CN107959530B - 具有外部激光源的光学收发器 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种包括光学端口和光学调制器的波分多路复用(WDM)收发器模块。该光学端口包括数据传送和接收光纤连接器和激光源入射光纤连接器。该激光源入射光纤连接器被配置成耦合至位于WDM收发器模块外部的激光源，并且为保偏光纤提供偏振对准。光学调制器被配置成经由保偏光纤从外部激光源接收激光输出，并且基于由数字信号处理器生成的模拟电气信号来调制激光输出。WDM收发器模块可以不包括板载激光源。

Description

具有外部激光源的光学收发器
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119，本申请是题为“Optical Transceiver with External LaserSource”的于2016年10月14日提交的、序列号为 62/408,316的美国临时申请的正式申请，并且要求其优先权，其全 部内容通过引用明确地并入本文。
技术领域
本文件一般而非限制地涉及一种波分多路复用(WDM)光学 收发器模块，特别地，涉及一种依赖于激光源的WDM光学收发器 模块，该激光源在WDM光学收发器模块外部。
背景技术
难以满足对使用WDM光学器件(也被称为彩色光学器件或线 路光学器件)操作的线卡的密度和吞吐量需求。如果WDM光学器 件不能满足这种需求，因此被认为是路由器交换容量的浪费，则灰 色光学器件(WDM光学器件的备选)可以连接至第三方外部应答 器架。
WDM光学器件和灰色光学器件之间的差距缘于在WDM光学 器件中包括至少一个温度控制的可调激光源。这样的激光源占据了
WDM光学器件(诸如WDM光学模块)的很大一部分。例如，超 过30％的基板面可能被激光源所占据，使得激光源基于WDM光 学模块的尺寸设置地板并且基于WDM光学模块的密度设置天花 板。
激光源通常是需要热电冷却器(TEC)的WDM光学模块的唯 一元件。因此，与WDM光学模块中的其他元件相比较，激光源对 外壳温度和散热规定了最严格的要求。
激光源高度难以降低。例如，集成激光组件的高度加上印刷电 路板组件(PCBA)，使得组件无法适配9.5mm尺寸的CFP8/CFP4 模块中。
激光源可以消耗例如超过30％的包括TEC的WDM光学模块 的功率。典型数值约为3W。未来乐观预测约为2W。
模块中的微可集成可调谐激光器组件(μITLA)的光学功率 可以以可接受的功耗生成不充足的光学功率，或者以不可接受的功 耗生成充足的光学功率。为了克服光学功率不足，可能需要光学放 大器。
激光源未集成在发射器/接收器中。激光源是与光纤耦合至发 射器光学子组件和接收器光学子组件(TOSA和ROSA)的单独芯 片。缘自集成的预期增益在大小和功率方面是有限的。
当WDM光学器件是相干收发器时，WDM光学器件还包括非 常强大的DSP和功耗光电子器件(例如，具有四重驱动器和4个数 模转换器(DAC)的偏振多路复用同相和正交(PM-IQ)调制器)、 以及与4个接收器和4个互阻抗放大器(TIA)配对的集成相干接 收器(ICR))。
由于包括这些元件，难以将WDM光学模块的大小和功耗降低 到灰色光学模块的水平。低功耗数字信号处理(DSP)和低功耗光 学器件、板载集成等都是未能向WDM光学器件提供根本优势的所 有有益方面；当灰色光学器件使用相同的这种技术时，灰色光学器 件比与其对应的WDM光学器件消耗的功率少以及占用的空间少。
发明内容
本公开的实施例包括一种波分多路复用(WDM)收发器模块， 其包括光学端口以及可操作地耦合至光学端口的光学调制器。光学 端口包括数据传送光纤连接器和数据接收光纤连接器；以及激光源 入射光纤连接器，其被配置成耦合至WDM收发器模块外部的激光源，并且向保偏光纤提供偏振对准。光学调制器可以可操作地耦合 至光学端口并且被配置成经由保偏光纤从外部激光源接收激光输 出，并且基于由数字信号处理器生成的模拟电气信号来调制激光输 出。在一些实施例中，WDM收发器模块可以不包括板载激光源并 且可以可操作地耦合至主机板(host board)或能够集成到主机板中。
在一些实施例中，WDM收发器模块可耦合至主机板，使得 WDM收发器模块可插入主机板。在一些实施例中，WDM收发器 模块可耦合至主机板，使得WDM收发器模块可插入主机板并且不 包括数字信号处理器。然而，在一些实施例中，WDM收发器模块 集成到主机板中。
在一些实施例中，光学端口还包括光学泵浦入射光纤连接器， 其被配置成耦合至一个或多个外部光学泵浦。该光学泵浦入射光纤 连接器可以包括特定波长光纤，该特定波长光纤的工作波长基本上 与光学泵浦激光器的波长相匹配。
在一些实施例中，WDM收发器模块可以是相干WDM收发器 模块，并且光学调制器可以是被配置成分别调制激光输出的同相分 量和正交分量的偏振多路复用同相和正交(PM-IQ)调制器。在一 些实施例中，WDM收发器模块可以是非相干WDM收发器模块， 并且光学调制器可以或可以不被配置成调制激光输出的相位分量。
在一些实施例中，WDM收发器模块可以包括功率监视器，其 可操作地耦合至光学调制器并且被配置成监视从外部激光源接收 的激光输出的光学功率。
在本公开的一些实施例中，公开了一种包括波分多路复用 (WDM)收发器模块和控制单元的系统。WDM收发器模块包括激 光源入射光纤连接器，其被配置成在传输来自WDM收发器模块外 部的外部激光源的第二激光输出之后接收第一激光输出。在一些实 施例中，WDM收发器模块可以不包括板载激光源并且可以可操作 地耦合至主机板。控制单元可以被配置成从外部激光源接收第二激 光输出数据和从WDM收发器模块接收第一激光输出数据。在一些 实施例中，控制单元可以被配置成：分析第一激光输出数据和第二 激光输出数据，以便确定与WDM收发器模块的激光传输条件有关 的信息；以及基于所确定的信息来生成用于传输到外部激光源的控 制消息。
在一些实施例中，所确定的信息包括以下各项中的一项或多 项：来自外部激光源的第二激光输出的功率水平，在传输来自外部 激光源的第二激光输出期间的光纤损耗，以及WDM收发器模块的 报警状态。进一步地，控制消息可以包括在由外部激光源向WDM 收发器模块传输之前对第二激光输出的功率水平进行调整的指令。 控制消息经由耦合至控制单元和外部激光源的控制网络传送到外 部激光源。在一些实施例中，WDM收发器模块可以包括功率监视 器，其可操作地耦合至WDM收发器模块并且被配置成监视第一激 光输出的功率水平。WDM收发器模块可以包括Mach-Zehnder调制 器，其被配置成基于所监视的功率水平来生成第一激光输出数据的 至少一部分。
在本公开的一些实施例中，公开了一种包括波分多路复用 (WDM)光学收发器模块和控制单元的系统。WDM光学收发器模 块可以被配置成接收由WDM收发器模块外部的外部激光源传送的 激光输出，并且该模块可以不包括板载激光源。在一些实施例中， 控制单元可以被配置成接收与向WDM收发器模块传输激光输出有 关的数据。进一步地，控制单元可以被配置成至少部分地基于所接 收的数据来生成控制信号，并且可以将控制信号传送到外部激光 源。在一些实施例中，向WDM收发器模块传输激光输出以及向外 部激光源传输控制信号经由通过相同的双向缆线发生。
在一些实施例中，控制信号可以是电气信号，并且双向缆线可 以包括用于传送电气信号的电线。在一些实施例中，控制信号可以 是光学信号，并且激光输出和控制信号可以经由相同的保偏光纤传 送，该双向缆线包括保偏光纤。在一些实施例中，激光输出和控制 信号可以分别经由保偏光纤的慢轴和快轴传送。在一些实施例中， 控制信号是光学信号，激光输出是未调制的激光束，并且双向缆线 包括光纤。进一步地，激光输出和控制信号可以经由光纤被带外传 送。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以在不同的视图 中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似部 件的不同实例。附图通过示例而非限制，一般地说明本文件中所讨 论的各种实施例。
图1至图2是示出了WDM光学收发器模块的一般示例的图。
图3是耦合在主机板和光纤带状缆线之间的WDM光学收发器 模块的示例的图。
图4至图5是示出了WDM光学收发器模块和光纤带状缆线之 间的连接器的示例的图。
图6A至图6B示出了图，其示出了具有WDM光学收发器模 块(图6A)和具有两个单独连接器(一个连接器用于接收TX/RX
光纤，而另一连接器用于接收保偏光纤)的模块(图6B)的接入 节点机架的一般示例。
图7是示出了接入节点中的WDM光学收发器模块的示例处理 流程的图。
图8是示出了WDM光学收发器模块和光纤缆线之间的连接器 的另一示例的图。
图9是具有外部激光源和外部光学泵浦的WDM光学收发器模 块的示例的图。
图10至图12是WDM光学收发器模块和主机板的图。
具体实施方式
在示例实施例中，WDM光学收发器模块依赖于外部激光源。
例如，WDM光学收发器模块可以可操作地耦合至模块自身外部的 激光源并且从其接收激光功率。在这样的实施例中，WDM光学收 发器模块可以在模块自身上不具有任何激光源。在其他实施例中， WDM光学收发器模块可以具有板载的激光源，并且还可以可操作地耦合至外部激光源并且从其接收激光功率。模块没有板载的激光 源(而仅仅依赖于外部激光源)的实施例具有WDM光学收发器模 块的优点，而不需要对由于在WDM光学收发器模块中包含激光源 而产生的模块外箱(或外壳或形状)的大体积以及温度相关和散热 相关的严格要求。进一步地，当模块没有板载激光源并且依赖于外 部激光源时，通常伴随激光源的其他元件或部件(诸如热电冷却器 (TEC))也可以从WDM光学收发器模块中移除。在一些实施例 中，WDM光学收发器模块缺少激光源(和诸如TEC之类的相关 联的元件)允许在操作期间明显地降低模块的尺寸和功耗。
WDM光学收发器模块的示例包括数字可插入模块(例如，数 字相干光学(DCO)可插入模块，如Acacia 100G C形状因数可插 入(CFP)AC100M；或直接检测光学器件，如InphiColorZ 100GBE-QSFP28-WDM2)；模拟可插入模块(例如，模拟相干光学 器件(ACO)可插入模块，如分别在PTX和MX平台上的Juniper 线卡上使用的CFP2-ACO、PTX-5-100G-WDM和 MIC3-100G-DWDM)；多源协议(MSA)模块；板载光学器件(例 如，光学互联论坛(OIF)2016.301.00)；以及其他WDM光学组件。
图1至图2是示出了WDM光学收发器模块的一般示例的图。 图1是具有光纤连接器210和主机板连接器220的WDM光学收发 器模块200的图。光纤连接器210包括用于多个光纤的多个连接器， 其包括传送数据光纤连接器212、激光源入射光纤连接器214以及 接收数据光纤连接器216。WDM光学收发器模块200经由激光源 入射光纤连接器214耦合至激光源。作为结果，WDM光学收发器 模块200的一些实施例依赖于WDM光学收发器模块200外部的激光源。在这样的实施例中，WDM光学收发器模块200在WDM光 学收发器模块200本身中可以具有或可以没有激光源。
图2是类似于WDM光学收发器模块200的WDM光学收发器 模块202的图。与光纤连接器210相比较，光纤连接器211增加了 光学泵浦入射光纤连接器218。WDM光学收发器模块202经由光 学泵浦入射光纤连接器218耦合至光学泵浦。作为结果，WDM光 学收发器模块202的一些实施例依赖于WDM光学收发器模块202 外部的光学泵浦。在这样的实施例中，WDM光学收发器模块200 在WDM光学收发器模块200本身中可以具有或可以没有激光源。
在典型的光学传送网络中，两个WDM光学收发器模块之间的 光学信号通过光纤对传送。在示例实现方式中，一个或多个模块(诸 如数十或数百个模块)连接至由可编程或固定多路复用器、光学放 大器、滤波器、衰减器等的组合形成的光学节点。光学信号被组合在一起，被光学放大，并且在几十公里内在相同光纤对上一起发送。 每50公里左右就有一个光学放大器。在海底系统实现方式中，信 号可以通过数百个放大器行进高达12000公里。在网状地面网络中， 信号可以通过多个光学节点行进。在每个节点处，来自相同光纤对 的信号中的每个信号可以朝不同方向发送。在目的地节点，光学信 号被解复用，并且另一光学模块接收所需的光学信号。
WDM光学收发器模块是相干或非相干的，使用相位信息或不 使用相位信息。相干模块可以在长距离内承载100Gb/s以及以上。 限制于非常短(100km以下)的WDM链路的非相干模块的应用的 最近示例是基于具有基于DSP的均衡的直接检测PAM调制格式。 在一些实施例中，WDM收发器模块可以是非相干WDM收发器模 块，并且这样的收发器模块可以包括光学调制器，其可以被配置成 或不被配置成调制激光输出的相位分量。
WDM光学收发器模块是可插入的或板载的，其参照模块如何 连接至主机。该模块可以在工程中被放置在线卡上，如100G MSA 模块。或者，模块可以是可插入模块，如CFPMSA。
相干WDM光学收发器模块是模拟相干光学器件或数字相干 光学器件(ACO或DCO)。DCO包括强大的数字信号处理(DSP)。DCO接收数字数据，并且DSP生成向电光转换器发送的模拟信号。 DSP还接收来自光电转换器的模拟信号，解调RX信号，并且向主 机发送数字数据信号。DSP位于模块内部。该接口是经常标准化的 数字接口，诸如CAUI-4。在ACO的情况下，DSP位于主机上，并 且接口是连接器，在该连接器上传送模拟信号。当WDM光学模块 可插入时，其可以包括或不包括DSP。
WDM光学收发器模块的一些实施例，包括但不限于：
非相关和可插入；
非相关和板载；
数字、相干和可插入；
数字、相干和板载；以及
模拟、相干和可插入；
相干WDM光学收发器模块编码和解码；并且传送和接收电气 信号，其被转换为光学信号并且被从该光学信号转换，该光学信号 经由光学传送系统的光纤传送。相干WDM光学收发器模块包括发 射器和接收器。
发射器具有以下元件中的一个或多个：
·数字信号处理器(DSP)，其接收和处理一系列数字信号。该过程 包括编码、映射、数字滤波、均衡、并且导致在数模转换器的输 出处生成一系列模拟电气信号。
·驱动器，其放大模拟电气信号以便实现所需的峰峰值输出，以满 足调制器的需求。驱动器是多通道元件，其中每个模拟电气信号 都有专用放大器。
·光学调制器，其通过保偏光纤从WDM光学收发器模块的外部接 收未调制的激光源，并且在-ACO光学器件的情况下基于从DSP 或直接从主机接收的模拟电气信号来调制激光。如果模块是相干 的，则调制器可以是偏振多路复用复调制器(PM-IQ)，其通常具 有4个输入信号，该4个输入信号分别用于调制光的两个正交偏 振(通常被称为H/V或X/Y)中的每个正交偏振的同相(I)分量 和正交(Q)分量。调制器负责在X信号和Y信号之间的必要的 偏振旋转以形成偏振多路复用光学信号。如果模块是非相干的， 则调制器可以是传统的Mach-Zehnder调制器或相位调制器或IQ 调制器。前两者使用一个模拟信号，而IQ调制器使用两个模拟信 号。
·信号调节元件，其可以在调制器之前、之后、或之前和之后。示 例元件是光学放大器(例如，半导体光学放大器或掺铒光纤放大 器)、可变光学衰减器、快门或光学滤波器。
·信号遥测元件，如功率抽头，其允许捕获经校准的少量光以测量 光学功率。至少一个电源监视器除了模块中的其他光外，还可以 测量来自外部激光源的入射光。
·如果在模块中调制了多于一个光学载波，使得多个激光源来自外 部并且存在多个光学调制器，则还可以存在具有光学交织器、光 学耦合器或阵列波导多路复用器(AWG)形式的多路复用器。
·一个或多个光学TX端口，其中所传送的信号被发送到光学传送 系统。发射器的实施例通常包括一个或多个光学TX端口。
·用于驱动器、调制器偏置点、其他元件和电源的控制逻辑。发射 器的实施例通常包括控制逻辑。
发射器的一些实施例包括但不限于：
DSP；
驱动器；
光学调制器；
信号调节元件；
信号遥测元件；
多路复用器；
DSP和驱动器；
DSP和光学调制器
DSP和信号调节元件
DSP和信号遥测元件；
驱动器和多路复用器；
驱动器和光学调制器；
驱动器和信号调节元件；
驱动器和信号遥测元件；
驱动器和多路复用器；
光学调制器和信号调节元件；
光学调制器和信号遥测元件；
光学调制器和多路复用器；
信号调节元件和信号遥测元件；
信号调节元件和多路复用器；
信号遥测元件和多路复用器；
DSP、驱动器和光学调制器；
DSP、驱动器和信号调节元件；
DSP、驱动器和信号遥测元件；
DSP、驱动器和多路复用器；
DSP、光学调制器和信号调节元件；
DSP、光学调制器和信号遥测元件；
DSP、光学调制器和多路复用器；
DSP、信号调节元件和信号遥测元件；
DSP、信号调节元件和多路复用器；
DSP、信号遥测元件和多路复用器；
驱动器、光学调制器和信号调节元件；
驱动器、光学调制器和信号遥测元件；
驱动器、光学调制器和多路复用器；
驱动器、信号调节元件和信号遥测元件；
驱动器、信号调节元件和多路复用器；
驱动器、信号遥测元件和多路复用器；
光学调制器、信号调节元件和信号遥测元件；
光学调制器、信号调节元件和多路复用器；
信号调节元件、信号遥测元件和多路复用器；
DSP、驱动器、光学调制器和信号调节元件；
DSP、驱动器、光学调制器和信号遥测元件；
DSP、驱动器、光学调制器和多路复用器；
DSP、驱动器、信号调节元件和信号遥测元件；
DSP、驱动器、信号调节元件和多路复用器；
DSP、驱动器、信号遥测元件和多路复用器；
DSP、光学调制器、信号调节元件和信号遥测元件；以及
DSP、光学调制器、信号调节元件和多路复用器；
DSP、光学调制器，信号遥测元件和多路复用器；
DSP、信号调节元件、信号遥测元件和多路复用器；
驱动器、光学调制器、信号调节元件和信号遥测元件；
驱动器、光学调制器、信号调节元件和多路复用器；
驱动器、信号调节元件、信号遥测元件和多路复用器；
光学调制器、信号调节元件、信号遥测元件和多路复用器；
DSP、驱动器、光学调制器、信号调节元件和信号遥测元件；
DSP、驱动器、光学调制器、信号调节元件和多路复用器；
DSP、驱动器、光学调制器、信号遥测元件和多路复用器；
DSP、驱动器、信号调节元件、信号遥测元件和多路复用器；
DSP、光学调制器、信号调节元件、信号遥测元件和多路复用 器；
驱动器、光学调制器、信号调节元件、信号遥测元件和多路复 用器；
DSP、驱动器、光学调制器、信号调节元件、信号遥测元件和 多路复用器；
接收器具有以下元件中的一个或多个元件：
·RX光学端口，其从光学传送系统接收一个或多个光学信号。发 射器的实施例通常包括一个或多个RX光学端口。
·光学信号调节元件，诸如可变衰减器、光学放大器、快门、滤光 片等。
·在相干实施例中，对于每个信号，用于每个偏振的相干混频器在 所接收的信号和来自WDM光学收发器模块外部的本地振荡器之 间产生拍频。例如，本地振荡器来自TX激光源，其来自WDM光 学收发器外部，在TX和RX之间被利用保偏分离器分离。一般而 言，偏振分束器在两个相干混频器之间分离RX信号，每个偏振一 个。非相干实施例可以省略混频器。
·光电二极管，诸如每个混频器2个光电二极管，每个偏振共4个 光电二极管。实施例具有平衡的光电二极管，其是采用特定配置 的光电二极管对。光电二极管将光学信号转换成模拟电气信号。 对于非相干实施例，单个光电二极管就足够了。
·模拟电气信号的电气放大器，通常为互阻抗放大器(TIA)。通常 每个所接收的信号(IQ/XY)4个电气放大器。对于非相干实施例， 单个放大器是最少的。
·模数转换器和数字信号处理(DSP)，其执行一长串的操作：均衡、 时间恢复、色散补偿、偏振解复用、载波相位和频率恢复、解调 和解码。对于非相干实施例，列表通常较短，诸如均衡和时间恢 复。对于-ACO，DSP不在模块上，因此模块完成来自电气TIA的 信号输出。
·元件的控制逻辑，诸如如果传送激光源不共享，则监视从激光源 接收的功率的功率监视器。接收器的实施例通常包括控制逻辑。
接收器的一些实施例包括但不限于：
光学信号调节元件；
相干混频器；
光电二极管；
电气放大器；
模数转换器和DSP；
光学信号调节元件和相干混频器；
光学信号调节元件和光电二极管；
光学信号调节元件和电气放大器；
光学信号调节元件和模数转换器和DSP；
相干混频器和光电二极管；
相干混频器和电气放大器；
相干混频器和模数转换器和DSP；
光电二极管和电气放大器；
光电二极管和模数转换器和DSP；
电气放大器和模数转换器和DSP；
光学信号调节元件、相干混频器和光电二极管；
光学信号调节元件、相干混频器和电气放大器；
光学信号调节元件、相干混频器和模数转换器和DSP；
光学信号调节元件、光电二极管和电气放大器；
光学信号调节元件、光电二极管和模数转换器和DSP；
光学信号调节元件、电气放大器和模数转换器和DSP；
相干混频器、光电二极管和电气放大器；
相干混频器、光电二极管和模数转换器和DSP；
相干混频器、电气放大器和模数转换器和DSP；
光电二极管；电气放大器、模数转换器和DSP；
光学信号调节元件、相干混频器、光电二极管和电气放大器；
光学信号调节元件、相干混频器、光电二极管和模数转换器和 DSP；
光学信号调节元件、相干混频器、电气放大器和模数转换器和 DSP；
光学信号调节元件、光电二极管、电气放大器和模数转换器和 DSP；
相干混频器、光电二极管、电气放大器和模数转换器和DSP；
光学信号调节元件、相干混频器、光电二极管、电气放大器和 模数转换器和DSP；
图3是耦合在主机板和光纤带状缆线之间的WDM光学收发器 模块的示例的图。WDM光学收发器模块300具有第一连接器302， 诸如多光纤推入式(MPO)连接器；以及到主机板310的第二连接 器304。第一连接器302是连接至光学网络的其余部分的光学端口。 在一些实现方式中，WDM光学收发器模块300(该WDM光学收 发器模块300本身中没有激光源)经由第一连接器302耦合至激光 源。换句话说，第一连接器302可以将WDM光学收发器模块300连接至光学网络、以及WDM光学收发器模块300外部的激光源两 者。例如，第一连接器302可以被配置成接收或连接至带状光纤插 线缆线320，其包含不同类型的光纤，其中一个光纤携带一种类型 的激光束。例如，带状光纤插线缆线320可以包含不同类型的光纤 中的一种或多种光纤，诸如但不限于单模光纤、保偏光纤和泵浦激 光光纤，其分别与标准光学信号、未调制的连续波(CW)激光源 束和泵浦激光束相对应。在其他实施例中，WDM光学收发器模块 300经由除第一连接器302之外的连接器(例如，代替或除了经由 第一连接器302连接之外的连接器)耦合至激光源。
在一些实施例中，WDM光学收发器模块300经由第一连接器 302耦合至光学泵浦。在其他实施例中，WDM光学收发器模块300 经由除了第一连接器302之外的连接器(例如，代替或除了经由第 一连接器302连接之外的连接器)耦合至光学泵浦。
第二连接器304是电连接器，其在WDM光学收发器模块300 和主机板310之间携带数据和控制信号。这样的数据信号可以是数 字或模拟的。
图4至图5是示出了WDM光学收发器模块和光纤带状缆线之 间的连接器的示例的图。在图4中，MPO连接器404连接4个通 道，每个通道包括1个激光源。MPO连接器404连接4个传送单 模光纤(SMF)430、4个激光源保偏光纤(PMF)440以及4个接 收SMF 450。
在图5中，MPO连接器504连接2个通道，每个通道包括2 个激光源和每个通道包括光学泵浦。MPO连接器504连接2个传 送SMF 530、4个激光源PMF 540、2个接收SMF 550、传送光学 泵浦光纤560以及接收光学泵浦光纤562。
在图4至图5中，MPO连接器是光学端口，其由多种光纤构 成，这些光纤包括单模光纤、保偏光纤和泵浦激光光纤(例如， HI-1060)。光学端口可以是MPO连接器或另一连接器，其用于连 接带状光纤缆线。光纤带中的光纤的种类不同，其包括单模光纤、 保偏光纤和泵浦激光光纤。用于调制光学信号的光纤可以是单模的 或多模的。未调制的连续波(CW)激光源的光纤是保偏光纤。泵 浦激光器的可选光纤是针对特定泵浦激光波长设计的光纤，例如， 用于980nm泵浦激光器的HI-1060。其他实施例改变了通道的数目、 光纤的总数以及每种光纤的光纤数目。例如，在一些实施例中，通 道的数目可以是1、2、3、4、5、6、7或8。
应当指出，在本文中讨论的实施例中的任一实施例中，所公开 的光纤可以经由任何数目个连接器附接至模块。例如，如在上文所 讨论的示例实施例中一样，光纤可以经由单个连接器附接至模块。 然而，在一些实施例中，可以使用多个连接器，并且光纤可以捆绑或分组成单独的集合，并且每个集合可以使用从多个连接器中选择 的专用连接器来连接至模块。例如，通过使用仅用于TX/RX光纤 的连接器(例如，作为具有内部激光源的现有模块)，可以维持现 有系统与传统的兼容性，另外，第二连接器可以用于通过保偏光纤 连接激光源。
图6是示出了具有WDM光学收发器模块的接入节点机架的一 般示例的图。接入节点机架600包括耦合至控制网络640的控制单 元610；以及线卡622、622和624。线卡622包括WDM光学收发 器光学模块，其包括具有光纤连接器630、632、634和636的WDM 光学收发器光学模块638。光纤连接器630耦合至不同于接入节点 机架600的外部机架中的激光源650。在一些实现方式中，WDM 光学收发器模块638可能没有板载激光源。激光源的机架内的通信设备或部件还可以耦合至控制网络640，从而允许激光源650和控 制单元610之间的通信发生。在一些实现方式中，控制单元610可 以不耦合至控制网络640，或者除了耦合至可以用于在控制单元610 和激光源650之间传送控制消息的缆线(未示出)之外，控制单元 也可以耦合至控制网络640。
在一些实现方式中，控制单元610可以用于控制和调节从外部 激光源650到WDM光学收发器模块638的激光功率的量。特别地， 由于诸如光纤损耗等之类的原因，到达WDM光学收发器模块638 的激光功率的量可能与由激光源650传送的激光束的功率不同或甚 至显著不同(即，由WDM光学收发器模块638接收的激光束的功 率可能不会至少基本上与要由模块638接收的期望或预期的功率量 相同)。在这种实例中，控制单元610可以接收与由激光源650生 成和传送的激光束的特性、以及由WDM光学收发器模块638接收 的激光束的特性有关的数据，该特性包括例如每个激光束的功率水 平或范围、波长范围等。例如，WDM光学收发器模块638可以包 括用于测量所接收的光束的功率水平的光电二极管。在接收到这些 数据时，在这种实现方式中，控制单元610可以确定用于激光功率 的传输的适当的校准，并且生成用于发送到激光源650以请求对由 激光源650生成并且传输的激光束的一个或多个特性的调整的控制 消息。例如，控制消息可以请求增加来自激光源650的激光束的功 率的生成和传输，以补偿在传输期间发生的损耗。在一些实现方式 中，这可以在WDM光学收发器模块638的操作期间连续地(或接 近连续地、重复地、周期性地等)发生。
在一些实现方式中，在外部激光源650和控制单元610或WDM 光学收发器模块638(或通常，包括控制单元610和线卡622的接 入节点机架600，该线卡又包括WDM光学收发器模块638)之间 传输携带控制消息和/或数据的信号可以经由控制网络640发生，控 制单元610和外部激光源650的机架内的通信设备或部件均耦合至 该控制网络。然而，在一些实现方式中，消息传送可能不会经由控 制网络发生，相反，数据和消息可以经由用于将外部激光源650耦 合至WDM光学收发器模块638(例如，经由线卡622)的缆线来 交换。在一些实现方式中，专用发射器/接收器可以用于这些数据/ 控制消息，但是在某些情况下，优选的是不使用与WDM模块已经 采用的那些类型相同类型的设备进行高数据速率通信，以减少 WDM光学收发器模块638的尺寸和功耗。在一些实施例中，电连 接性可以经由电缆建立，该电缆应当包括能够进行低速通信的电线 (如串行或SPI总线)。在一些实施例中，源生成器可以被用于通 过用慢信号驱动来向激光电流供应添加一些慢调制(例如，抖动色 调或AM调制)。然后，接收器可以将抽头功率监视器与可以解码 这种信息的电气设备配对。
在一些实现方式中，将激光源耦合至WDM光学收发器模块 638、并且将激光束运载到WDM光学收发器模块638的缆线可以 是能够携带信号的缆线，这些信号携带控制消息和以双向方式在激 光源650和模块638之间交换的数据。在一些其他实现方式中，电 缆可以如先前提出的那样被单向使用。在缆线除了光学信号之外还 能够携带电气信号的实现方式中，缆线可以包括至少一根电线(例 如，除了光纤之外)，并且携带控制消息/数据的信号可以经由至少 一根电线行进。在这种实现方式中，携带控制消息/数据的信号的性 质可以是电气的。在携带控制消息/数据的信号是光学的实施例中， 携带控制消息/数据的信号可以在专用光纤中行进，该专用光纤与用 于传送激光束(例如，未调制的连续波信号)的光纤不同，该激光 束正在由外部激光源650生成、并且传送到WDM光学收发器模块 638。在一些实现方式中，控制消息/数据可以经由与来自激光源650 的激光束所使用的那些光纤相同的光纤来交换，并且在这种实施例 中，不同的技术可以被使用，以避免或最小化激光束与携带控制消 息/数据的信号之间的干扰。
在一些实现方式中，导频信号可以用于控制消息/数据，其中 激光束(例如，其幅度)很少或不受干扰。例如，当激光束从激光 源650行进到WDM光学收发器模块638时，导频信号可以用于缓 慢地改变激光束的功率(因此，对激光束的扰动很小或没有)。在 这样的实现方式中，携带控制消息/数据的导频信号和激光束可以在 相同的光纤上行进，但几乎没有或没有干扰。在一些实例中，在到 达WDM光学收发器模块638时，控制单元610可以确定所接收的 激光束的功率(例如，使用功率监视器，该功率监视器使用光电二 极管)以及在传输(例如，从数据)之前由功率外部激光源650生 成的激光束的功率，以便确定激光束调整，该调整可以被执行以接 收具有期望特性的激光束。这种调整的示例包括功率水平、波长范 围等的调整。在这样的实现方式中，控制单元610然后可以生成请 求这样的调整的控制消息，并且以与针对从激光源650向WDM光 学收发器模块638的传输所描述的方式类似的方式，将消息传送回 激光源650。在一些实现方式中，后反射器(其可调整使得可以赋 予控制消息/数据)位于WDM光学收发器模块638中，并且可以用 于将信号发送回到外部激光源650。在一些实施例中，可以经由不 同波长的信号来传送和接收激光束和控制消息。
在一些实现方式中，携带来自激光源650(例如，未调制的CW 激光源)的激光束的光纤可以是保偏光纤，其可以具有所谓的快轴 和慢轴。在这种实现方式中，控制消息/数据可以例如经由快轴传送， 并且来自激光源650的激光束可以例如经由慢轴传送；如此，控制消息/数据和激光束可以彼此独立地传送，导致由携带控制消息/数 据的信号对激光束的扰动很小或没有。在这种实现方式中，在到达 接入节点机架600时，携带控制消息/数据(例如，在快轴上)的信 号可以被馈送到控制单元610中，并且激光束(例如，在慢轴上) 可以被馈送到WDM光学收发器模块638中。在这样的实现方式中， 控制单元610可以进行如上文所描述的确定适当的调整并且生成其 他的控制消息。参考图7提供了说明生成控制消息以调整由激光源 650生成和传送的激光的一些特性的示例实施例。
图7是示出了接入节点中的WDM光学收发器模块的示例处理 流程的图。控制回路控制WDM光学收发器光学模块的正确启动和 操作，包括在正确条件下激活激光源。控制回路包括激光源供应 650、控制单元610和WDM光学收发器光学模块638。在702处， 控制回路开始。在704处，控制单元从源供应和WDM光学收发器 光学模块638获取数据。控制路径分成两个路径。在第一路径中， 在706处，激光源的供应收集CW设定功率和CW功率范围。在 708处，激光源的供应向控制单元发送所收集的数据。在激光源650 的源供应和控制单元610之间交换数据和控制消息可以以上文所讨 论的方式中的任一方式发生。在第二路径中，在712处，WDM光 学收发器光学模块从功率监视器收集在WDM光学收发器光学模块 处接收的激光源的CW功率的数据。在714处，WDM光学收发器 光学模块向控制单元发送所收集的数据。两条路径再次合并。在710 处，控制单元等待并且从708和714接收所收集的数据。在716处， 控制单元计算报警条件、光纤损耗和新功率设定点。在718处，控 制单元向激光源供应发送诸如功率目标之类的激光器的新的期望 特性。在720处，激光源供应为激光源设置新功率设定值。在722 处，控制单元重复。
在一个实施例中，WDM光学收发器模块对波长不可知。为了 维持波长不可知模块的功率监视器的准确性，主动控制回路设置了 Mach-Zehnder(MZ)调制器的偏置。
在另一实施例中，WDM光学收发器模块具有用于配置波长的 寄存器，并且控制逻辑访问该信息。了解波长允许从在制造期间预 先填充的查找表中取回MZ调制器的偏置信息，并且使得功率监视 器读数更准确。
图8是示出了WDM光学收发器模块和光纤缆线之间的连接器 的另一示例的图。诸如MPO连接器或一系列线卡(LC)连接器或 其他紧凑型光学连接器之类的连接器是由多种光纤制成的光学端 口，这些光纤包括单模光纤、保偏光纤和泵浦激光光纤(例如， HI-1060)。用于经调制的光学信号的光纤可以是单模的或多模的。 未调制的连续波(CW)激光源的光纤是保偏光纤。泵浦激光器的 可选光纤是针对该特定泵浦激光波长设计的光纤，例如，用于980 nm泵浦激光器的HI-1060。在一些实施例中，标准单模光纤可以用 于泵浦激光器，并且这些可能导致一些损耗，其对于短光纤可能不 显著。其他实施例改变了通道的数目、光纤的总数、以及每种光纤 的光纤数目。
对WDM光学收发器模块的示例形状因素进行了讨论。示例实 施例是相干模拟可插入光学器件。示例形状因数是CFP4形状因数 804和CFP2形状因数802。无激光器CFP4-ACO移除激光器。大 约30％的占地面积得到节省，最大的高度约束被移除，并且留下 更多功率以进行TOSA和ROSA。
各种实施例具有前面的MPO连接器或线卡(LC)连接器。示 例连接器具有典型的(TX)和接收(RX)光纤和运载CW激光源 光PM光纤。CW激光源在WDM光学收发器模块处分为信号路径 和本地振荡器路径，或与多个激光源耦合，其有助于满足所需的TX 功率。
图9是具有外部激光源和外部光学泵浦的WDM光学收发器模 块的示例的图。WDM光学收发器光学模块900具有连接至带状光 纤插线缆线920的光纤连接器902。光纤连接器902具有用于每个 通道的多种光纤。第一通道具有传送和接收单模光纤、激光源的保 偏光纤、以及泵浦激光光纤。第二通道也具有传送和接收单模光纤、 激光源的保偏光纤、以及泵浦激光光纤。
在第一通道中，保偏分离器946在TOSA 942和ROSA 944之 间分离第一激光源。TOSA 942和ROSA 944包括相应的光电二极 管，以测量保偏分离器946的输出的功率。TOSA942耦合至远程 泵浦铒掺杂光纤放大器(EDFA)940的输入。远程泵浦EDFA 940 从光纤连接器902耦合至光学泵浦。远程泵浦EDFA 940泵送所接 收的输入的TOSA 942，并且向光纤连接器902提供泵浦输出。
第二通道类似于第一通道，具有保偏分离器956、TOSA 952、 ROSA 954、以及远程泵浦EDFA 950。控制器960耦合至TOSA 942、ROSA 944、TOSA 952和ROSA 954的光电二极管。控制器960收 集来自光电二极管的监视功率，并且将数据发送回如图7所示的控 制单元。
图10是示出了按照诸如图1至图9中的任一图的一个或多个 示例的耦合至主机板28的可插入光电装置模块10的框图。可插入 光电装置模块10和主机板28的组合可以被称为网络设备。主机板 28被称为主机板，在于它“托管”可插入光电装置模块10。也就 是说，可插入光电装置模块10可以是可移除前端模块，其可以被 作为通信系统或设备内的后端模块操作的主机板28物理地接收并 且从中移除。可插入光电装置模块10和主机板28通常是光学通信 设备或系统(例如，网络设备)的部件，诸如包括密集波分多路复 用(DWDM)系统在内的波分多路复用(WDM)系统。例如，WDM 系统可以包括为诸如主机板28之类的多个板保留的多个插槽。每 个主机板28可以接收一个或多个可移除的“可插入”光电装置模 块10，以为一个或多个光学链路30提供光学连接性。然而，各方 面不限于WDM系统。仅出于说明的目的并且为了便于描述，在 WDM系统的上下文中对这些示例进行了描述。
在WDM系统中，主机板28或连接至主机板28的另一板从诸 如交换机或路由器之类的多个设备接收数据速率较低的光学或电 气信号，主机板28或另一板一起串行化这些信号成为数据速率较 高的电气信号。可插入光电装置模块10将电气信号转换成光学信 号，以经由光学链路30进一步传输到网络32中。网络32的示例 包括但不限于广域网(WAN)或因特网。
相反，可插入光电装置模块10从网络32经由光学链路30接 收较高数据速率的光学信号，并且将光学信号转换成电气信号。主 机板28从可插入光电装置模块10接收电气信号，并且主机板28 或另一板将电气信号解串行化成多个较低数据速率的光学或电气 信号，以供传输到路由器和交换机。
随着需要向网络32传送并且从中接收的数据的量的增加，主 机板28需要向路由器和交换机转发数据或从其接受的数据速率增 加。例如，路由器和交换机被设计成以更高的数据速率接收和传送 数据，并且WDM系统缩放到更高的数据速率，以跟上来自路由器 和交换机的数据速率。比如，主机板28和可插入光电装置模块10 的某些版本以大约10吉比特每秒(Gbps)操作，而其他版本以100 Gbps操作。
从10Gbps缩放到100Gbps呈现出几个设计和成本挑战。例 如，10Gbps数据速率足够慢以允许简单的调制方案，诸如开关键 控(OOK)，有时被称为不归零(NRZ)调制。在OOK调制中，在 特定持续时间内存在载波表示二进制1，并且其在相同持续时间内 不存在载波表示二进制0。然而，OOK调制可能不适合于100Gbps， 并且可能需要更复杂的调制方案。例如，硬件部件可能无法以相对 较高的速率100Gbps处理OOK调制数据。
在一些示例中，作为一个示例，100Gbps可能需要相移键控 (PSK)，诸如正交相移键控(QPSK)，尽管其他调制方案是可能的， 诸如二进制相移键控(BPSK)、偏振多路复用BPSK(PM-BPSK)、 偏振多路复用QPSK(PM-QPSK)、M-正交幅度调制(M-QAM)(其 中M>4)或PM-M-QAM。出于说明的目的，参照QPSK调制，特 别是PM-QPSK调制对示例技术进行了描述。然而，本发明的各方 面不应该被认为是这样的限制，这些技术可以扩展到其他调制方 案，诸如用于相干光学通信系统的那些调制方案。比如，BPSK、 PM-BPSK、QPSK、PM-QPSK、M-QAM和PM-M-QAM调制方案 可以各自需要相干光学检测，并且可插入光电装置模块10和主机 板28可以被认为是相干光学通信系统的一部分。
相干光学通信系统是指利用幅度和相位信息两者用于传送和 接收数据(诸如用于相移键控调制(例如，BPSK、PM-BPSK、QPSK、 PM-QPSK、M-QAM或PM-M-QAM调制))的光学系统。例如，在 相干光学通信系统中，可插入光电装置模块10可以依赖于所接收 的信号和本地参考之间的拍频，其将所接收的光学信号中的光学电 场的幅度和相位信息映射到可测量的电压或电流。比如，相干光学 通信系统可以使用在可插入光电装置模块10处生成的本地载波相 位参考来从网络32接收光学信号。例如，如关于图11和图12更 详细地说明的，可插入光电装置模块10的光电装置12依赖于外部 激光源34和相移光学硬件来混合从主机板28接收的数据流对，以 作为单个光学信号进行传输。光电装置12还可以包括光学混合混频器，以将所接收的光学信号转换成数据流(被称为I和Q数据流) 对(例如，同相和正交相位)，以供传输到主机板28。
在PSK调制中，通过改变或调制有时称为光波的载波的相位 来表示二进制1和0。以这种方式，光学信号的幅度和相位均用于 传送数据。例如，可能需要所接收的光学信号的幅度和相位信息来 恢复所传送的数据。
另外，在一些示例中，在一个偏振中调制的光波可以与另一经 调制的偏振多路复用，该另一偏振可以与前一个正交，以产生诸如 PM-QPSK之类的偏振多路复用(PM)信号。当光电装置12从网 络32接收数据时，光波信号的偏振可以被选择为正交以允许简单 偏振分束器或偏振器用于偏振解复用。
这样，PM-QPSK可以被认为是两个QPSK光波信号的组合， 其中第一QPSK光波信号用于光波的第一偏振，第二QPSK光波信 号用于光波的第二偏振。QPSK光波信号中的每个QPSK光波信号 利用四个相位对每个符号进行两个比特的编码。因而，PM-QPSK 调制每个偏振每个符号利用四个相位来编码两个比特，其导致每个 符号四个比特。
例如，PM-QPSK调制使用每个偏振四个输入电气数据流来对 光学载波赋予复数信息。每个偏振的电气信号包含表示复数数据波 形的一对同相(I)和正交(Q)数据流。例如，在PM-QPSK调制 中，可能存在两个同相数据流和两个正交数据流，并且一个同相(I) 数据流和一个正交(Q)数据流形成一对复数，而另一I数据流和 另一Q数据流形成另一对复数。一旦电气数据流对光学载波赋予它 们的复数信息，同相数据流对和正交数据流对中的每个数据流对可 以在偏振中彼此标称正交。这些I或Q电气数据流中的每个电气数 据流可以是单端的或差分的。对于OOK调制，单个数据流足以对 光波赋予数据，并且类似地，单个数据流足以在由光检测器检测到 之后恢复数据。
在PM-QPSK调制中，输入光学信号包括相对于彼此正交偏振 的两个光波(例如，一个是水平偏振光，而另一个是垂直偏振光， 作为说明性示例)。然而，偏振不一定总是水平偏振光和垂直偏振 光，并且不一定总是正交的。为了便于描述，光波中的一个光波可 以被称为具有偏振1的光波，而另一个被称为具有偏振2的光波。 光波中的每个光波可以与具体幅度和相位相关联。光波中的每个光 波的幅度和相位可以表示为包括实部方面和虚部方面的复数信号。
例如，对于PM-QPSK调制，光电装置12经由光学链路30接 收光学信号，该光学链路30包括具有偏振1的光波和具有偏振2 的光波。光电装置12内的光学部件从所接收的光学信号提取具有 偏振1的光波以及具有偏振2的光波。光学部件进一步混合具有偏 振1的光波与从本地振荡器输出的光波，从光电装置12的外部接 收的光波以及从模块10的外部接收的光波，生成同相光学数据流， 其被称为I1以指示它是用于具有偏振1的光波，并且生成正交光学 数据流，其被称为Q1以指示它是用于具有偏振1的光波。I1数据流 与具有偏振1的光波的复数信号的实部方面成比例，并且Q1数据 流与具有偏振1的光波的复数信号的虚部方面成比例。
类似地，光学部件还混合具有偏振2的光波与从本地振荡器输 出的光波，从光电装置12的外部接收的光波以及从模块10的外部 接收的光波，以生成同相光学数据流，其被称为I2以指示它是用于 具有偏振2的光波，并且生成正交光学数据流，其被称为Q2以指 示它是用于具有偏振2的光波。类似于I1和Q1，I2数据流与具有偏 振2的光波的复数信号的实部方面成比例，并且Q2数据流与具有 偏振2的光波的复杂信号的虚部方面成比例。
以这种方式，I/Q光学数据流对(例如，包括I1和Q1的第一对， 以及包括I2和Q2的第二对)一起表示所接收的光学信号。例如，I1和Q1一起表示具有偏振1的光波的特定幅度和相位，I2和Q2一起 表示具有偏振2的光波的特定幅度和相位。还有，在该示例中，具 有偏振1的光波和具有偏振2的光波一起形成原始接收的光学信 号。
调制复杂度从10Gbps数据速率到100Gbps数据速率(例如， 从OOK调制到QPSK调制)的这个相对增加是将WDM系统从10 Gbps缩放到100Gbps的一部分。例如，由于高数据速率和复杂调 制，需要对维持信号完整性的附加关注。比如，因为PM-QPSK调 制导致多个数据流(例如，两对I和Q数据流)，其中每对都表示 光波信号的幅度和相位信息，所以数据流对的信号完整性被维持以 适当地恢复所接收的光学信号的幅度和相位信息两者。
这种缩放也可能增加成本。例如，10Gbps所需的光电装置成 本可能基本上低于100Gbps所需的光电装置的成本。如本公开中使 用的光电装置通常是指诸如光学通信所需的激光器和光电二极管 之类的硬件部件。对于具有PM-QPSK调制的100Gbps，光电装置 包括用于偏振多路复用数据流中的每个偏振多路复用数据流的光 学IQ调制器，以传送数据。为了接收数据，光电装置包括用于每 个偏振状态的光学混合混频器。具有OOK调制的10Gbps的光电 装置可能不需要这种IQ调制器和光学混合混频器，因此可能成本 较低。
在其他技术中，由于多个数据流(例如，用于PM-QPSK调制 的四个数据流)和100Gbps系统的高数据速率，诸如模数转换器 (ADC)和数模转换器(DAC)之类的光电装置和数据处理部件在 共同的板上。通过将光电装置和ADC和DAC放置在共同的板上， 由光电装置传送到数据处理部件的信号或由光电装置从100Gbps 系统中的数据处理部件接收的信号之间的信号衰减会最小。
在用于100Gbps的光电装置不可插入的这些其他示例中，因 为部件全部驻留在共同的板上，所以WDM系统可能会在从10Gbps WDM系统升级到100Gbps WDM系统时引发高昂的成本。比如， 升级到100Gbps WDM系统时的主要成本中的一个成本是用于100 Gbps的光电装置。可能期望使用以100Gbps操作的板(诸如主机 板28)预先填充WDM系统内的插槽，但是延缓与100Gbps所需 的昂贵光电装置相关联的成本。然而，包括光电装置的用于100 GbpsWDM系统的板可能不允许延缓与光电装置相关联的成本，并 且产生相对较高的前期升级成本。
用于相对较高数据速率WDM系统(例如，100Gbps WDM系 统)的光电装置可以驻留在可插入模块中，诸如可插入光电装置模 块10，而非主机板28。以这种方式，光电装置功能(诸如混合 PM-QPSK的光学I和Q数据流对)发生在可插入光子模块10内， 并且诸如ADC、DAC和数字信号处理(DSP)功能的其他功能发 生在不同的板上，诸如主机板28或耦合至主机板28的再往下游的 另一板，而非两个功能均在共同的板上发生。
可插入光电装置模块10的可插入设计允许延缓光电装置的成 本。例如，100GbpsWDM系统可以使用多个板(诸如主机板28) 预先填充，以便最终升级到100Gbps。主机板28的成本可能大幅 低于100Gbps所需的光电装置的成本。然后，当需要100Gbps数 据速率时，多个可插入模块(诸如可插入光电装置模块10)各自被 插入到主机板28的相应的部分中。以这种方式，可插入光电装置 模块10通过延迟与100Gbps光电装置相关联的成本，提供“渐进扩展(pay as you grow)”市场策略。
还有，可插入光电装置模块10提供供应商选项。例如，与另 一供应商相比较，某个供应商可以提供更好的100Gbps版本的可插 入光电装置模块10，并且可插入光电装置模块10的可插入设计允 许选择更好的100Gbps版本的可插入光电装置模块10。而且，光 电装置技术是否还有进一步的进展，或者针对特殊使用案例是否需 要100Gbps WDM系统是未知的。可插入设计在升级到更好版本的 可插入光电装置模块10时具有灵活性，以及在选择特殊使用案例 所需的光电装置模块时具有灵活性。
如所图示的，主机板28包括可插入接口21，并且可插入光电 装置模块10包括可插入接口13，该可插入接口13是可插入接口 21的相对应物。可插入接口13和可插入接口21彼此配合以将可插 入光电装置模块10耦合至主机板28。通过可插入接口13和可插入 接口21，可插入光电装置模块10可选择性地耦合至主机板28或与 主机板28解耦。
可插入接口13包括连接点14A至14N(统称为“连接点14”)， 并且可插入接口21包括连接点22A至22N(统称为“连接点22”)。 当可插入光电装置模块10耦合至主机板28时，连接点14与对应 的连接点22配合，以提供连续电气路径，以供在可插入光电装置 模块10和主机板28之间进行数据传输和接收。
例如，可插入光电装置模块10的光电装置12经由光学链路 30从网络32接收下游光学信号。在该示例中，下游光学信号按照 PM-QPSK调制方案进行调制。光电装置12将下游光学信号转换成 两对I和Q光学数据流，并且将两对I和Q光学数据流转换成两对 I和Q电气数据流(为了便于参考，被称为I/Q电气数据流对)。在 该示例中，I/Q电气数据流对一起表示所接收的光学信号的幅度和 相位信息。光电装置12经由通过连接点14与连接点22的配合提 供的电气路径向主机板28传送I/Q电气数据流对。
向上游方向，处理器24经由通过连接点22与连接点14的配 合提供的电气路径向光电装置12提供I/Q电气数据流对。光电装置 12接收I/Q电气数据流对，并且将I/Q电气数据流对转换成单个光 学信号，以供经由光学链路30向上游传输到网络32。
虽然可插入光电装置模块10可以提供成本延迟和设计灵活 性，但是可插入设计可能降低由主机板28接收或传送的I/Q电气数 据流对的信号完整性。例如，连接点14与连接点22的配合可能导 致可插入光电装置模块10和主机板28之间的不太理想的连接，被 称为连接点14与连接点22的配合的物理损伤。比如，连接点14 和连接点22可以不会完美对齐。此外，与如果可插入光电装置模 块10的部件直接耦合至主机板28的部件(即，可插入光电装置模 块10的部件驻留在主机板28上)相比较，即使当连接点14和连 接点22尽可能接近理想对齐时，连接点14和连接点22之间的连 接也可以增加电容和电感。
这些物理损伤对I/Q电气数据流对的信号完整性产生负面影 响。例如，物理损伤失真了由光电装置12传送的I/Q电气数据流对。 电容和电感增加可能使I/Q电气数据流对的幅度根据频率失真以及 使相位失真(例如，根据频率的群延迟)。
因为由光电装置12传送的I/Q电气数据流对一起表示所接收 的光学信号，所以由物理损伤添加的这种失真可能使得主机板28 的处理器24难以准确地恢复所接收的光学信号的幅度和相位信息， 从而将误码率(BER)提高到不期望的水平。比如，在该示例中， 处理器24所接收的电气数据流一起表示所接收的光学信号的幅度 和相位信息。然而，这些电气数据流还包括由可插入接口13和可 插入接口21引起的电气失真，其使得处理器24难以恢复所接收的 光学信号的幅度和相位信息。
处理器24可以补偿由可插入接口13和可插入接口21引起的 电气失真，以恢复所接收的光学信号的幅度和相位信息。应当理解， 所接收的光学信号的恢复后的幅度和相位信息可能不同于所传送 的光学信号的幅度和相位信息。例如，作为一个非限制性示例，所接收的光学信号还可以包括诸如色散之类的光学失真。在本公开中 描述的示例中，处理器24还可以补偿光学失真以恢复原始传送的 光学信号的幅度和相位信息。
例如，光电装置12所接收的光学信号包括光学失真。光电装 置12内的光学部件提取出I和Q光学数据流对。由于光学失真， 这些所提取的I和Q光学数据流对可能不同于混合在一起以传输到 光电装置12的I和Q光学数据流。在光电装置12将I和Q光学数 据流转换成I和Q电气数据流对之后，I和Q电气数据流对表示所 接收的光学信号，其包括光学失真。然后，当处理器24接收到I 和Q电气数据流对时，这些I和Q电气数据流对包括由可插入接口13和可插入接口21引起的电气失真以及作为所接收的光学信号的 一部分的光学失真。
处理器24可以在I/Q电气数据流对上补偿由可插入接口13和 可插入接口21引起的电气失真，以恢复所接收的光学信号的幅度 和相位信息。处理器24还可以补偿光学失真以恢复所传送的光学 信号的幅度和相位信息。以这种方式，I/Q电气数据流可以基本上 类似于被用于生成所传送的光学信号的I/Q电气数据流。
例如，处理器24包括一个或多个复数均衡器，其同时补偿由 于可插入接口13和可插入接口21之间的配合的物理损伤而引起的 幅度(损耗对频率)和相位(群延迟对频率)的失真。术语“复数 均衡器”意味着均衡器对复数信号的实部和虚部进行操作。例如， 对于PM-QPSK，因为I1表示具有偏振1的光波的实部方面，而Q1表示具有偏振1的光波的虚部方面，所以一个均衡器可以对I1和 Q1数据流一起进行操作。因为I2表示具有偏振2的光波的实部方面， 而Q2表示具有偏振2的光波的虚部方面，所以另一均衡器可以对 I2和Q2数据流一起操作。在另一示例中，单个均衡器可以同时补偿 两对I/Q数据流的幅度和相位。
处理器24的示例包括但不限于数字信号处理器(DSP)、通用 微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、 其组合、或其他等同的集成或分立逻辑电路。在一些示例中，如下 文进一步所描述的，处理器24可以包括用于处理目的的其他部件， 诸如ADC和DAC。此外，尽管一个或多个均衡器被描述为在处理 器24的内部，但是本公开的各方面不限于此。这些一个或多个均 衡器可以在处理器24的外部。因而，主机板28可以被认为包括一 个或多个均衡器。
一个或多个均衡器从可插入光电装置模块10接收失真的I/Q 电气数据流对，并且修改失真的I/Q电气数据流对以补偿由跨连接 点14和连接点22行进的信号导致的失真。所得到的经修改的I/Q 电气数据流对可以基本上类似于由光电装置12输出的I/Q电气数据流对。
一个或多个均衡器可以提供自适应补偿、固定补偿或可配置补 偿。比如，一个或多个均衡器可以对所接收的I/Q电气数据流对进 行滤波以补偿失真。用于均衡器滤波器的滤波器形状可以是自适应 的、固定的或可配置的。
对于自适应损伤消除，一个或多个均衡器估计由物理损伤引起 的失真量，并且基于所估计的失真来适应所应用的补偿量。对于固 定损伤消除，一个或多个均衡器预设有补偿量，并且提供预设的补 偿量，而不管失真量如何。
在一些示例中，可以配置一个或多个均衡器所应用(即，配置 滤波器形状)的补偿量。例如，如图10所图示的，可插入光电装 置模块10包括接口20，而主机板28包括接口26。当可插入光电 装置模块10耦合至主机板28时，接口20和接口26彼此耦合。当 耦合时，接口20向接口26传送关于可插入光电装置模块10的信 息，该接口26将其转发给处理器24。基于所接收的信息，处理器 24可以配置一个或多个均衡器所应用的补偿量。
例如，处理器24可以包括经由接口26从接口20接收信息的 处理单元。处理单元可以利用所接收的信息来确定处理器24的一 个或多个均衡器所应用的补偿量。在备选示例中，处理单元可以在 处理器24的外部。在这些示例中，处理单元确定处理器24的一个 或多个均衡器要应用的补偿量，并且配置处理器24的一个或多个 均衡器以应用所确定的补偿量。
比如，如所图示的，可插入光电装置模块10包括存储器16和 处理器18。处理器18的示例包括但不限于DSP、通用微处理器、 ASIC、FPGA或其他等同的集成或分立逻辑电路。存储器16的示 例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、 电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或其他磁存储设备、闪存 存储器或可以用于存储信息的任何其他介质。
存储器16存储关于可插入光电装置模块10的信息，以及在一 些示例中，存储关于可插入光电装置模块10将被使用的方式的信 息。可插入光电装置模块10的供应商可以将这样的信息存储在存 储器16中。在一些示例中，供应商还可以包括关于可插入光电装 置模块10的性能的信息，诸如指示可插入光电装置模块10包括低 性能、低成本部件或低性能、低功率部件的信息。
例如，存储器16可以存储关于光电装置12的光学部件的特性 的信息、关于由光电装置12提供的调制类型的信息(例如，QPSK 或M-QAM调制的类型)、提供由与连接点22配合的连接点14引 起的失真量的估计(例如，幅度和相位根据频率而改变)的信息、 以及与可插入光电装置模块10当耦合至主机板28时的功能性或行 为相关的任何其他类型的信息(诸如零件号或供应商名称)。在一 些示例中，处理器18还传送可插入光电装置模块10的状态信息。 例如，如果光电装置12的部件不能正常工作，则处理器18可以经 由接口20和接口26向处理器24传送状态信息(例如，警报)。
当可插入光电装置模块10耦合至主机板28时，处理器18可 以取回存储在存储器16中的信息并且向接口20传送信息。接口20 将从处理器18接收到的信息转换成通信协议，按照该协议接口20 和接口26被配置。处理器24从接口26接收信息，并且至少基于 所接收的信息来确定一个或多个均衡器应该应用的补偿量。
然后，处理器24可以配置一个或多个均衡器以应用所确定的 补偿量。例如，基于指示由于跨可插入接口13和可插入接口21(例 如，跨连接点14和连接点22)行进的I/Q电气数据流导致的、幅 度和相位根据频率而改变的信息，处理器24可以确定一个或多个 均衡器适用于补偿失真的目标滤波器形状。作为另一示例，可以存 在多个均衡器类型，处理器24可以从其中选择将补偿失真的均衡 器。在该示例中，处理器24可以基于从处理器16接收的信息来选 择适当的均衡器类型。
在一些示例中，从可插入光电装置模块10到主机板28的单向 通信可能是足够的。在其他实施例中，主机板28可以向可插入光 电装置模块10传送信息以供双向通信。作为一个示例，处理器24 经由接口26和接口20向处理器18传送命令，该命令定义了由光 电装置12输出的I/Q电气数据流对的幅度。处理器18又调整由光 电装置12输出的I/Q电气数据流对的幅度。作为另一示例，处理器 24可以确定光电装置12的光学部件上的某些调谐可能产生更好的 误码率(BER)。在该示例中，处理器24经由接口26和接口20向 处理器18传送命令，该命令指令处理器18调谐光电装置12的光 学部件，该处理器18然后调谐这些光学部件。主机板28和可插入 光电装置模块10彼此传达信息的其他示例。
接口20和接口26使用任何标准或专有协议与另一个通信，并 且本公开的技术不限于任何特定的通信协议。一般而言，接口20 和接口26之间的通信不一定需要复杂的通信格式或高数据速率通 信；尽管这是可能的。作为一个示例，接口20和接口26可以使用 管理数据输入/输出(MDIO)协议彼此通信。在该示例中，接口20 和接口26是MDIO接口。例如，MDIO接口20用串行总线耦合至 MDIO接口26，并且每个经由串行总线传送或接收信息。提供MDIO 通信仅出于说明目的。
处理器24包括一个或多个复数均衡器，以补偿从可插入光电 装置模块10接收的I/Q电气数据流对上的电气失真，以恢复所接收 的光学信号的幅度和相位信息。这些一个或多个均衡器被称为接收 器(RX)均衡器。在一些示例中，处理器24还可以包括发射器(TX)均衡器，其补偿由处理器24传送的I/Q电气数据流对。
例如，类似于所接收的I/Q电气数据流对，由于连接点22和 连接点14的物理损伤，所以处理器24所传送的数据流可能失真。 为了解决这种失真，一个或多个TX均衡器在信号通过可插入接口 21行进之前修改处理器24所传送的数据流。例如，一个或多个TX 均衡器修改数据流以预补偿失真，使得在连接点22和连接点14的 物理损伤使经预补偿的数据流失真之后，所得到的数据流基本上类 似于处理器24所传送的数据流。与RX均衡器类似，TX均衡器可 以是自适应的、固定的或可配置的。
图11和图12是图示了按照一个或多个示例(诸如图1至图10 的任一个)的可插入光电装置模块内的光电装置的实例的框图。例 如，图11图示了光电装置12的部件，其从处理器24接收I/Q电气 数据流，将I/Q电气数据流转换成QPSK调制的光学信号或 PM-QPSK调制的光学信号，并且将光学信号处传送到网络32。图 12图示了光电装置12的部件，其从网络32接收QPSK或PM-QPSK 光学信号，将光学信号转换成I/Q电气数据流，并且将I/Q电气数据流传送到处理器24。为了便于描述，分别说明了图11和图12。 然而，光电装置12包括图11所图示的传送光电装置和图12所图 示的接收光电装置。
为了PM-QPSK调制，图示了光电装置12的部件。光电装置 12可以包括与基于所需的PM-QPSK调制的所图示的部件相比额外 的、更少的或不同的部件。在备选示例中，光电装置12包括用于 不同调制方案的不同部件。例如，如果需要BPSK调制，则光电装 置12包括用于相干BPSK调制的部件。一般而言，光电装置12包 括所需类型的相干通信所需的部件，其包括甚至更复杂的调制方 案，诸如多电平正交幅度调制(M-QAM，其中M>4)。
如图11所图示的，对于光电装置12的传送光电装置，包括偏 振分束器(PS)36、驱动放大器37A至37D、调制器38A和38B、 以及偏振光束组合器(PBC)40。PBC 40耦合至光学链路30并且 输出光学调制信号(例如，PM-QPSK调制的光学信号)。还有，如 所图示的，光电装置12接收I1'，Q1'，I2'和Q2'数据流，其是由主机 板28上的处理器24输出以用于PM-QPSK调制的电气数据流。
在本公开中，术语I1'，Q1'，I2'和Q2'数据流用于描述处理器24 向可插入光电装置模块10传送的数据流，并且术语I1，Q1，I2和Q2数据流用于描述处理器24从可插入光电装置模块10接收的数据 流。处理器24所传送的I1'，Q1'，I2'和Q2'数据流可能不同于处理器 24所接收的数据流I1，Q1，I2和Q2。例如，I1'，Q1'，I2'和Q2'数据 流用于下游通信，而I1，Q1，I2和Q2数据流用于上游通信。
在图11中，I1'和Q1'数据流可以形成处理器24所传送的第一 对数据流，并且可以用于具有偏振1的光波。I2'和Q2'数据流可以形 成处理器24所传送的第二对数据流，并且可以用于具有偏振2的 光波。在一些示例中，I1'，Q1'，I2'和Q2'数据流可以差分数据流组成，其经由电容器交流耦合至光电装置12。
在图11中，光电装置12的部件从连接点14接收I1'，Q1'，I2' 和Q2'数据流，该连接点14与主机板28的连接点22配合。在一些 示例中，光电装置12可以包括驱动放大器37A至37D，其耦合至 I1'，Q1'，I2'和Q2'数据流中的每个数据流。驱动放大器37A至37D 可以放大由主机板28输出的I1'，Q1'，I2'和Q2'数据流的电压电平。
从光电装置12的外部接收并且从模块10的外部接收的激光 34可以是可用于高比特率光学信号传输的任何类型的激光，通常是 在1550nm波长范围(所谓的C波段)内的低线宽激光，但可以是 任何波长。在相同波长范围内操作的光学放大器可以允许光电装置 12将所生成的光学信号传送相当远的距离。示例是铒掺杂光纤放大 器(EDFA)，其放大1550nm光谱区域中的光。光电装置12将所 生成的光学信号传送相当远的距离的能力减少了再生所传送的光 学信号所需的间歇光-电-光(O-E-O)中继器的数目。
偏振分离器(PS)36从激光器34接收光并且将光分成(至少) 两条路径。调制器38A和38B中的每个调制器从路径中的一个路径 接收光。调制器38A和38B用相应的I/Q电气数据流对调制相应路 径上的光。调制器38A和38B可以被称为IQ调制器或笛卡尔调制 器。在10的示例中，调制器38A接收I1'和Q1'电气数据流并且调制 该光以形成幅度和相位均被调制的复调制的光波信号，形成QPSK 信号。调制器38B接收I2'和Q2'电气数据流并且调制该光以形成幅 度和相位均被调制的复调制的光波信号，形成第二QPSK信号。
偏振束组合器(PBC)40从调制器38A和38B中的每个调制 器接收偏振和调制的光学信号。比如，来自调制器38A或38B的光 学QPSK信号随后使用PBC 40进行以(名义上正交)偏振的形式 的多路复用。例如，PBC 40将所接收的QPSK光学信号组合到名 义上正交的偏振中以形成单偏振多路复用(PM)光学信号并且经 由光学链路30将PM-QPSK光学信号传送到网络32。以这种方式， 光电装置12利用光波通信技术来生成并且传送光学PM-QPSK信号。
如图12所图示的，光电装置12的接收光电装置包括偏振分束 器(PBS)42、从光电装置12的外部接收并且从模块10的外部接 收的本地振荡器(LO)44、偏振分束器(PS)46、光学混合混频 器48A和48B、以及光电检测器(PD)50A至50D。PD 50A至50D 将光学信号的幅度转换成电气表示。PBS 42经由光学链路30从网 络32接收光学信号，并且将所接收的光学信号分成具有名义上正 交的偏振(例如，基本上正交的偏振)的第一光学信号和第二光学 信号。光学混合混频器48A和48B中的每个光学混合混频器从PBS 42接收来自第一和第二名义上正交的光学信号的相应的光学信号。
接收光电装置还包括从光电装置12的外部接收并且从模块10 的外部接收的本地振荡器44，其是激光器。本地振荡器44提供相 干系统中所需的相位参考以恢复光电装置12所接收的PM-QPSK光 学波形。在一些示例中，本地振荡器44可以是自激振荡器。例如， 由本地振荡器44输出的激光信号可能不需要与PBS 42所接收的光 学信号锁相。
偏振分束器(PS)46从本地振荡器44接收来自光电装置12 的外部和模块10的外部的光，并且将光分成(至少)第一光路和 第二光路。PS 46基本上类似于PS 36(图11)。光学混合混频器 48A和48B中的每个光学混合混频器从PS 46接收来自第一光路 和第二光路的相应的本地振荡器光。在一些示例中，只要来自本 地振荡器44的光被分成两个名义上正交偏振的光波，就可以在不 损失功能性的情况下调换PBS 42和PS 46的位置。
光学混合混频器48A和48B各自将来自PBS 42的相应的光学 信号与来自PS 46的相应的本地振荡器光波参考混合，并且输出表 示PM-QPSK调制的信号的同相(I)分量和正交相(Q)分量的光 学数据流。例如，光学混合混频器48A输出I1和Q1光学数据流。 光学混合混频器48B输出I2和Q2光学数据流。在一些示例中，光 学混合混频器48A和48B可以是90度光学混合混频器。还有，在 一些示例中，I1，Q1，I2和Q2光学数据流中的每个光学数据流可以是差分编码的数据流。
光电检测器50A至50D接收I1，Q1，I2和Q2光学数据流的相 应的光学信号，并且将这些光学信号转换成电气信号(例如，处理 器24所接收的I1，Q1，I2和Q2数据流)。光电检测器50A至50D 可以由单个光电二极管或一对名义上平衡的光电二极管构成。用于 每个光电检测器的互阻抗放大器(TIA)元件可以将来自光电二极 管的光电流转换成电压表示。然而，在每个示例中都不一定包括TIA 元件。50A至50D中的每个光电检测器的电气输出可以是单端或差 分电气信号。在一些示例中，TIA元件可以包括自动增益控制(AGC) 放大器，或者AGC放大器可以在TIA元件的外部。AGC放大器可 以为变化的输入电流幅度/摆幅名义上维持输出电压幅度/摆幅。
以这种方式，光电装置12的接收光电装置将PM-QPSK调制 的光学信号转换成表示光学PM-QPSK信号的电气I和Q数据流对 (例如，I1，Q1，I2和Q2数据流)，以用于由主机板28的处理器24 进一步处理。例如，处理器24通过连接点14和连接点22之间的 配合从光电检测器50A至50D接收I1，Q1，I2和Q2电气数据流对。
上述具体实施方式包括对作为具体实施方式的一部分的附图 的参考。附图通过说明的方式示出了其中可以实施本发明的具体实 施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。除了所示出或描述 的那些元件之外，这样的示例可以包括其他元件。然而，本发明人还设想了仅提供所示出或描述的那些元件的示例。而且，本发明人 还设想了相对于具体实施例(或其一个或多个方面)或相对于本文 中所示出的或所描述的其他示例(或其一个或多个方面)所示出的 或所描述的那些元件的任何组合或排列的示例(或其一个或多个方面)。
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除非上下文另有指示，否则几何术语(诸如“平行”、“垂直”、 “圆形”或“方形”)不旨在需要绝对数学精度。相反，这样的几 何术语允许由于制造或等效功能而导致的变化。例如，如果元件被 描述为“圆形”或“大致圆形”，则该描述仍然涵盖不是精确圆形 的部件(例如，稍长椭圆形或多边的多边形的部件)。
术语“电路”可以包括专用硬件电路、通用微处理器、数字信 号处理器或其他处理器电路，并且可以诸如使用固件或软件在结构 上被从通用电路配置到专用电路。
可以在机器上执行本文中所讨论的技术(例如，方法论)中的 任一种或多种技术。在各种实施例中，机器可以作为独立设备操作， 或者可以连接(例如，联网)至其他机器。在网络部署中，机器可 以以服务器机器、客户端机器或两者的身份，在服务器-客户端网络环境中操作。在一个示例中，机器可以在对等(P2P)(或其他分布 式)网络环境中充当对等机器。该机器可以是个人计算机(PC)、 平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、web 设施、网络路由器、交换机或网桥、或能够执行指定该机器要采取 的操作的指令(顺序或其他)的任何机器。进一步地，虽然仅图示 了单个机器，但是术语“机器”还应当被视为包括单独或共同执行 指令集合(或多个指令集合)以执行本文中所讨论的方法论中的任 一种或多种方法论的任何机器集合，诸如云计算、软件即服务 (SaaS)、其他计算机集群配置。
如本文中所描述的示例可以包括逻辑或若干个部件或机构，或 者可以由逻辑或若干个部件或机构来操作。电路集合是在包括硬件 (例如，简单电路、门、逻辑等)的有形实体中实现的电路的集合。 电路集合成员资格可能随着时间和底层硬件可变性而变化。电路集 合包括可以在操作时单独或组合地执行指定操作的成员。在示例 中，电路集合的硬件可以被不变地设计成执行特定操作(例如，硬 连线)。在示例中，电路集合的硬件可以包括可变地连接的物理部 件(例如，执行单元、晶体管、简单电路等)，其包括物理地(例 如，磁性地、电气地、质量不变粒子的可移除放置等)修改的计算 机可读介质来编码特定操作的指令。在连接物理部件时，硬件部件 的底层电气特性发生改变，例如从绝缘体变为导体，反之亦然。指 令可以使得嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机构)能够经由可 变连接在硬件中创建电路集合的成员，以在操作时执行特定操作的 各部分。因而，当设备正在操作时，计算机可读介质通信地耦合至 电路集合成员的其他部件。在示例中，物理部件中的任一物理部件 可以用于多于一个电路集合的多于一个成员中。例如，在操作中， 执行单元可以在一个时间点处用于第一电路集合的第一电路，并且 由第一电路集合中的第二电路重新使用，或者在不同时间处由第二 电路集合中的第三电路重新使用。
本文中所描述的系统和方法的具体实现方式可以涉及使用可 以包括硬件处理器(例如，中央处理单元(CPU))、图形处理单元 (GPU)、硬件处理器核心或其任何组合)、主存储器和静态存储器 的机器，其中一些或全部可以经由互连链路(例如，总线)彼此通 信。机器还可以包括显示单元、字母数字输入设备(例如，键盘) 和用户接口(UI)导航设备(例如，鼠标)。在示例中，显示单元、 输入设备和UI导航设备可以是触摸屏显示器。附加地，该机器可 以包括存储设备(例如，驱动单元)、信号发生设备(例如，扬声 器)、网络接口设备以及一个或多个传感器(诸如全球定位系统 (GPS)传感器、罗盘、加速度计或其他传感器)。该机器可以包括 输出控制器，诸如串行(例如，通用串行总线(USB)、并行或其 他有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC)等)连接以 进行通信或控制一个或多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)。
存储设备可以包括机器可读介质，在其上存储由本文中所描述 的技术或功能中的任一个或多个技术或功能体现或利用的一个或 多个数据结构或指令(例如，软件)集合。该指令还可以在由机器 执行期间完全或至少部分地驻留在主存储器内、静态存储器内、或者硬件处理器内。在示例中，硬件处理器、主存储器、静态存储器 或存储设备的一个或任何组合可以构成机器可读介质。
虽然机器可读介质可以包括单个介质，但是术语“机器可读介 质”可以包括单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库 和/或相关联的高速缓存和服务器)，其被配置成存储一个或多个指 令。
术语“机器可读介质”可以包括任何介质，其能够存储、编码 或携带以供机器执行的指令并且使得机器执行本公开的技术中的 任一种或多种技术，或能够存储、编码或携带由这些指令使用或与 之相关联的数据结构。非限制性机器可读介质示例可以包括固态存储器，以及光学介质和磁性介质。在示例中，大规模机器可读介质 包括具有多个质量不变(例如，静止)的颗粒的机器可读介质。因 而，大规模机器可读介质不是暂态传播信号。大规模机器可读介质 的具体示例可以包括非易失性存储器，诸如半导体存储器件(例如， 电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM))和闪存器件；磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘； 磁光盘；以及CD-ROM盘和DVD-ROM盘。
可以利用多个传输协议(例如，帧中继、因特网协议(IP)、 传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议 (HTTP)等)中的任一个经由网络接口设备使用传输介质来通过 通信网络传送或接收指令。示例通信网络可以包括局域网(LAN)、 广域网(WAN)、分组数据网络(例如，因特网)、移动电话网络(例 如，蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络、以及无线数据网络 (例如，被称为
Figure BDA0001433436960000401
的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11 标准族、被称为
Figure BDA0001433436960000402
的IEEE 802.16标准族)、IEEE 802.15.4 标准族、对等(P2P)网络等。在示例中，网络接口设备可以包括 一个或多个物理插孔(例如，以太网、同轴插孔或电话插孔)或一 个或多个天线，以连接至通信网络。在示例中，网络接口设备可以包括多个天线，以使用单输入多输出(SIMO)技术、多输入多输 出(MIMO)技术或多输入单输出(MISO)技术中的至少一种技术 来无线通信。术语“传输介质”应当被视为包括任何无形介质，其 能够存储、编码或携带以供机器执行的指令并且包括数字或模拟通 信信号；或其他无形介质，以促进此类软件的通信。
本文中所描述的方法示例可以是至少部分地机器或计算机实 现的。一些示例可以包括使用可操作以配置电子设备以执行如上述 示例中所描述的方法的指令编码的计算机可读介质或机器可读介 质。这种方法的实现方式可以包括诸如微代码、汇编语言代码、更 高级语言代码等之类的代码。该代码可以包括用于执行各种方法的 计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的各部分。进一步 地，在示例中，代码可以有形地存储在一个或多个易失性的非暂态 或非易失性的有形计算机可读介质上，诸如在执行期间或在其他时 间。这些有形计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移 除磁盘、可移除光盘(例如，CD光盘和数字视频盘)、磁带盒、存 储器卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
上述描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上文所描述的 实施例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在审阅上述描 述之后，其他实施例可以被诸如本领域普通技术人员使用。摘要遵 照37C.F.R.§1.72(b)提供以允许读者快速确认技术公开的性质。应当理解，提交该摘要并不会用于解释或限制权利要求的范围或含 义。还有，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以 简化本公开。这不应被解释为希望使得未被要求保护的所公开的特 征对任何权利要求均为必要的。相反，本发明的主题可能在于比具体公开的实施例的全部特征要少。因此，以下权利要求书作为示例 或实施例被并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单 独的实施例，并且设想这些实施例可以以各种组合或排列彼此组 合。本发明的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予 的等同物的全部范围来确定。

Claims (21)

1.一种系统，包括：
一种波分多路复用(WDM)收发器模块，包括：
光学端口，所述光学端口包括：
数据传送光纤连接器和数据接收光纤连接器；以及激光源入射光纤连接器，被配置成(1)耦合至位于所述WDM收发器模块外部的激光源，以及(2)为保偏光纤提供偏振对准，以及
光学调制器，可操作地耦合至所述光学端口，所述光学调制器被配置成经由所述保偏光纤从所述外部激光源接收激光输出，并且基于由数字信号处理器生成的模拟电气信号来调制所述激光输出，
所述WDM收发器模块(1)不包括板载激光源，以及(2)操作性地可耦合至主机板或能够被集成到所述主机板中；以及
控制单元，被配置成从所述外部激光源接收第二激光输出数据和从所述WDM收发器模块接收第一激光输出数据，所述控制单元被配置成：
分析所述第一激光输出数据和所述第二激光输出数据，以确定与所述WDM收发器模块的激光传输条件有关的信息；以及
基于所确定的信息来生成用于传输到所述外部激光源的控制消息。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述WDM收发器模块可耦合至所述主机板，使得所述WDM收发器模块可插入所述主机板。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述WDM收发器模块可耦合至所述主机板，使得所述WDM收发器模块可插入所述主机板、并且不包括所述数字信号处理器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述WDM收发器模块被集成到所述主机板中。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学端口还包括光学泵浦入射光纤连接器，所述光学泵浦入射光纤连接器被配置成耦合至一个或多个外部光学泵浦。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学端口还包括光学泵浦入射光纤连接器，所述光学泵浦入射光纤连接器被配置成耦合至一个或多个外部光学泵浦，所述光学泵浦入射光纤连接器包括特定波长光纤，所述特定波长光纤的操作波长基本上与所述光学泵浦激光器的波长相匹配。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述WDM收发器模块是相干WDM收发器模块，所述光学调制器是偏振多路复用同相和正交(PM-IQ)调制器，所述偏振多路复用同相和正交(PM-IQ)调制器被配置成分别调制所述激光输出的同相分量和正交分量。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述WDM收发器模块是非相干WDM收发器模块，所述光学调制器没有被配置成调制所述激光输出的相位分量。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括功率监视器，所述功率监视器可操作地耦合至所述光学调制器，并且被配置成监视从所述外部激光源接收的所述激光输出的光学功率。
10.一种系统，包括：
波分多路复用(WDM)收发器模块，所述WDM收发器模块包括激光源入射光纤连接器，所述激光源入射光纤连接器被配置成在传输来自位于所述WDM收发器模块外部的外部激光源的第二激光输出之后，接收第一激光输出，所述WDM收发器模块不包括板载激光源、并且操作性地可耦合至主机板；以及
控制单元，被配置成从所述外部激光源接收第二激光输出数据和从所述WDM收发器模块接收第一激光输出数据，所述控制单元被配置成：
分析所述第一激光输出数据和所述第二激光输出数据，以确定与所述WDM收发器模块的激光传输条件有关的信息；以及
基于所确定的信息来生成用于传输到所述外部激光源的控制消息。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所确定的信息包括以下各项中的一项或多项：来自所述外部激光源的所述第二激光输出的功率水平，在传输来自所述外部激光源的第二激光输出期间的光纤损耗，以及所述WDM收发器模块的报警状态。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制消息包括：关于在由所述外部激光源向所述WDM收发器模块传输之前对所述第二激光输出的功率水平进行调整的指令。
13.根据权利要求10所述的系统，还包括功率监视器，所述功率监视器操作性地被耦合至所述WDM收发器模块，并且被配置成监视所述第一激光输出的功率水平。
14.根据权利要求10所述的系统，还包括功率监视器，所述功率监视器操作性地被耦合至所述WDM收发器模块，并且被配置成监视所述第一激光输出的功率水平，所述WDM收发器模块还包括Mach-Zehnder调制器，所述Mach-Zehnder调制器被配置成基于所监视的功率水平来生成所述第一激光输出数据的至少部分。
15.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制消息经由被耦合至所述控制单元和所述外部激光源的控制网络被传送到所述外部激光源。
16.一种系统，包括：
波分多路复用(WDM)光学收发器模块，被配置成接收由位于所述WDM收发器模块外部的外部激光源传送的激光输出，所述WDM收发器模块不包括板载激光源；以及
控制单元，被配置成从所述外部激光源接收第二激光输出数据和从所述WDM收发器模块接收第一激光输出数据，所述控制单元被配置成：
分析所述第一激光输出数据和所述第二激光输出数据，以确定与所述WDM收发器模块的激光传输条件有关的信息；以及
基于所确定的信息来生成用于传输到所述外部激光源的控制消息。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制单元还被配置成：
接收与到所述WDM收发器模块的所述激光输出的传输有关的数据，所述控制单元被配置成至少部分地基于所接收的数据来生成控制信号，所述控制单元被配置成将所述控制信号传送到所述外部激光源；
向所述WDM收发器模块传输所述激光输出、以及向所述外部激光源传输所述控制信号经由相同的双向缆线发生。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制信号是电气信号，并且所述双向缆线包括用于传输所述电气信号的电线。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制信号是光学信号，并且所述激光输出和所述控制信号经由相同的保偏光纤传送，所述双向缆线包括所述保偏光纤。
20.根据权利要求17所述的系统，其中
所述控制信号是光学信号，所述双向缆线包括保偏光纤；以及
所述激光输出和所述控制信号分别经由所述保偏光纤的慢轴和快轴传送。
21.根据权利要求17所述的系统，其中
所述控制信号是光学信号，所述激光输出是未调制的激光束，所述双向缆线包括光纤；以及
所述激光输出和所述控制信号经由所述光纤被带外传送。
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