CN108173598B - 光学接收器和光学通信方法 - Google Patents

光学接收器和光学通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学接收器和光学通信方法。所述光学接收器包括：本地振荡器，被构造成输出本地振荡光；可变光学衰减器，被构造成衰减输入光学信号的功率；光学混合器，被构造成通过与所述本地振荡光相干涉来接收包括所述本地振荡光的波长的所衰减的输入光学信号；光电检测器，被构造成将所接收的光学信号转换成电信号；和放大器电路，被构造成利用增益调节值来放大所述电信号，其中，所述可变光学衰减器根据增益调节值来衰减所述输入光学信号的功率。

Description

光学接收器和光学通信方法
分案声明
本申请是申请日为2014年3月27日、发明名称为“光学接收设备和监测信号产生方法”、申请号为201480039144.6的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光学接收器和光学通信方法，特别地，涉及使用相干光传输方案的光学接收器和光学通信方法。
背景技术
波分多路复用(WDM)通信属于光学通信技术。在波分多路复用通信中，由于使用其中多个波长的光学信号被多路复用的多路复用光学信号，因此可用单个光纤传输大量信息。另外，存在从多路复用光学信号中选择性提取特定光学信号的技术，该技术被称为相干光传输方案。在相干光传输方案中，通过允许多路复用光学信号和本地振荡光彼此干涉并且执行相干检测，从多路复用光学信号中选择性提取与本地振荡光的波长对应的光学信号。
专利文献1和2均公开了与相干光传输方案相关的技术。专利文献1公开了稳定本地振荡光源和发送光源的绝对波长，从而更容易设定波长的技术。专利文献2公开了用于即使在通过本地振荡光的波长选择性接收多路复用光学信号的情况下，也在抑制成本升高的同时，改进了接收特征中的S/N比的技术。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未经审查的专利申请公开No.H04-212530
专利文献2：日本未经审查的专利申请公开No.2012-070234
发明内容
技术问题
在专利文献1和2中公开的相干光传输方案中，使用光学接收设备接收从光学发送设备发送的多路复用光学信号。例如，可通过用光学耦合器等将输入光学接收设备的多路复用光学信号分支，并且通过监测用光电转换器将分支的多路复用光学信号转换成电信号，来监测输入光学接收设备的多路复用光学信号的功率。
然而，由于多路复用光学信号是多个波长的光学信号被多路复用的光学信号，因此当监测输入光学接收设备的多路复用光学信号时，监测所有输入光学接收设备的光学信号。因此，在这种情况下，问题在于，无法仅仅测量特定波长的光学信号的功率。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供可用于监测特定波长的光学信号的功率的光学接收设备和监测信号产生方法。
问题的解决方案
本发明的光学接收设备包括：
本地振荡器，其输出具有规定波长的本地振荡光；
光学混频器(optical mixer)，其接收其中波长互不相同的光学信号被多路复用的多路复用光学信号和本地振荡光，并且从所述多路复用光学信号中选择性输出与所述本地振荡光的波长对应的光学信号；
光电转换器，其将从所述光学混频器输出的光学信号转换成电信号；
可变增益放大器，其放大经所述光电转换器转换的电信号，以产生其输出幅值被放大到一定水平的输出信号；
增益控制信号产生电路，其产生用于控制所述可变增益放大器的增益的增益控制信号；以及
监测信号产生单元，其使用所述增益控制信号，产生与从所述光学混频器输出的光学信号的功率对应的监测信号。
本发明的监测信号产生方法是产生与光学接收设备接收的光学信号的功率对应的监测信号的监测信号产生方法，所述方法包括：
使波长互不相同的光学信号被多路复用的多路复用光学信号和具有规定波长的本地振荡光相互干涉，以从所述多路复用光学信号中提取与所述本地振荡光的波长对应的光学信号；
将提取的光学信号转换成电信号；
使用可变增益放大器，放大所述电信号，以产生输出幅值被放大至一定水平的输出信号；
产生用于控制所述可变增益放大器的增益的增益控制信号；以及
使用所述增益控制信号，产生与所述光学信号的功率对应的监测信号。
本发明的有益效果
本发明可提供可用于监测特定波长的光学信号的功率的光学接收设备和监测信号产生方法。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的光学接收设备的框图；
图2是根据第一实施例的光学接收设备中包括的放大器电路的一个示例的电路图；
图3是示出根据第二实施例的光学接收设备的框图；
图4是根据第二实施例的光学接收设备中包括的90度光学混合回路(90-degreeoptical hybrid circuit)的示图；
图5是描述根据第二实施例的光学接收设备中包括的放大器电路的细节的框图；
图6是示出根据第三实施例的光学接收设备的框图；
图7是示出根据第四实施例的光学接收设备的框图；
图8是示出根据第五实施例的光学接收设备的框图；以及
图9是示出根据比较例的光学接收设备的框图。
具体实施方式
<第一实施例>
下面，参照附图，将描述本发明的实施例。图1是示出根据第一实施例的光学接收设备1的框图。如图1中所示，根据本实施例的光学接收设备1包括本地振荡器(LO)11、光学混频器12、光电转换器13、可变增益放大器15、增益控制信号产生电路16和监测信号产生单元17。这里，可变增益放大器15和增益控制信号产生电路16构成放大器电路14。
光学接收设备1接收在发送设备方(未示出)产生的多路复用光学信号21。多路复用光学信号21是波长互不相同的光学信号被多路复用的光学信号。也就是说，多路复用光学信号21是分别具有不同波长λ1、λ2、…、λn(n是等于或大于2的整数)的多个光学信号被多路复用的光学信号。在WDM通信中，由于使用了这种多路复用光学信号，因此可用单个光纤传输大量信息。
本地振荡器11将具有规定波长λm(m＝1至n)的本地振荡光22输出到光学混频器12。也就是说，本地振荡器11将波长λm的本地振荡光22输出到光学混频器12，波长λm与待从多路复用光学信号21中提取的光学信号的波长对应。例如，本地振荡器11包括波长可变激光器，并且能够改变从本地振荡器11输出的本地振荡光22的波长λm，使其对应于待从多路复用光学信号21中提取的光学信号的波长。
光学混频器12接收多路复用光学信号21和本地振荡光22，并且从多路复用光学信号21中选择与本地振荡光22的波长对应的光学信号23。然后，光学混频器12将选择的光学信号23输出到光电转换器13。在相干光传输方案中，通过使多路复用光学信号21和本地振荡光22彼此干涉并且执行相干检测，可从其中具有波长λ1、λ2、…、λn的多个光学信号被多路复用的多路复用光学信号21中，选择性提取与本地振荡光22的波长λm对应的光学信号。因此，通过改变从本地振荡器11输出的本地振荡光22的波长λm，可任意地选择待从多路复用光学信号21中提取的光学信号。
光电转换器13将从光学混频器12输出的光学信号23转换成电信号24，并且将电信号24输出到放大器电路14。光电转换器13可以是例如光电二极管。
放大器电路14包括可变增益放大器15和增益控制信号产生电路16。放大器电路14构成AGC(自动增益控制)电路。
可变增益放大器15放大从光电转换器13输出的电信号24，并且产生其输出幅值被放大至一定水平的输出信号25。此时，可变增益放大器15根据增益控制信号产生电路16产生的增益控制信号26，调节可变增益放大器15的增益。
增益控制信号产生电路16产生用于控制可变增益放大器15的增益的增益控制信号26。例如，增益控制信号产生电路16基于从可变增益放大器15输出的输出信号25的幅值电压和预设的目标电压Vt，产生用于反馈控制可变增益放大器15的增益控制信号26。
例如，增益控制信号产生电路16产生用于使从可变增益放大器15输出的输出信号25的幅值电压(换句话讲，输出信号25的幅值电压的绝对值)和目标电压Vt变成彼此相等的增益控制信号26。具体地讲，当输出信号25的幅值电压大于目标电压Vt时，增益控制信号产生电路16产生用于使可变增益放大器15的增益减小的增益控制信号26。相反地，当输出信号25的幅值电压小于目标电压Vt时，增益控制信号产生电路16产生用于使可变增益放大器15的增益增大的增益控制信号26。
注意的是，在本实施例中，作为图2中示出的放大器电路14'，可在光电转换器13和可变增益放大器15之间设置跨阻抗放大器18。例如，当从光电转换器13输出的电信号24是电流信号时，通过设置跨阻抗放大器18，电流信号可被转换成电压信号。
监测信号产生单元17使用增益控制信号26产生监测信号27。监测信号27是与从光学混频器12输出的光学信号23(也就是说，从多路复用光学信号21中选择的光学信号23)的功率对应的信号。
例如，当可变增益放大器15被构造成使得可变增益放大器15的放大因数随着增益控制信号26的信号电压变高而增大时，光学信号23的功率和增益控制信号26之间的关系如下。当光学信号23的功率过小时，电信号24的幅值电压也变小。在这种情况下，由于输出信号25的幅值电压和目标电压Vt之间的差异变大，因此可变增益放大器15的放大因数必须增大。因此，增益控制信号产生电路16产生的增益控制信号26的信号电压变高。另一方面，当光学信号23的功率接近目标值时，输出信号25的幅值电压和目标电压Vt之间的差异变小。在这种情况下，由于可变增益放大器15的放大因数变小，因此增益控制信号产生电路16产生的增益控制信号26的信号电压变低。
另外，例如，当可变增益放大器15被构造成使得可变增益放大器15的放大因数随着增益控制信号26的信号电压变低而增大时，光学信号23的功率和增益控制信号26之间的关系如下。当光学信号23的功率过小时，电信号24的幅值电压也变小。在这种情况下，由于输出信号25的幅值电压和目标电压Vt之间的差异变大，因此可变增益放大器15的放大因数必须增大。因此，增益控制信号产生电路16产生的增益控制信号26的信号电压变低。另一方面，当光学信号23的功率接近目标值时，输出信号25的幅值电压和目标电压Vt之间的差异变小。在这种情况下，由于可变增益放大器15的放大因数变小，因此增益控制信号产生电路16产生的增益控制信号26的信号电压变高。
以这种方式，增益控制信号26根据光学信号23的功率而变化。监测信号产生单元17可使用以这种方式变化的增益控制信号26，产生与光学信号23的功率对应的监测信号27。例如，监测信号产生单元17可包括模数转换器电路。在这种情况下，作为模拟信号的增益控制信号26可被转换成数字信号。
注意的是，根据本实施例的光学接收设备1还可包括将输出信号25从模拟信号转换成数字信号的模数转换器电路(未示出)和处理被转换成数字信号的输出信号的数字信号处理电路(未示出)。
在专利文献1和2中公开的相干光传输方案中，使用光学接收设备接收从光学发送设备发送的多路复用光学信号。例如，可通过利用光学耦合器等将输入光学接收设备的多路复用光学信号分支，并且利用监测用光电转换器将分支的多路复用光学信号转换成电信号，来监测输入光学接收设备的多路复用光学信号的功率。
图9是示出根据比较例的光学接收设备100的框图。图9中示出的光学接收设备100包括光学耦合器101、光电转换器104、本地振荡器(LO)111、光学混频器112、光电转换器113、可变增益放大器115、增益控制信号产生电路116。可变增益放大器15和增益控制信号产生电路16构成放大器电路14。注意的是，在图9中示出的光学接收设备100中，通过以100计数的参考标号来指代与图1中示出的光学接收设备1的构成元件相同的构成元件。
在图9中示出的光学接收设备100中，通过光学耦合器101将输入光学接收设备100的多路复用光学信号121分支，一个多路复用光学信号102被输入光学混频器112，而另一个多路复用光学信号被输入光电转换器104。然后，通过用光电转换器104将分支的多路复用光学信号103转换成电信号，可监测输入光学接收设备100的多路复用光学信号121的功率。
然而，由于多路复用光学信号121是多个波长的光学信号被多路复用的光学信号，因此当监测输入光学接收设备100的多路复用光学信号121时，监测所有输入光学接收设备100的光学信号。因此，在这种情况下，无法仅仅测量特定波长123的光学信号的功率。
因此，在根据本实施例的光学接收设备1中，如图1中所示，使用用于控制可变增益放大器15的增益的增益控制信号26，产生与从光学混频器12输出的光学信号23的功率对应的监测信号27。也就是说，可变增益放大器15仅仅放大与从多路复用光学信号21中选择的光学信号23对应的电信号24。另外，增益控制信号26是用于控制可变增益放大器15的增益的信号，并且根据光学信号23的功率而变化。因此，通过使用增益控制信号26产生监测信号27，可监测光学信号23的功率。
另外，利用根据本实施例的光学接收设备1，由于使用增益控制信号26监测光学信号23的功率，因此不必设置用于将多路复用光学信号分支的光学耦合器101或监测用光电转换器104(参见图9)。另外，利用根据本实施例的光学接收设备1，通过使多路复用光学信号21和本地振荡光22彼此干涉并且执行相干检测，从多路复用光学信号21中选择性提取与本地振荡光22的波长对应的光学信号23。因此，不必为了从多路复用光学信号中提取光学信号而设置阵列波导光栅(AWG)或光学滤波器。因此，光学接收设备的大小可减小，光学接收设备的制造成本可降低。
通过上述根据本实施例的本发明，可提供可用于监测特定波长的光学信号的功率的光学接收设备和监测信号产生方法。
<第二实施例>
接下来，将描述本发明的第二实施例。在本实施例，将描述以下情况：将第一实施例中描述的光学接收设备应用于双偏振正交相移键控(DP-QPSK)方案。
图3是示出根据本实施例的光学接收设备2的框图。如图3中所示，根据本实施例的光学接收设备2包括本地振荡器(LO)31、偏振分束器(PBS)32、90度光学混合回路34_1、34_2、光电转换器35、放大器电路36_1至36_4、监测信号产生单元37_1至37_4、模数转换器电路38_1至38_4、数字信号处理电路39。
光学接收设备2接收在发送设备方(未示出)产生的多路复用光学信号51。多路复用光学信号51是其中波长互不相同的光学信号被多路复用的光学信号。另外，在本实施例中，在多路复用光学信号51中，彼此正交的X偏振光(第一偏振光)和Y偏振光(第二偏振光)被多路复用。X偏振光和Y偏振光被独立于彼此进行调制，并且能够独立传输信息。另外，X偏振光和Y偏振光均按四个不同相位进行调制。
偏振分束器32接收多路复用光学信号51，并且将多路复用光学信号51分成彼此正交的X偏振光52和Y偏振光53。然后，偏振分束器32将分开的X偏振光52输出到90度光学混合回路34_1(第一光学混合回路)，将分开的Y偏振光输出到90度光学混合回路34_2(第二光学混合回路)。
本地振荡器31将具有规定波长的本地振荡光54输出到90度光学混合回路34_1、34_2中的每个。也就是说，本地振荡器31将具有与待从多路复用光学信号51中提取的光学信号的波长对应的波长的本地振荡光54输出到90度光学混合回路34_1、34_2。例如，本地振荡器31被构造成包括波长可变激光器，并且能够改变从本地振荡器31输出的本地振荡光54的波长，使其对应于待从多路复用光学信号51中提取的光学信号的波长。
90度光学混合回路34_1包括光学混频器(第一光学混频器)。90度光学混合回路34_1接收X偏振光52和本地振荡光54并且使X偏振光52和本地振荡光54彼此干涉，从而将与本地振荡光31的波长对应的光学信号与X偏振光52分开。另外，90度光学混合回路34_1将X偏振光52分离成同相分量(I分量)和正交分量(Q分量)。然后，90度光学混合回路34_1将同相分量中包括的两个光学信号作为第一差分信号输出，将正交分量中包括的两个光学信号作为第二差分信号输出。
图4是示出90度光学混合回路34_1的一个示例的示图。如图4中所示，90度光学混合回路34_1包括光学耦合器61_1至61_3、62_1至63_3、π/2相移器63、π相移器64_1、64_2、光学混频器65_1至65_4(第一光学混频器)。
输入90度光学混合回路34_1的X偏振光52被光学耦合器61_1至61_3分支，被引入光学混频器65_1至65_4。输入90度光学混合回路34_1的本地振荡光54被光学耦合器62_1和光学耦合器62_3分支，此后被引入光学混频器65_1。输入90度光学混合回路34_1的本地振荡光54被光学耦合器62_1和光学耦合器62_3分支，此后其相位被π相移器64_1移位π，从而被引入光学混频器65_2。
输入90度光学混合回路34_1的本地偏振光54被光学耦合器62_1分支，此后其相位被π/2相移器63移位π/2。本地偏振光54进一步被光学耦合器62_2分支，此后被引入光学混频器65_3。输入90度光学混合回路34_1的本地振荡光54被光学耦合器62_1分支，此后其相位被π/2相移器63移位π/2。本地偏振光54进一步被光学耦合器62_2分支，此后其相位被π相移器64_2移位π，从而被引入光学混频器65_4。
也就是说，光学混频器65_1接收同相的本地振荡光54；光学混频器65_2接收相位差为π的本地振荡光54；光学混频器65_3接收相位差为π/2的本地振荡光54；光学混频器65_4接收相位差为3π/2的本地振荡光54。
因此，光学混频器65_1输出同相的光学信号Ip_1；光学混频器65_2输出相位差为π的光学信号In_1；光学混频器65_3输出相位差为π/2的光学信号Qp_1；光学混频器65_4输出相位差为3π/2的光学信号Qn_1。光学信号Ip_1和光学信号In_1被作为第一差分信号(同相分量的差分信号)输出，光学信号Qp_1和光学信号Qn_1被作为第二差分信号(正交分量的差分信号)输出。
90度光学混合回路34_2与90度光学混合回路34_1类似地操作。也就是说，90度光学混合回路34_2包括光学混频器(第二光学混频器)。90度光学混合回路34_2接收Y偏振光53和本地振荡光54并且使Y偏振光53和本地振荡光54彼此干涉，从而将与本地振荡光31的波长对应的光学信号与Y偏振光53分开。另外，90度光学混合回路34_2将Y偏振光53分离成同相分量(I分量)和正交分量(Q分量)。然后，90度光学混合回路34_2将同相分量中包括的两个光学信号(Ip_2、In_2)作为第三差分信号输出，将正交分量中包括的两个光学信号(Qp_2、Qn_2)作为第四差分信号输出。
如图3中所示，从90度光学混合回路34_1、34_2输出的光学信号Ip_1、In_1(第一差分信号)、光学信号Qp_1、Qn_1(第二差分信号)、光学信号Ip_2、In_2(第三差分信号)、光学信号Qp_2、Qn_2(第四差分信号)分别被光电转换器PD#1至PD#8转换成电信号。
放大器电路36_1放大从光电转换器PD#1、PD#2输出的与第一差分信号(Ip_1、In_1)对应的电信号，并且产生输出幅值被放大成一定水平的输出信号。产生的输出信号被输出到模数转换器电路38_1。模数转换器电路38_1将输出信号从模拟信号转换成数字信号，并且将数字信号输出到数字信号处理电路39。监测信号产生单元37_1产生与第一差分信号(Ip_1、In_1)对应的监测信号60_1。
放大器电路36_2放大从光电转换器PD#3、PD#4输出的与第二差分信号(Qp_1、Qn_1)对应的电信号，并且产生输出幅值被放大成一定水平的输出信号。产生的输出信号被输出到模数转换器电路38_2。模数转换器电路38_2将输出信号从模拟信号转换成数字信号，并且将数字信号输出到数字信号处理电路39。监测信号产生单元37_2产生与第二差分信号(Qp_1、Qn_1)对应的监测信号60_2。
放大器电路36_3放大从光电转换器PD#5、PD#6输出的与第三差分信号(Ip_2、In_2)对应的电信号，并且产生输出幅值被放大成一定水平的输出信号。产生的输出信号被输出到模数转换器电路38_3。模数转换器电路38_3将输出信号从模拟信号转换成数字信号，并且将数字信号输出到数字信号处理电路39。监测信号产生单元37_3产生与第一差分信号(Ip_2、In_2)对应的监测信号60_3。
放大器电路36_4放大从光电转换器PD#7、PD#8输出的与第四差分信号(Qp_2、Qn_2)对应的电信号，并且产生输出幅值被放大成一定水平的输出信号。产生的输出信号被输出到模数转换器电路38_4。模数转换器电路38_4将输出信号从模拟信号转换成数字信号，并且将数字信号输出到数字信号处理电路39。监测信号产生单元37_4产生与第四差分信号(Qp_2、Qn_2)对应的监测信号60_4。
图5是描述根据本实施例的光学接收设备2中包括的放大器电路36_1的细节的框图。虽然下面将描述的是放大器电路36_1，但对于其它放大器电路36_2至36_4，同样如此。
放大器电路36_1包括跨阻抗放大器42、可变增益放大器43和增益控制信号产生电路44。放大器电路36_1构成AGC电路。从90度光学混合回路34_1输出的差分信号(Ip_1、In_1)被光电转换器PD#1、PD#2转换成差分信号56_1、56_2，并且被供应到跨阻抗放大器42。跨阻抗放大器42将差分信号56_1、56_2从电流信号转换成电压信号，并且将差分信号57_1、57_2输出到可变增益放大器43。注意的是，可省略跨阻抗放大器42。
可变增益放大器43放大差分信号57_1、57_2，并且产生其输出幅值被放大至一定水平的差分输出信号58_1、58_2。此时，可变增益放大器43根据增益控制信号产生电路44产生的增益控制信号59，调节可变增益放大器43的增益。
增益控制信号产生电路44产生用于控制可变增益放大器43的增益的增益控制信号59。例如，增益控制信号产生电路44基于从可变增益放大器43输出的差分输出信号58_1、58_2的幅值电压和预设的目标电压Vt，产生用于反馈控制可变增益放大器43的增益控制信号59。
例如，增益控制信号产生电路44产生用于使从可变增益放大器43输出的差分输出信号58_1、58_2的幅值电压(换句话讲，差分输出信号58_1、58_2的幅值电压的绝对值)和目标电压Vt变成彼此相等的增益控制信号59。具体地讲，当差分输出信号58_1、58_2的幅值电压高于目标电压Vt时，增益控制信号产生电路44产生用于使可变增益放大器43的增益减小的增益控制信号59。相反地，当差分输出信号58_1、58_2的幅值电压低于目标电压Vt时，增益控制信号产生电路44产生用于使可变增益放大器43的增益增大的增益控制信号59。
监测信号产生单元37_1使用增益控制信号59产生监测信号60_1。监测信号60_1是与从90度光学混合回路34_1输出的差分信号55_1、55_2(Ip_1、In_1)的功率对应的信号。
也就是说，如第一实施例中描述的，增益控制信号59根据差分信号55_1、55_2(Ip_1、In_1)的功率而变化。监测信号产生单元37_1可使用以这种方式变化的增益控制信号59，产生与差分信号55_1、55_2(Ip_1、In_1)的功率对应的监测信号60_1。例如，监测信号产生单元37_1可包括模数转换器电路。在这种情况下，作为模拟信号的增益控制信号26可被转换成数字信号。
在根据本实施例的光学接收设备2中，也使用用于控制可变增益放大器43的增益的增益控制信号59，监测从90度光学混合回路34_1、34_2输出的光学信号的功率。因此，可监测特定波长的光学信号的功率。
注意的是，虽然参照图3描述了包括四个监测信号产生单元37_1至37_4的情况，但至少一个监测信号产生单元将是足够的。也就是说，在第一差分信号(Ip_1、In_1)、第二差分信号(Qp_1、Qn_1)、第三差分信号(Ip_2、In_2)和第四差分信号(Qp_2、Qn_2)之中，只针对必须被监测的差分信号设置监测信号产生单元。
另外，以上，描述了多路复用光学信号51包括X偏振光和Y偏振光的情况。然而，根据本实施例的本发明还可应用于不使用偏振光的正交相移键控(QPSK)方案。在这种情况下，可省略偏振分束器32、90度光学混合回路34_2、光电转换器PD#5至PD#8、放大器电路36_3、36_4、监测信号产生单元37_3、37_4和模数转换器电路38_3、38_4。在根据本实施例的本发明应用于正交相移监控方案的情况下，90度光学混合回路34_1接收多路复用光学信号和本地振荡光，90度光学混合回路34_1输出四个光学信号Ip_1、In_1、Qp_1、Qn_1(换句话讲，两种类型的差分信号)。与上述方式类似地处理光学信号Ip_1、In_1、Qp_1和Qn_1。
<第三实施例>
接下来，将描述本发明的第三实施例。图6是示出根据第三实施例的光学接收设备的框图。根据第三实施例的光学接收设备3与第一实施例中描述的光学接收设备1的不同之处在于，根据监测信号产生单元17产生的监测信号，控制从本地振荡器71输出的本地振荡光22的功率。其它构造与第一实施例中描述的光学接收设备1的构造类似，因此用相同的参考标号指代相同的构成元件，省略重复描述。
如图6中所示，根据本实施例的光学接收设备3包括本地振荡器(LO)71、光学混频器12、光电转换器13、可变增益放大器15、增益控制信号产生电路16、监测信号产生单元17和本地振荡光控制单元72。
光学混频器12接收多路复用光学信号21和本地振荡光22，并且从多路复用光学信号21中选择与本地振荡光22的波长对应的光学信号23。然后，光学混频器12将选择的光学信号23输出到光电转换器13。此时，光学混频器12使多路复用光学信号21和本地振荡光22彼此干涉并且执行相干检测，从而从多路复用光学信号21中选择性提取与本地振荡光22的波长λm对应的光学信号。因此，为了从多路复用光学信号21中正确提取特定波长的光学信号23，不必将输入光学混频器12的本地振荡光22的功率调节成正确值。
因此，利用根据本实施例的光学接收设备3，根据监测信号产生单元17产生的监测信号，控制从本地振荡器71输出的本地振荡光22的功率。也就是说，本地振荡光控制单元72根据监测信号27产生用于控制本地振荡器71的控制信号73，并且将控制信号73输出到本地振荡器71。本地振荡器71根据控制信号73调节本地振荡光22的功率。
例如，当本地振荡光22的功率过小时，从光学混频器12输出的光学信号23的功率也变小。此时，由于监测信号27指示光学信号23的功率过小，因此本地振荡光控制单元72控制本地振荡器71，以增大本地振荡光22的功率。
另外，例如，当本地振荡光22的功率过大时，从光学混频器12输出的光学信号23的功率也变大。此时，由于监测信号27指示光学信号23的功率过大，因此本地振荡光控制单元72控制本地振荡器71，以减小本地振荡光22的功率。
例如，本地振荡光控制单元72可控制本地振荡光22的功率，使得监测信号27的值(也就是说，光学信号23的功率值)保持规定值。这里，可任意地确定此规定值。
以这种方式，由于根据本实施例的光学接收设备3可根据监测信号27控制本地振荡光22的功率，因此可从多路复用光学信号21中提取具有规定功率的光学信号23。
<第四实施例>
接下来，将描述本发明的第四实施例。图7是示出根据第四实施例的光学接收设备的框图。根据第四实施例的光学接收设备4与第一实施例中描述的光学接收设备1的不同之处在于，根据监测信号产生单元17产生的监测信号，调节供应到光学混频器12的多路复用光学信号84的功率。其它构造与第一实施例中描述的光学接收设备1的构造类似，因此用相同的参考标号指代相同的构成元件，省略重复描述。
如图7中所示，根据本实施例的光学接收设备4包括本地振荡器(LO)11、多路复用光学信号调节单元81、光学混频器12、光电转换器13、可变增益放大器15、增益控制信号产生电路16、监测信号产生单元17和多路复用光学信号控制单元82。
多路复用光学信号调节单元81调节多路复用光学信号21的功率，并且将受调节的多路复用光学信号84输出到光学混频器12。多路复用光学信号控制单元82根据监测信号27控制多路复用光学信号调节单元81。可例如使用衰减器(attenuator)构造多路复用光学信号调节单元81，衰减器根据从多路复用光学信号控制单元82输出的控制信号83衰减多路复用光学信号21。
光学混频器12接收多路复用光学信号84和本地振荡光22，并且从多路复用光学信号84中选择与本地振荡光22的波长对应的光学信号23。然后，光学混频器12将选择的光学信号23输出到光电转换器13。此时，光学混频器12使多路复用光学信号84和本地振荡光22彼此干涉并且执行相干检测，从而从多路复用光学信号21中选择性提取与本地振荡光22的波长λm对应的光学信号。因此，为了从多路复用光学信号84中正确提取特定波长的光学信号23，不必将输入光学混频器12的多路复用光学信号84的功率调节成正确值。
因此，利用根据本实施例的光学接收设备4，根据监测信号产生单元17产生的监测信号，调节输入光学混频器12的多路复用光学信号84的功率。多路复用光学信号控制单元82根据监测信号27产生用于控制多路复用光学信号调节单元81的控制信号83，并且将控制信号输出到多路复用光学信号调节单元81。多路复用光学信号调节单元81根据控制信号83调节多路复用光学信号21的功率，并且将调节后的多路复用光学信号84输出到光学混频器12。
例如，当多路复用光学信号84的功率过大时，从光学混频器12输出的光学信号23的功率也变大。此时，由于监测信号27指示光学信号23的功率过大，因此多路复用光学信号控制单元82控制多路复用光学信号调节单元81，以减小输入光学混频器12的多路复用光学信号84的功率。
此外，例如，当多路复用光学信号84的功率过小时，从光学混频器12输出的光学信号23的功率也变小。此时，由于监测信号27指示光学信号23的功率过小，因此多路复用光学信号控制单元82控制多路复用光学信号调节单元81，以增大输入光学混频器12的多路复用光学信号84的功率。
例如，多路复用光学信号控制单元82可控制多路复用光学信号84的功率，使得监测信号27的值(也就是说，光学信号23的功率值)达到规定值。这里，可任意地确定此规定值。
以这种方式，由于根据本实施例的光学接收设备3可根据监测信号27控制输入光学混频器12的多路复用光学信号84的功率，因此可提取具有规定功率的光学信号23。
<第五实施例>
接下来，将描述本发明的第五实施例。图8是示出根据第五实施例的光学接收设备的框图。根据第五实施例的光学接收设备5具有根据第三实施例的光学接收设备3和根据第四实施例的光学接收设备4组合而成的构造。
也就是说，根据本实施例的光学接收设备5根据监测信号产生单元17产生的监测信号27控制本地振荡光22的功率，并且还根据监测信号27调节多路复用光学信号84的功率。
如图8中所示，根据本实施例的光学接收设备5包括本地振荡器(LO)71、光学混频器12、光电转换器13、可变增益放大器15、增益控制信号产生电路16、监测信号产生单元17、本地振荡光控制单元72、多路复用光学信号调节单元81和多路复用光学信号控制单元82。注意的是，这些构成元件与第一实施例、第三实施例和第四实施例中的构成元件类似，因此用相同的参考标号指代相同的构成元件，省略重复描述。
利用根据本实施例的光学接收设备5，可根据监测信号27控制本地振荡光22的功率。另外，可根据监测信号27调节多路复用光学信号84的功率。因此，由于本地振荡光22的功率和多路复用光学信号84的功率可被独立于彼此进行控制，因此相比于根据第三实施例和第四实施例的光学接收设备，可精确地调节从光学混频器12输出的光学信号23的功率。
注意的是，在第四实施例和第五实施例中，描述了使用多路复用光学信号调节单元81和多路复用光学信号控制单元82调节输入光学混频器12的多路复用光学信号84的功率的情况。然而，可在发送多路复用光学信号21的发送设备方调节多路复用光学信号21的功率。在这种情况下，监测信号27必须被发送到发送设备方。
另外，第三实施例至第五实施例中描述的本发明还可应用于第二实施例中描述的双偏振正交相移键控(DP-QPSK)方案的光学接收设备。
在上文中，尽管参照实施例描述了本发明，但本发明不受此限制。可在本发明的范围内对本发明的构造或细节进行本领域的技术人员可理解的各种修改形式。
本申请要求基于2013年7月11日提交的日本专利申请No.2013-145238的优先权，该专利申请的全部公开以引用方式并入本文中。
参考符号列表
1、2、3、4、5 光学接收设备
11 本地振荡器(LO)
12 光学混频器
13 光电转换器
14 放大器电路
15 可变增益放大器
16 增益控制信号产生电路
17 监测信号产生单元
18 跨阻抗放大器
21 多路复用光学信号
22 本地振荡光
23 光学信号
24 电信号
25 输出信号
26 增益控制信号
27 监测信号
31 本地振荡器(LO)
32 偏振分束器
34_1、34_2 90度光学混合回路
35 光电转换器
36_1至36_4 放大器电路
37_1至37_4 监测信号产生单元
38_1至38_4 模数转换器电路
39 数字信号处理电路
61_1至61_3、62_1至62_3 光学耦合器
63 π/2相移器
64_1、64_2 π相移器
65_1至65_4 光学混频器
71 本地振荡器(LO)
72 本地振荡光控制单元
81 多路复用光学信号调节单元
82 多路复用光学信号控制单元

Claims (19)

1.一种光学接收器，包括：
本地振荡器，所述本地振荡器被构造成输出本地振荡光；
可变光学衰减器，所述可变光学衰减器被构造成衰减输入光学信号的功率；
光学混合器，所述光学混合器被构造成通过与所述本地振荡光相干涉来接收包括所述本地振荡光的波长的所衰减的输入光学信号；
光电检测器，所述光电检测器被构造成将所接收的光学信号转换成电信号；和
放大器电路，所述放大器电路被构造成利用增益调节值来放大所述电信号，
其中，所述可变光学衰减器根据增益调节值来衰减所述输入光学信号的功率。
2.根据权利要求1所述的光学接收器，其中，所述放大器电路具有自动增益控制。
3.根据权利要求2所述的光学接收器，其中，所述可变光学衰减器根据通过所述自动增益控制的所述增益调节值的减小而增加衰减。
4.根据权利要求2所述的光学接收器，其中，所述自动增益控制包括所放大的电信号的幅值的目标值。
5.根据权利要求1所述的光学接收器，其中，所述放大器电路包括跨阻抗放大器。
6.根据权利要求1所述的光学接收器，还包括控制器，所述控制器被构造成控制所述可变光学衰减器，所述控制器监测所述增益调节值，并且根据所监测的增益调节值来控制所述输入光学信号的衰减。
7.根据权利要求1所述的光学接收器，还包括：
模数转换器，所述模数转换器被构造成将所放大的电信号转换成数字信号；和
数字信号处理器，所述数字信号处理器被构造成处理所述数字信号。
8.根据权利要求1所述的光学接收器，其中，所述可变光学衰减器根据所述增益调节值和用于所述增益调节值的校准的参考值来衰减所述输入光学信号的功率。
9.根据权利要求1所述的光学接收器，其中，所述本地振荡器根据所述增益调节值来调节所述本地振荡光的功率。
10.根据权利要求1所述的光学接收器，其中，所述可变光学衰减器衰减波长多路复用光学信号，所述波长多路复用光学信号包括所述输入光学信号。
11.一种光学通信方法，包括：
输出本地振荡光；
衰减输入光学信号的功率；
通过与所述本地振荡光相干涉来接收包括所述本地振荡光的波长的所衰减的输入光学信号；
将接收的光学信号转换成电信号；
用增益调节值放大所述电信号；和
根据所述增益调节值来衰减所述输入光学信号的功率。
12.根据权利要求11所述的光学通信方法，还包括通过自动增益控制来调节所述电信号的放大。
13.根据权利要求12所述的光学通信方法，还包括根据通过所述自动增益控制的所述增益调节值的减小来增加所述输入光学信号的衰减。
14.根据权利要求12所述的光学通信方法，其中，所述自动增益控制包括所放大的电信号的幅值的目标值。
15.根据权利要求11所述的光学通信方法，还包括：
监测所述增益调节值；和
根据所监测的增益调节值来控制所述输入光学信号的衰减。
16.根据权利要求11所述的光学通信方法，还包括：
将所放大的电信号转换成数字信号；和
处理所述数字信号。
17.根据权利要求11所述的光学通信方法，还包括根据所述增益调节值和用于所述增益调节值的校准的参考值来衰减所述输入光学信号的功率。
18.根据权利要求11所述的光学通信方法，还包括根据所述增益调节值来调节所述本地振荡光的功率。
19.根据权利要求11所述的光学通信方法，还包括衰减波长复用光学信号，其中，所述波长复用光学信号包括所述输入光学信号。
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