JP4818367B2 - 差動位相偏移変調及び差動直交位相偏移変調受信器及び送信器を制御する方法及び装置 - Google Patents
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Description
formats)である。バランスされた直接検出受信器(balanced direct detection receiver)で使用時、デーピーエスケーは従来のオンオフキーイング受信器(on−off keying receiver)感度(sensitivity)を約3dBだけ性能が優る(outperforms)。デーピーエスケー変調フォーマットを用いて40Gビット/秒で10、000kmまでの高密度波長分割多重化(Dense Wavelength Division Multiplexing){デーダブリューデーエム(DWDM)}伝送が示された。デーキューピーエスケーはシンボルレート(symbol rate)を有するがそれはデータレート(data rate)の半分である。例えば、43Gビット/秒のデータレートでは、毎秒21.5ギガシンボルレートが使われる。結果として、デーキューピーエスケーは、従来のフォーマット又はデーピーエスケーよりも、狭いスペクトルバンド幅(narrower spectral bandwidth)、大きいクロマチック分散許容差(greater chromatic dispersion tolerance)及び偏波モード分散(polarization mode dispersion)に関する大きい許容度、を有する。
デーアイエス(DIs)}とも呼ばれる非対称(asymmetric)マッハツェンダー干渉計(Mach−Zehnder interferometer)を有するが、該干渉計は光学的デーピーエスケー/デーキューピーエスケー復調器(optical DPSK/DQPSK demodulators)、及びバランスされたフォト検出器(balanced photodetectors)として作用する。該干渉計の2つのアーム(arms)間の時間遅延(time delay)は近似的に、光学的デーピーエスケー/デーキューピーエスケーのデータ信号(data signal)の時間シンボルスロット(time symbol slots)の整数倍で、下記の様に表され
Δt=nT (1)
ここでn=1,2,...、T=1/Bはシンボルスロット(symbol slot)であり、そしてBはシンボルビットレート(symbol slot rate)である。光学的復調器(optical demodulator)はデーピーエスケー/デーキューピーエスケー位相変調された信号を、1つの出力では振幅変調された光学的信号に、そしてもう1つの出力では反転された(inverted)振幅変調光学信号に変換(converts)する。これらの信号は、受信器22,26で図解されるピーアイエヌ(PIN)ダイオード23,27の様な2つの高速検出器(high−speed detectors)から成るバランスされた検出器(balanced detector)で検出される。該検波器の出力は電気的に相互から引き算され、最終電氣信号はデータ回復回路(data recovery circuits)へ送られる。
用の最適設定は0、+π及び−πである。本発明の1側面に依れば、安定化位相偏倚(stabilization phase bias)は校正(calibration)時又はシステム初期化時2つの最大値の1つに基づいて選ばれる。
パルス偏倚制御信号(pulse bias control signal)44は偏倚制御(bias control)をパルス変調器36に提供し、データ偏倚制御信号(data bias control signal)46は偏倚制御をデータ変調器38に提供し、そして位相制御信号(phase control signal)48は位相シフター50用の位相制御を提供する。
signal)により駆動され得るマッハツェンダー(エムゼット)変調器であってもよい。すなわち、該信号周波数は該データ信号レート周波数と等しい。代わりに、該アールゼット変調器はハーフレート信号(half−rate signal)により駆動され得る。フルクロックレート信号の場合、該アールゼット偏倚はクォドラチュア(a quadrature)に設定される。該ハーフクロックレート信号の場合、該アールゼット偏倚は最小又は最大送信点に設定される。
tone)は該トーンの第2調波周波数(second harmonic frequency)を最小化する制御ループを得る。しかしながら、平均出力光学的パワーに基づく制御ループフィードバックは、ランダム信号伝送(random signal transmissions)の存在のため、望まれる程安定でない。ランダム信号が伝送される時、該平均出力光学的パワーは該2つのデータ信号間の相対偏倚から独立であるべきである。従って、該平均出力光学的パワーフィードバックは、ランダム信号伝送の存在下では、一貫した制御結果を提供せず、改良された制御安定性を有する代わりの制御スキームが望まれる。
位相シフトを維持することは挑戦的である。従って、データ信号DATA1及びDATA2の間の位相差用の制御ループは、ローバストで、一貫性があり、そしてシステムパラメーター内の変動に適合するために長い期間に亘り精密であるべきである。
ーンを作る。信号ピークインテンシティの最小化はπ/2又は3π/2の望ましい位相シフトに帰着すべきである。
図解されるデーピーエスケー受信器80について、位相シフター86用の最適偏倚設定は0,+π及び−πである。図9のグラフ図は、位相シフター86用の望ましい動作点は、バランスされた検出器85の出力の該ピーク電圧インテンシティが最大化される点に依ることを示す。0,+π及び−πの最大値は該非反転データ及び該反転データに対応し、該データの1つは校正時又はデバイス初期化時に選ばれ得る。図8の受信器の出力ピーク電圧インテンシティを最大化することにより、デーアイ84用の適当な位相シフトは維持され得る。従って、デーアイ84の該位相シフト偏倚用の制御ループの実際的実現が提供され得る。
用は校正時又はデバイス初期化時選ばれ得る。
ror Correction){エフイーシー(FEC)}アイシー(IC)内のデータエラーレートに比例するフィードバック信号が発生されてもよい。該光学的送信器又は受信器制御ループは、該データエラーレートを最小値にドライブするために、該エフイーシーから得られた該比例信号を使う。2つのデーアイエスが光学的デバイスで使われる場合、 エフイーシーを使う制御ループは、相互との干渉を避けるために異なる時間スロットでアクチブ(active)になる。該時間スロット構成は、前に説明した様に、時分割多重化(Time Division Multiplexing){テーデーエム(TDM)}スキームであってもよい。
Claims (27)
- 光学的通信システム内で、各々光変調器を通過し及び光学的データ信号を運ぶように構成されている少なくとも2つの光路を有する光送信器を制御する方法であって、
各ビットがピークインテンシティ値を有する複数のビットを有する少なくとも1つの最終信号を作るために、2以上の該光学的データ信号を組み合わせる過程と、
該少なくとも1つの最終信号のビットのピークインテンシティ値の最大値を検出する過程と、
予め決められた特性を達成するために、該少なくとも1つの最終信号のビットのピークインテンシティ値に影響を与えるよう、ピークインテンシティ値の検出された最大値に応答して該光学的データ信号間の位相差を調整する過程と、
を具備することを特徴とする方法。 - 前記少なくとも1つの最終信号のピークインテンシティ値の検出された最大値の最小又は最大の1つ以上を得るように光学的データ信号間の位相差を調整する過程を具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 1以上のDPSK又はDQPSK光送信器で前記光変調器を制御する方法を使う過程を具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記光送信器で1以上のRZ又はNRZ変調を使う過程を具備することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの最終信号の一部を、前記少なくとも1つの最終信号のピークインテンシティ値の最大値を表す電気信号に変換する過程を具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記電気信号の1以上のRF電力又はRF電圧のピークインテンシティ値の最大値を検出する過程を具備することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 光学的通信システム内で、少なくとも2つの光路の各々が光学的データ信号を運ぶよう構成されている少なくとも2つの光路を備えた光復調器を有する光受信器を制御する方法であって、
各ビットがピークインテンシティ値を有する複数のビットを有する少なくとも1つの最終光学的信号を作るために、前記少なくとも2つの光路からの光学的データ信号を組み合わせる過程と、
前記少なくとも1つの最終光学的信号のビットのピークインテンシティの最大値を検出する過程と、
予め決められた特性を達成するために、該少なくとも1つの最終光学的信号のビットのピークインテンシティ値に影響を与えるよう、ピークインテンシティ値の検出された最大値に応答して少なくとも2つの光路内において前記光学的データ信号間の位相差を調整する過程と、
を具備することを特徴とする方法。 - 前記少なくとも1つの最終光学的信号に関してピークインテンシティ値の検出された最大値の最小又は最大の1つ以上を得るように前記少なくとも2つの光路において光学的データ信号間の位相差を調整する過程を具備することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 1以上のDPSK又はDQPSK光受信器で前記光復調器を制御する方法を使う過程を具備することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記光受信器で1以上のRZ又はNRZ復調を使う過程を具備することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの最終光学的信号の一部を、前記少なくとも1つの最終光学的信号のピークインテンシティ値の最大値を表す電気信号に変換する過程を具備することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記ピークインテンシティ値の最大値のモニタリングをできるようにするために前記電気信号の1以上のRF電力又はRF電圧を検出する過程を具備することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 少なくとも2つの最終光学的信号を作るために光学的データ信号を組み合わせる過程と、
前記電気信号を作るために該少なくとも2つの最終光学的信号を平衡検波器に印加する過程と、
を具備することを特徴とする請求項11に記載の方法 - 受信した光学的信号のデータ・エラーレートを検出する過程と、
そして、データ・エラーレートに基づく位相差を調整する過程と、
を具備することを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 各々光変調器を通過し及び各ビットがピークインテンシティ値を有する複数のビットを有する光学的データ信号を運ぶように構成されている少なくとも2つの光路を有する、光送信器であって、
光学的データ信号を受信するために光変調器と各々接続する少なくとも2つの光入力を有し、少なくとも1つの光出力及び少なくとも2つの光入力間で位相差を調整するための位相シフターを有する干渉計と、
少なくとも1つの光出力でビットのピークインテンシティ値の最大値を検出するための少なくとも1つの光出力に接続したピークインテンシティ検出器と、
該ピークインテンシティ検出器によって検出可能なピークインテンシティ値の最大値に応答して少なくとも2つの光入力間で位相差を調整するように位相シフターに影響を与えるようにバイアス・コントロール信号を出力するよう構成され、該ピークインテンシティ検出器及び該位相シフターに接続した少なくとも1つのバイアス・コントロールと、
を具備する光送信機。 - 前記ピークインテンシティ値の検出された最大値の最小又は最大の1つ以上に基づいて少なくとも2つの光入力間で位相差を調整するように位相シフターに影響を与えるよう構成されている前記少なくとも1つのバイアス・コントロールを具備することを特徴とする請求項15に記載の光送信器。
- 1以上のDPSK又はDQPSK光送信器として構成される光送信器を具備することを特徴とする請求項15に記載の光送信器。
- 1以上のRZ又はNRZ変調を使用するように構成されている光送信器を具備することを特徴とする請求項17に記載の光送信器。
- 少なくとも1つの光出力に接続し、少なくとも一部の出力光学的信号を電気信号に変換するよう作動する光検出器を具備することを特徴とする請求項17に記載の光送信器。
- 前記ピークインテンシティ検出器が、電気信号を受信するために光検出器に接続した1以上のRF電力ピーク検出器又はRF電圧ピーク検出器を具備することを特徴とする請求項19に記載の光送信器。
- 光受信器であって、
複数のビットを有する光学的データ信号の伝送のために、各々構成される少なくとも2つの光路を有する光復調器と、ここで該光復調器は、少なくとも1つの光出力及び1つの光路内で光学的データ信号の位相をシフトするために少なくとも2つの光路のうちの1つに接続する位相シフターを有する
少なくとも1つの光出力でビットのピークインテンシティ値の最大値を検出するために少なくとも1つの光出力に接続したピークインテンシティ検出器と、
該ピークインテンシティ検出器により検出されるピークインテンシティ値の検出された最大値に応答して1つの光路内で光学的データ信号の位相をシフトするように位相シフターに影響を与えるようにバイアス・コントロール信号を出力するよう構成され、ピークインテンシティ検出器及び位相シフターに接続した少なくとも1つのバイアス・コントロール、
を具備することを特徴とする光受信器。 - 前記ピークインテンシティ値の検出された最大値の最小又は最大の1つ以上に基づいて少なくとも2つの光入力間で位相差を調整するように位相シフターに影響を与えるよう構成されている少なくとも1つのバイアス・コントロールを具備することを特徴とする請求項21に記載の光受信器。
- 1以上のDPSK又はDQPSK光受信器として構成されている光受信器を具備することを特徴とする請求項21に記載の光受信器。
- 1以上のRZ又はNRZ変調を使用するように構成されている光受信器を具備することを特徴とする請求項23に記載の光受信器。
- 少なくとも1つの光出力に接続し、少なくとも一部の出力光学的信号を電気信号に変換するよう作動する光検出器を具備することを特徴とする請求項21に記載の光受信器。
- 前記ピークインテンシティ検出器が、電気信号を受信するために光検出器に接続した1以上のRF電力ピーク検出器又はRF電圧ピーク検出器を具備することを特徴とする請求項25に記載の光受信器。
- 前記光復調器が2つの光出力を有し、
前記光受信器が、さらに
各々2つの光出力の1つに接続した2つの光入力を有する平衡検波器と、ここで平衡検波器は電気信号出力を有し、
電気信号出力に連結するピークインテンシティ検出器と、
を具備することを特徴とする請求項21に記載の光受信器。
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