收所述第二光载波信号，并且其中所述第二功率小于所述第一功率。

18.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述第一光调制器和所述第二光调制器中的至少一个是马赫曾德调制器。

19.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述第一波长与所述第二波长间隔至少100千兆赫GHz，并且其中所述第二功率是所述第一功率的一半。

20.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述第一数据位和所述第二数据位来自同一个数字信号，所述数字信号包括多个位，并且其中所述第一数据位是最高有效位，并且所述第二数据位是最低有效位。

21.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述具有所述第一波长和所述第一功率的所述第一光载波信号和所述具有所述第二波长和所述第二功率的所述第二光载波信号均接收自耦合到激光器的分光器。

22.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述第一光调制器耦合到第一光输入，所述第一光输入被配置为接收所述第一光载波信号，并且其中所述第二光调制器耦合到第二光输入，所述第二光输入被配置为接收所述第二光载波信号。

23.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述第一数据位和所述第二数据均接收自微波驱动器芯片，并且其中所述第一光调制器和所述第二光调制器设置在光子集成电路PIC上。

24.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述光波长复用器是阵列波导光栅、星形星形联结树以及级联的薄膜滤光器中的一个。

25.根据权利要求16所述的光发送器，其中所述光波长复用器被配置为将所述模拟信号通过所述光纤发送到模拟光接收器。

26.一种光发送器，包括：

光调制器，其被配置为调制光载波信号，其中每个所述光载波信号都具有不同的波长，并且其中所述光调制器对光载波信号的调制并行执行以生成调制输出信号，所述光载波信号为从使用数字信号的最高有效位来调制的最高功率光载波信号到使用所述数字信号的最低有效位来调制的最低功率光载波信号；以及

光波长复用器，其可操作地耦合到所述光调制器，并且被配置为将所述调制输出信号加和到适于通过光纤传输到模拟光接收器的模拟信号中。

27.根据权利要求26所述的光发送器，其中所述光调制器的数量等于所述光载波信号的所述不同波长的数量。

28.根据权利要求26所述的光发送器，其中所述光调制器是八位调制器、四位调制器和二位调制器中的一个，并且其中所述数字信号在8位和2位之间。

29.根据权利要求26所述的光发送器，其中所述光调制器中至少一个被配置为使用不止一位。

30.根据权利要求26所述的光发送器，其中所述光调制器被设置在光子集成电路PIC上，所述PIC可操作地耦合到驱动信号芯片，并且其中所述驱动信号芯片被配置为向所述光调制器提供所述数字信号。

31.根据权利要求26所述的光发送器，其中所述不同波长之间相互间隔至少100千兆赫GHz。

32.根据权利要求26所述的光发送器，其中所述最高功率光载波信号是相邻最高功率光载波信号的一半。

33.一种光传输的方法，所述方法包括：

使用一个光调制器来用最高有效位调制具有第一波长和最高功率的光载波信号，以生成调制输出信号；

使用另一个光调制器来用次最高有效位调制具有不同波长和相邻最高功率的另一个光载波信号，以生成另一个调制输出信号；

使用再一个光调制器重复所述调制，直至使用最低有效位来调制具有最终波长和最低功率的最终光载波信号，以生成再一些的调制输出信号；以及

将全部所述调制输出信号组合为适于通过光纤传输的调制模拟信号。

34.根据权利要求33所述的方法，还包括并行执行每个调制步骤。

35.根据权利要求33所述的方法，还包括使所述第一波长与所述不同波长间隔至少100千兆赫GHz。

36.根据权利要求33所述的方法，还包括将所述最高功率一分为二以得到相邻最高功率。

37.根据权利要求33所述的方法，还包括将所述调制模拟信号通过所述光纤发送到模拟光接收器。