CN107852245A - 可插拔光模块和光通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是实现一种用于数字相干通信的紧凑型可插拔光模块。可插拔电连接器(11)被配置为可插入光通信设备且从所述光通信设备可移除，并且能够与所述光通信设备进行调制信号(MOD)和数据信号(DAT)通信。波长可调光源(14)输出具有预定的波长的输出光(L2)和本地振荡光(LO)。光发射单元(12)输出通过响应于调制信号(MOD)调制输出光(L2)而获得的光信号(LS1)。光接收单元(13)被配置为使用本地振荡光(LO)而接收到的光信号(LS2)解调为数据信号(DAT)并输出数据信号(DAT)。可插拔光接收器(15A、15B)被配置为使得光纤可插入可插拔光接收器(15A、15B)且从可插拔光接收器(15A、15B)可移除，并且能够将光信号(LS1)输出到光纤且将经由光纤接收的光信号(LS2)传送到光接收单元(13)。

Description

可插拔光模块和光通信系统
技术领域
本发明涉及一种可插拔光模块和一种光通信系统。
背景技术
近年来，由于通信业务的快速增长，已需要扩展通信容量。鉴于此，光网络系统的速度和容量已经获得发展。因此，需要作为光网络系统的关键装置的光模块的小型化和高速化。
作为实现光通信系统的大容量的方法，进行光信号的多级相位调制的数字相干通信已经变得普遍。即使在数字相干通信中，也需要光模块的小型化和高速化。
通常，用于数字相干通信的数字相干收发器包括光信号发射功能和光信号接收功能两者。在这种情况下，需要在光信号发射功能中输出由光调制器调制以生成光信号的光的波长可调光源，以及在光信号接收功能中输出用于检测光信号的本地振荡光的波长可调光源(例如专利文献1和2)。
引文列表
专利文献
[专利文献1]第2009-278015号日本未审查专利申请公开案
[专利文献2]第2009-194025号日本未审查专利申请公开案
发明内容
技术问题
然而，发明人已经发现，上述数字相干收发器包括下面描述的一些问题。在上述数字相干收发器中，需要两个波长可调光源，因此需要确保用于安装两个波长可调光源的空间。这样，数字相干收发器难以小型化。
在用于数字相干通信的可插拔光模块中，还需要安装多个光学部件，例如发射光模块、接收光模块、波长可调光源、输入/输出接口等。同时，由于如下所述需要小型化，所以安装两个波长可调光源会阻碍实现小型化。
本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于实现用于数字相干通信的紧凑型可插拔光模块。
技术方案
本发明的一个方面是一种可插拔光模块，包括：可插拔电连接器，其被配置为可插入光通信设备且从光通信设备可移除，并且能够与光通信设备进行调制信号和数据信号通信；波长可调光源，其被配置为输出具有预定的波长的输出光和本地振荡光；光发射单元，其被配置为输出通过响应于调制信号调制输出光而生成的第一光信号；光接收单元，其被配置为将通过使用本地振荡光而接收到的第二光信号解调为数据信号并输出解调后的数据信号；以及可插拔光接收器，其被配置为使得光纤可插入可插拔光接收器且从可插拔光接收器可移除，并且被配置为能够将第一光信号输出到光纤且将通过光纤接收的第二光信号传送到光接收单元。
本发明的一个方面是一种光通信系统，包括：光纤，其被配置为传输光信号；可插拔光模块，其被配置为向光纤输出第一光信号并通过光纤接收第二光信号，光纤可插入可插拔光模块且从可插拔光模块可移除；以及光通信设备，其被配置为使得可插拔光模块可插入光通信设备且从光通信设备可移除，其中可插拔光模块包括：可插拔电连接器，其被配置为可插入光通信设备且从光通信设备可移除，并且能够与光通信设备进行调制信号和数据信号通信；波长可调光源，其被配置为输出具有预定的波长的输出光和本地振荡光；光发射单元，其被配置为输出通过响应于调制信号调制输出光而生成的第一光信号；光接收单元，其被配置为将通过使用本地振荡光而接收到的第二光信号解调为数据信号并输出解调后的数据信号；以及可插拔光接收器，其被配置为使得光纤可插入可插拔光接收器且从可插拔光接收器可移除，并且被配置为能够将第一光信号输出到光纤且将通过光纤接收的第二光信号传送到光接收单元。
有益效果
根据本发明，有可能实现用于数字相干通信的紧凑型可插拔光模块。
附图说明
图1的框图示意性地示出根据第一示例性实施例的可插拔光模块的配置；
图2的框图示出安装有根据第一示例性实施例的可插拔光模块的光通信系统的主要部分的配置实例；
图3的框图示出根据第一示例性实施例的波长可调光源的配置实例；
图4的框图示意性地示出根据第一示例性实施例的光发射单元的配置；
图5的框图示出根据第一示例性实施例的光接收单元的配置实例；
图6是从外部光纤的一侧观察的根据第一示例性实施例的可插拔光模块的透视图；
图7是从光通信设备的一侧观察的根据第一示例性实施例的可插拔光模块的透视图；
图8的框图示意性地示出根据第二示例性实施例的可插拔光模块的配置；
图9的框图示意性地示出根据第三示例性实施例的可插拔光模块的配置；
图10的示意图示出根据第四示例性实施例的波长可调光源的实例；
图11的示意图示出根据第四示例性实施例的波长可调光源的实例；以及
图12的框图示意性地示出根据第五示例性实施例的光发射单元70的配置。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的示例性实施例。在所有附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，并且根据需要省略重复的说明。
第一示例性实施例
将描述根据第一示例性实施例的可插拔光模块100。
可插拔光模块100被配置为能够与外部通信设备进行数字相干光通信。图1的框图示意性地示出根据第一示例性实施例的可插拔光模块100的配置。图2的框图示出安装有根据第一示例性实施例的可插拔光模块100的光通信系统1000的主要部分的配置实例。
如图2所示，可插拔光模块100被配置为使得具有连接器的光纤91和具有连接器的光纤92的连接器可插入可插拔光模块100并且从可插拔光模块100可移除。LC连接器和MU连接器可以用作具有连接器的光纤91和具有连接器的光纤92的连接器。可插拔光模块100基于从作为通信主机的光通信设备93输入的控制信号CON进行控制。可插拔光模块100还可以利用控制信号CON从光通信设备93接收作为数据信号的调制信号MOD。在这种情况下，可插拔光模块100可以通过光纤91输出基于接收到的调制信号MOD调制的光信号LS1(也称为第一光信号)。可插拔光模块100还可以将与通过光纤92从外部接收的光信号LS2(也称为第二光信号)相对应的数据信号DAT输出到光通信设备93。例如，光通信设备93执行通信信号处理，例如对来自可插拔光模块100的通信数据信号或输入到可插拔光模块100的通信数据信号进行帧处理。
可插拔光模块100包括可插拔电连接器11、光发射单元12、光接收单元13、波长可调光源14以及可插拔光接收器15A和15B。
可插拔电连接器11被配置为可插入光通信设备93并且从光通信设备93可移除。可插拔电连接器11被配置为能够接收作为从光通信设备93输出的电信号的控制信号CON，并且向光发射单元12、光接收单元13和波长可调光源的一部分或全部传送预定控制信号。可插拔电连接器11接收作为从光通信设备93输出的电信号的调制信号MOD，并将调制信号MOD传送到光发射单元12。可插拔电连接器11将从光接收单元13输出的数据信号DAT传送到光通信设备93。
例如，波长可调光源14被配置为波长可调光模块，其输出具有响应于控制信号CON而确定的波长的光。图2示出了其中基于控制信号CON的控制信号CON1被输入到波长可调光源14的实例。将描述波长可调光源14的配置实例。图3的框图示出根据第一示例性实施例的波长可调光源14的配置实例。波长可调光源14包括载体1、光输出单元2、光分支单元3以及聚光透镜4和5。光输出单元2和光分支单元3安装或形成在载体1上。
光输出单元2被配置为包括由石英、硅等制成的光波导的平面光波回路(PLC)。光输出单元2包括半导体光放大器(在下文中称为SOA)2A和波长滤波器2B。SOA 2A是输出连续波(CW)光的有源光装置，并且例如是半导体激光二极管。波长滤波器2B例如被配置为外部谐振器，其包括多个环形谐振器、环路反射镜、用于向环形谐振器施加电压的电极等。SOA2A和波长滤波器2B被布置为使得其波导被对准。
从SOA 2A射出的光入射在波长滤波器2B上。入射在波长滤波器2B上的光透过环形谐振器并被环路反射镜反射，并且入射在SOA 2A上。由于多个环形谐振器的直径彼此稍微不同，所以环形谐振器的峰值彼此一致时的波长在波长可调范围中仅有一个。因此，在由环路反射镜与SOA 2A之间的环形谐振器选择的波长处发生谐振，结果，光输出单元2执行激光振荡。从SOA 2A输出的激光作为光L1入射在光分支单元3上。
在波长滤波器2B中，通过向设置在环形谐振器上的电极施加电压，可以改变环形谐振器的有效折射率。因而可以改变环形谐振器的光路长(optical length)。因此，通过向电极施加电压，可以改变从光输出单元2输出的光L1的波长。总之，光输出单元2可以用作波长可调激光器。
光分支单元3包括准直透镜3A、隔离器3B、棱镜3C和反射镜3D。准直透镜3A将从光输出单元2输出的光L1转换为平行光。隔离器3B被设置成防止返回的光。因此，隔离器3B被配置为透射从光输出单元2的一侧入射的光，而不透射从相反侧入射的光。透过隔离器3B的光(平行光)被棱镜3C分支成输出光L2和本地振荡光LO。透过棱镜3C的输出光L2通过聚光透镜4射出。光纤4A例如连接在聚光透镜4与光发射单元12之间，并且输出光L2通过光纤4A入射在光发射单元12上。由棱镜3C反射的本地振荡光LO通过聚光透镜5射出。光纤5A例如连接在聚光透镜5与光接收单元13之间，并且本地振荡光LO通过光纤5A入射在光接收单元13上。
回到图1，将描述光发射单元12。光发射单元12基于通过可插拔电连接器11从光通信设备93输入的调制信号MOD来调制从波长可调光源14输入的输出光L2，并输出调制后的光作为光信号LS1。这里，基于通过可插拔电连接器11从光通信设备93输入的控制信号CON来控制光发射单元12。图2示出了基于控制信号CON的控制信号CON2被输入到光发射单元12的实例。因此，光发射单元12可以执行根据输出光L2的波长的适当的调制操作。
光发射单元12包括例如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)型光调制器。马赫-曾德尔型光调制器利用预定调制方法调制输出光L2以输出光信号LS1。光发射单元12通过将根据调制信号MOD的信号施加到马赫-曾德尔型光调制器的光波导上形成的相位调制区域来调制输出光L2。光发射单元12可以利用各种调制方法来调制输出光L2，例如相位调制、幅度调制和偏振调制或各种调制方法的组合。这里，例如，马赫-曾德尔型光调制器是半导体光调制器或其它光调制器。
这里，相位调制区域是包括光波导上形成的电极的区域。通过向电极施加电信号(例如，电压信号)改变电极下方的光波导的有效折射率。因而可以改变相位调制区域中的光波导的实质光路长。因此，相位调制区域可以改变传播通过光波导的光信号的相位。接着，可以通过在传播通过两个光波导的光信号之间提供相位差来调制光信号。
将描述光发射单元12的配置实例。图4的框图示意性地示出根据第一示例性实施例的光发射单元12的配置。光发射单元12被配置为常规的马赫-曾德尔型光调制器。光发射单元12包括光调制器12A和驱动电路12B。
光调制器12A调制从波长可调光源14输出的输出光L2以输出光信号LS1。光调制器12A包括光波导WG1至WG4以及相位调制区域PMA和PMB。从波长可调光源14输出的输出光L2被输入到光波导WG1的一端。光波导WG1的另一端与光波导WG2的一端和光波导WG3的一端光学地连接。因此，传播通过光波导WG1的光朝向光波导WG2和光波导WG3分支。光波导WG2的另一端和光波导WG3的另一端与光波导WG4的一端连接。在光波导WG2上，设置相位调制区域PMA，该相位调制区域PMA改变传播通过光波导WG2的光的相位。在光波导WG3上，设置相位调制区域PMB，该相位调制区域PMB改变传播通过光波导WG2的光的相位。从光波导WG4的另一端输出光信号LS1。
驱动电路12B可以控制光调制器12A的调制操作。驱动电路12B还可以通过响应于控制信号CON2向相位调制区域PMA和PMB中的一个或两个施加偏置电压VBIAS来控制光调制器12A的偏置点。在下文中，假设驱动电路12B向相位调制区域PMA和PMB施加偏置电压。驱动电路12B还可以通过向相位调制区域PMA和PMB中的一个或两个施加根据调制信号MOD的信号来将输出光L2调制成光信号LS1。在这个实例中，驱动电路12B向相位调制区域PMA施加根据调制信号MOD的调制信号SIG_M1。驱动电路12B向相位调制区域PMB施加根据调制信号MOD的调制信号SIG_M2。
尽管未示出，但是光发射单元12可以包括光功率调整单元。光功率调整单元可以通过衰减或阻挡从光发射单元12输出的光信号LS1来调整光信号LS1的功率。光功率调整单元可以响应于控制信号CON或通过可插拔电连接器11从光通信设备93输入的控制信号CON以外的控制信号来调整光信号LS1的功率。例如，可以将光衰减器用作光功率调整单元。
光接收单元13通过使通过光纤92从外部接收的光信号LS2与从波长可调光源14输出的本地振荡光LO干涉来解调所述光信号LS2。光接收单元13通过可插拔电连接器11将作为解调后的电信号的数据信号DAT输出到光通信设备93。在这种情况下，基于通过可插拔电连接器11从光通信设备93输入的控制信号CON来控制光接收单元13。图2示出了基于控制信号CON的控制信号CON3被输入到光接收单元13的实例。因此，光接收单元13可以执行根据本地振荡光LO(或输出光LS2)的波长的适当的解调操作。
光接收单元13例如是执行数字相干接收以将双偏振正交相移键控(DP-QPSK)光信号解调为电信号的接收单元。图5的框图示出根据第一示例性实施例的光接收单元13的配置实例。如图5所示，光接收单元13包括偏振分束器(在下文中称为PBS)31、PBS 32、90度混合器33和34、光/电转换器(在下文中称为O/E)41至44、模数转换器(在下文中称为ADC)51至54、数字信号处理器(在下文中称为DSP)35。
光信号LS2(例如DP-QPSK光信号)通过可插拔光接收器15B输入到PBS 31。PBS 31将输入光信号LS2分成彼此正交的两个偏振分量。具体而言，PBS 31将光信号LS2分成彼此正交的x偏振分量xin和y偏振分量Yin。x偏振分量xin被输入到90度混合器33，并且y偏振分量Yin被输入到90度混合器34。
本地振荡光LO从波长可调光源14输入到PBS 32。在本示例性实施例中，PBS 32将本地振荡光LO分成彼此正交的两个偏振分量(x偏振分量LOx和y偏振分量LOy)。本地振荡光的x偏振分量LOx被输入到90度混合器33，并且本地振荡光的y偏振分量LOy被输入到90度混合器34。
90度混合器33通过使本地振荡光的x偏振分量LOx与x偏振分量xin彼此干涉来执行检测，并且输出同相(I)分量(称为xin-I分量)以及相位与I分量的相位相差90度的正交相(Q)分量(称为xin-Q分量)作为检测光。90度混合器34通过使本地振荡光的y偏振分量LOy与y偏振分量yin彼此干涉来执行检测，并且输出I分量(称为yin-I分量)和Q分量(称为yin-Q分量)作为检测光。
光/电转换器41至44对分别从90度混合器33和34输出的四个光信号(xin-I分量、xin-Q分量、yin-I分量和xin-Q分量)进行光电转换。接着，光/电转换器41至44将通过光/电转换生成的模拟电信号分别输出到ADC 51至54。具体而言，光/电转换器41对xin-I分量进行光电转换，并将生成的模拟电信号输出到ADC 51。光/电转换器42对xin-Q分量进行光电转换，并将生成的模拟电信号输出到ADC 52。光/电转换器43对yin-I分量进行光电转换，并将生成的模拟电信号输出到ADC53。光/电转换器44对yin-Q分量进行光电转换，并将生成的模拟电信号输出到ADC 54。
ADC 51至54将从光/电转换器41至44输出的模拟电信号转换为数字信号，并分别将转换后的数字信号输出到DSP 35。
DSP 35对输入的数字信号执行预定的偏振分离数字信号处理，并输出包括解调后的信号的数据信号DAT。数据信号DAT通过可插拔电连接器11输出到外部光通信设备93。
可插拔光接收器15A被配置为使得具有连接器的外部光纤91的连接器可插入可插拔光接收器15A且从可插拔光接收器15A可移除。从光发射单元12输出的光信号LS1通过可插拔光接收器15A输出到光纤91。可插拔光接收器15B被配置为使得具有连接器的外部光纤92的连接器可插入可插拔光接收器15B且从可插拔光接收器15B可移除。从外部传播通过光纤92的光信号LS2通过可插拔光接收器15B输入到光接收单元13。这里，尽管可插拔光接收器15A和可插拔光接收器15B被分开设置，但是应当理解，可插拔光接收器15A和可插拔光接收器15B可以被配置为组合的单个可插拔光接收器。
将描述波长可调可插拔光模块100的外观。图6是从光纤91和92的一侧观察的根据第一示例性实施例的可插拔光模块100的透视图。图6所示的数字标记61表示可插拔光模块100的上表面。图6所示的数字标记62表示光纤的连接器插入其中的可插拔光接收器15A和15B的插入端口。图7是从光通信设备93的一侧观察的根据第一示例性实施例的可插拔光模块100的透视图。图7所示的数字标记63表示可插拔光模块100的下表面。图7所示的数字标记64表示与光通信设备93连接的可插拔电连接器11的连接部分。
如上所述，根据本发明的配置，在用于数字相干通信的可插拔光模块中，通过仅设置一个波长可调光源，有可能将待调制的光提供给光发射单元，并提供用于检测由光接收单元接收的光信号的本地振荡光。总之，不需要单独设置用于提供待由光发射单元调制的光的光源和用于提供用于检测由光接收单元接收的光信号的本地振荡光的光源。
因此，根据本配置，有可能实现用于数字相干通信的可插拔光模块的小型化。另外，有可能减少波长可调光源的数量，从而降低制造成本。
第二示例性实施例
接下来，将描述根据第二示例性实施例的可插拔光模块200。可插拔光模块200是根据第一示例性实施例的可插拔光模块100的修改实例。图8的框图示意性地示出根据第二示例性实施例的可插拔光模块200的配置。可插拔光模块200具有其中可插拔光模块100的光发射单元12替换为光发射单元17并添加控制单元16的配置。由于可插拔光模块200的其它配置与可插拔光模块100的配置相同，因此将省略其描述。
控制单元16基于通过可插拔电连接器11从光通信设备93输入的控制信号CON来控制波长可调光源14、光发射单元17和光接收单元13的操作。具体地，控制单元16基于控制信号CON生成控制信号CON1至CON4。控制信号CON1以与可插拔光模块100相同的方式被输出到波长可调光源14。控制信号CON2和CON4被输出到光发射单元17。
控制信号CON3以与可插拔光模块100相同的方式被输出到光接收单元13。
将描述光发射单元17。光发射单元17包括光调制单元17A和光功率调整单元17B。由于光调制单元17A具有与可插拔光模块100的光发射单元12相同的配置，因此将省略其描述。
光功率调整单元17B响应于从控制单元16输出的控制信号CON4来调整光信号LS1的功率。例如，光功率调整单元17B可以通过衰减或阻挡从光调制单元17A输出的光信号LS1来调整光信号LS1的功率。例如，可以将光衰减器用作光功率调整单元17B。
如上所述，根据本配置，有可能通过将光功率调整单元设置在光发射单元中来容易地调整待输出的光信号的功率。此外，在本配置中，控制单元可以根据使用目的具体地控制可插拔光模块200中的每个组件(波长可调光源、光发射单元和光接收单元)。
第三示例性实施例
接下来，将描述根据第三示例性实施例的可插拔光模块300。可插拔光模块300是根据第二示例性实施例的可插拔光模块100的修改实例。图9的框图示意性地示出根据第三示例性实施例的可插拔光模块300的配置。可插拔光模块300具有其中可插拔光模块100的波长可调光源14和光发射单元12被集成到光发射单元18中并添加光功率调整单元19的配置。由于可插拔光模块200的其它配置与可插拔光模块100的配置相同，因此将省略其描述。
将描述光发射单元18。光发射单元18包括波长可调光源14和光调制单元6。例如，就像波长可调光源14一样，光输出单元2、光分支单元3和光调制单元6安装或形成在载体1上。为了简化附图，在图9中省略了载体1。因为光调制单元6与上述光发射单元12相同，所以将省略其描述。如上所述，可以理解的是，可插拔光模块300具有这样的配置：其中可插拔光模块100中的波长可调光源14和光发射单元12的功能被集成到单个光发射单元18中(也可以理解为光调制模块)。
光功率调整单元19与上述光功率调整单元17B相同，因此将省略其描述。
如上所述，根据本配置，光输出单元、光分支单元和光调制单元(即，光发射单元)可以被集成到单个装置中。因此，波长可调光源和光发射单元可以被配置为单个光调制模块。特别是当光输出单元、光分支单元和光调制单元被制造成半导体装置时，由于可以应用共同的工艺，所以可以降低集成光调制模块的制造成本。
在这种情况下，可以使用石英、半导体(例如硅，诸如InP[磷化铟]的化合物半导体)等来配置集成光调制模块。集成光调制模块还可以包括束斑转换器，其对待输出的光的束斑进行成形。
此外，应当理解的是，在本示例性实施例中，光功率调整单元可以包括在光发射单元中。
第四示例性实施例
在本示例性实施例中，将描述波长可调光源14的修改实例。图10的示意图示出根据第四示例性实施例的波长可调光源的实例。图10所示的波长可调光源20具有其中波长可调光源14的光分支单元3替换为光分支单元7的配置。光分支单元7包括准直透镜7A、隔离器7B、准直透镜7C、隔离器7D和光耦合器7E。光耦合器7E将从SOA 2A输出的光L1分支成输出光L2和本地振荡光LO。光L1透过准直透镜7A、隔离器7B和聚光透镜4，并被输出到光发射单元。本地振荡光LO透过准直透镜7C、隔离器7D和聚光透镜5，并被输出到光发射单元。因为波长可调光源20的其它配置与波长可调光源14的配置相同，所以将省略其描述。
如上所述，与波长可调光源14相比，波长可调光源20可以在不使用棱镜或反射镜的情况下来分支从光输出单元2输出的光。
此外，将描述波长可调光源14的另一个修改实例。图11的示意图示出根据第四示例性实施例的波长可调光源的另一实例。图11所示的波长可调光源21具有这样的配置：其中波长可调光源14的光分支单元3替换为光分支单元8，并且波长可调光源14的聚光透镜4和5被移除。
光分支单元8包括光纤阵列8A和光耦合器7E。如同波长可调光源20一样，光耦合器7E将从SOA 2A输出的光L1分支成输出光L2和本地振荡光LO。在光纤阵列8A中，光纤4A和光纤5A是平行固定的。输出光L2入射在光纤4A的端面上，并且本地振荡光LO入射在光纤5A的端面上。因为波长可调光源21的其它配置与波长可调光源14的配置相同，所以将省略其描述。
如上所述，波长可调光源21具有其中由光耦合器7E分支的光直接入射在光纤上的简单配置。总之，由于可以在没有棱镜、反射镜、准直透镜和隔离器的情况下实现波长可调光源，所以与波长可调光源14和20相比，可以使波长可调光源21小型化并通过简单的制造工艺以低成本制造波长可调光源21。
第五示例性实施例
将描述根据第五示例性实施例的可插拔光模块。已经描述了上述光发射单元12、光调制单元6和17A被配置为包括两个臂的常规的马赫-曾德尔型光调制器。与之相反，在本示例性实施例中，光发射单元70包括马赫-曾德尔型光调制器并且能够输出QPSK光信号，其被用作光发射单元12、光调制单元6和17A。
图12的框图示意性地示出根据第五示例性实施例的光发射单元70的配置。光发射单元70包括光调制器71和驱动电路72。光调制器71具有其中组合了多个常规的马赫-曾德尔型光调制器的配置。在此实例中，光调制器71具有其中组合了两个马赫-曾德尔型光调制器MZ1和MZ2的配置。马赫-曾德尔型光调制器MZ1和MZ2并联布置，并且各自具有与第一示例性实施例中所描述的光发射单元12相同的配置。
输出光L2被输入到光波导WG11。光波导WG11被分支成光波导WG12和光波导WG13。光波导WG12与马赫-曾德尔型光调制器MZ1的输入端连接，并且光波导WG13与马赫-曾德尔型光调制器MZ2的输入端连接。
马赫-曾德尔型光调制器MZ1的输出端与光波导WG14连接，并且马赫-曾德尔型光调制器MZ2的输出端与光波导WG15连接。光波导WG14和光波导WG15接合在一起并与光波导WG16连接。光信号LS1从光波导WG16输出到外部。
应注意，在本示例性实施例中，设置在马赫-曾德尔型光调制器MZ1的两个光波导上的相位调制区域PMA和PMB分别被称为相位调制区域PM1和PM2。设置在马赫-曾德尔型光调制器MZ2的两个光波导上的相位调制区域PMA和PMB分别被称为相位调制区域PM3和PM4。另外，相位调制区域PM5和PM6分别设置在光波导WG14和WG15上。
驱动电路72可以控制光调制器71的调制操作，并且还通过向相位调制区域PM1至PM6中的每一个施加偏置电压来控制光调制器71的偏置点。此外，驱动电路72可以通过向相位调制区域PM1至PM6中的每一个施加调制信号来将输出光L2调制为光信号LS1。
例如，驱动电路72将一对差分信号中的任一个施加到相位调制区域PM1和PM2。具体地，例如，将正相调制信号DS1_I施加到相位调制区域PM1，并且将作为通过反转正相调制信号DS1_I而生成的信号的反相调制信号DS1_R施加到相位调制区域PM2。因此，有可能在由相位调制区域PM1调制的光信号与由相位调制区域PM2调制的光信号之间生成180度的相位差。
此外，例如，驱动电路72将一对差分信号中的任一个施加到相位调制区域PM3和PM4中的每一个。具体地，例如，将正相调制信号DS2_I施加到相位调制区域PM3，并且将作为通过反转正相调制信号DS2_I而生成的信号的反相调制信号DS2_R施加到相位调制区域PM4。因此，有可能在由相位调制区域PM3调制的光信号与由相位调制区域PM4调制的光信号之间生成180度的相位差。
此外，例如，驱动电路72将一对差分信号中的任一个施加到相位调制区域PM5和PM6中的每一个。具体地，例如，将正相调制信号DS3_I施加到相位调制区域PM5，并且将作为通过反转正相调制信号DS3_I而生成的信号的反相调制信号DS3_R施加到相位调制区域PM6。因此，有可能在由相位调制区域PM5调制的光信号与由相位调制区域PM6调制的光信号之间生成90度的相位差。
如上所述，当从相位调制区域PM5输出的光信号的相位是0°或180°时，从相位调制区域PM6输出的光信号的相位是90°或270°。因此，可以理解，从光发射单元70输出的光信号LS1是用正交相移键控方法调制的QPSK光信号。
在本配置中，可以通过预定的控制装置(例如，光通信设备93或控制单元16)来确定施加到光调制单元71的相位调制区域PM1至PM6的偏置电压。
如上所述，根据本配置，有可能实现能够输出QPSK信号的可插拔光模块。
在本示例性实施例中，已经描述了输出QPSK信号的光发射单元，然而，这仅仅是实例。例如，可以理解的是，使用诸如DP-QPSK和QAM等其它调制方法的光发射单元可适当地应用于可插拔光模块。
其它示例性实施例
本发明不限于上述示例性实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下适当地进行修改。
例如，在上述示例性实施例中，已经描述了其中光输出单元和光接收单元分开地设置的配置，然而，配置不限于此配置。例如，光输出单元和光接收单元可以被配置为单个集成光模块，并且输出光和本地振荡光可以入射在所述集成光模块上。此外，光L1可以从光输出单元输入到集成光模块，并且光L1可以在集成光模块中被分支成输出光和本地振荡光。总之，集成光模块可以包括上述波长可调光源中的光分支单元的功能。
在上述示例性实施例中，虽然描述了响应于从光通信设备93输出的控制信号CON来控制波长可调光源、光发射单元、光接收单元和光功率调整单元，但这仅仅是实例。可插拔光模块可以自主地控制波长可调光源、光发射单元、光接收单元和光功率调整单元，而不依赖于从外部接收的控制信号。
在上述示例性实施例中，可以通过应用例如管理数据输入/输出(MDIO)或内部集成电路(I2C)等技术来实现通过可插拔电连接器11进行控制信号的通信。
在上述示例性实施例中，可以监控从光发射单元或光功率调整单元输出的光信号的功率，并且例如可对波长可调光源的光输出功率或对光功率调整单元的光功率调整操作进行反馈控制。在这种情况下，从光发射单元或光功率调整单元输出的光的一部分被光分支单元等进行分支，并且被分支的光由诸如光电二极管的光接收装置监控。然后，控制单元可以通过向控制单元通知监控结果来对波长可调光源的光输出功率或对光功率调整单元的光功率调整操作进行反馈控制。应注意，可以响应于来自光通信设备93的命令来执行此反馈控制，或可插拔光模块可以自主地执行此反馈控制。
在上述示例性实施例中，尽管描述了光接收单元13接收DP-QPSK光信号，但这仅仅是实例。例如，光接收单元13可以被配置为能够接收诸如正交幅度调制(QAM)之类的其它调制信号。
在上述示例性实施例中，虽然已经描述了波长可调光源包括SOA和波长滤波器，但是可以采用其它配置，只要它们可以用作波长可调光源。例如，波长可调光源可以包括分布反馈(DFB)激光器阵列和选择单元，该选择单元在从DFB激光器阵列中包括的多个DFB激光器输出的激光当中选择激光。此外，代替分布反馈(DFB)激光器阵列，可以使用包括诸如分布布拉格反射器(DBR)激光器的另一种类型的激光器的激光器阵列。
上面已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例性实施例。
本发明的配置和细节可以按本发明范围内的所属领域技术人员能够理解的各种方式进行修改。
本申请基于并且要求于2015年7月9日提交的日本专利申请第2015-137821号的优先权权益，所述日本专利申请的公开内容通过引用全部结合于此。
参考标记列表
1 载体
2 光输出单元
2A 半导体光放大器(SOA)
2B 波长滤波器
3、7、8 光分支单元
3A、7A、7C 准直透镜
3B、7B、7D 隔离器
3C 棱镜
3D 反射镜
4、5 聚光透镜
4A、5A 光纤
6、17A 光调制单元
7E 光耦合器
8A 光纤阵列
11 可插拔电连接器
12、17、18、70 光发射单元
12A、71 光调制器
12B、72 驱动电路
13 光接收单元
14、20、21 波长可调光源
15A、15B 可插拔光接收器
16 控制单元
17B、19 光功率调整单元
31、32 偏振分束器(PBS)
33、34 90 度混合器
35 数字信号处理器(DSP)
41至44 光/电转换器(O/E)
51至54 模数转换器(ADC)
91、92 光纤
93 光通信设备
100、200、300可插拔光模块
WG1至WG4、WG11至WG16 光波导
1000 光通信系统
CON、CON1至CON4控制信号
DAT 数据信号
DS1_I、DS2_I、DS3_I 正相调制信号
DS1_R、DS2_R、DS3_R 反相调制信号
L1 光
L2 输出光
LO 本地振荡光
LS1、LS2 光信号
MOD 调制信号
MZ1、MZ2 马赫-曾德尔型光调制器
PMA、PMB、PM1至PM6 相位调制区域
SIG_M1、SIG_M2 调制信号
VBIAS 偏置电压

Claims (22)

1.一种可插拔光模块，包括：
可插拔电连接器，所述可插拔电连接器被配置为可插入光通信设备且从所述光通信设备可移除，并且能够与所述光通信设备进行调制信号和数据信号通信；
波长可调光源，所述波长可调光源被配置为输出具有预定的波长的输出光和本地振荡光；
光发射单元，所述光发射单元被配置为输出通过响应于所述调制信号调制所述输出光而生成的第一光信号；
光接收单元，所述光接收单元被配置为将通过使用所述本地振荡光而接收到的第二光信号解调为所述数据信号并输出解调后的数据信号；以及
可插拔光接收器，所述可插拔光接收器被配置为使得光纤可插入所述可插拔光接收器且从所述可插拔光接收器可移除，并且被配置为能够将所述第一光信号输出到所述光纤且将通过所述光纤接收到的所述第二光信号传送到所述光接收单元。
2.根据权利要求1所述的可插拔光模块，其中执行使用所述第一光信号和所述第二光信号的数字相干通信。
3.根据权利要求1或2所述的可插拔光模块，还包括控制单元，所述控制单元被配置为响应于通过所述可插拔电连接器接收到的控制信号来控制所述波长可调光源、所述光发射单元和所述光接收单元。
4.根据权利要求3所述的可插拔光模块，其中所述控制单元响应于所述控制信号来控制从所述波长可调光源输出的所述输出光和所述本地振荡光的波长。
5.根据权利要求4所述的可插拔光模块，其中所述控制单元使所述光发射单元执行根据由所述控制信号指定的所述输出光的波长的所述输出光的调制操作。
6.根据权利要求4或5所述的可插拔光模块，其中所述控制单元使所述光发射单元执行根据由所述控制信号指定的所述本地振荡光的波长的所述第二光信号的解调操作。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的可插拔光模块，还包括光功率调整单元，所述光功率调整单元被配置为调整所述第一光信号的功率。
8.根据权利要求7所述的可插拔光模块，其中所述控制单元响应于所述控制信号来控制所述光功率调整单元处的所述第一光信号的光功率调整。
9.根据权利要求7或8所述的可插拔光模块，其中所述光功率调整单元包括在所述光发射单元中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的可插拔光模块，其中所述波长可调光源和所述光发射单元被配置为单个光模块。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的可插拔光模块，其中
所述波长可调光源包括：
光输出单元，所述光输出单元输出光；以及
光分支单元，所述光分支单元被配置为将从所述光输出单元输出的所述光分支成所述输出光和所述本地振荡光。
12.一种光通信系统，包括：
光纤，所述光纤被配置为传输光信号；
可插拔光模块，所述可插拔光模块被配置为向所述光纤输出第一光信号并通过所述光纤接收第二光信号，所述光纤可插入所述可插拔光模块且从所述可插拔光模块可移除；以及
光通信设备，所述光通信设备被配置为使得所述可插拔光模块可插入所述光通信设备且从所述光通信设备可移除，其中
所述可插拔光模块包括：
可插拔电连接器，所述可插拔电连接器被配置为可插入所述光通信设备且从所述光通信设备可移除，并且能够与所述光通信设备进行调制信号和数据信号通信；
波长可调光源，所述波长可调光源被配置为输出具有预定的波长的输出光和本地振荡光；
光发射单元，所述光发射单元被配置为输出通过响应于所述调制信号调制所述输出光而生成的所述第一光信号；
光接收单元，所述光接收单元被配置为将通过使用所述本地振荡光而接收到的所述第二光信号解调为所述数据信号并输出解调后的数据信号；以及
可插拔光接收器，所述可插拔光接收器被配置为使得所述光纤可插入所述可插拔光接收器且从所述可插拔光接收器可移除，并且被配置为能够将所述第一光信号输出到所述光纤且将通过所述光纤接收的所述第二光信号传送到所述光接收单元。
13.根据权利要求12所述的光通信系统，其中执行使用所述第一光信号和所述第二光信号的数字相干通信。
14.根据权利要求12或13所述的光通信系统，还包括控制单元，所述控制单元被配置为响应于通过所述可插拔电连接器接收到的控制信号来控制所述波长可调光源、所述光发射单元和所述光接收单元。
15.根据权利要求14所述的光通信系统，其中所述控制单元响应于所述控制信号来控制从所述波长可调光源输出的所述输出光和所述本地振荡光的波长。
16.根据权利要求15所述的光通信系统，其中所述控制单元使所述光发射单元执行根据由所述控制信号指定的所述输出光的波长的所述输出光的调制操作。
17.根据权利要求15或16所述的光通信系统，其中所述控制单元使所述光发射单元执行根据由所述控制信号指定的所述本地振荡光的波长的所述第二光信号的解调操作。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的光通信系统，还包括光功率调整单元，所述光功率调整单元被配置为调整所述第一光信号的功率。
19.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述控制单元响应于所述控制信号来控制所述光功率调整单元处的所述第一光信号的光功率调整。
20.根据权利要求18或19所述的光通信系统，其中所述光功率调整单元包括在所述光发射单元中。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的光通信系统，其中所述波长可调光源和所述光发射单元被配置为单个光模块。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的光通信系统，其中
所述波长可调光源包括：
光输出单元，所述光输出单元输出光；以及
光分支单元，所述光分支单元被配置为将从所述光输出单元输出的所述光分支成所述输出光和所述本地振荡光。
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