用于控制dpsk和dqpsk接收器和发送器的方法和装置的制造方法

用于控制dpsk和dqpsk接收器和发送器的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于控制DPSK和DQPSK接收器和发送器的方法和装置
[0001]本申请是申请日为2006年8月24日，名称为“用于控制DPSK和DQPSK接收器和发送器的方法和装置”，申请号为200680039554.6的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2005年8月24日申请的美国临时申请60/710749号的权利。
[0004]关于联邦政府资助的研宄或研发的声明
[0005](不适用)
【背景技术】
[0006]差分相移键控(DPSK，也称作差分二进制相移键控DBPSK)和差分四相相移键控(DQPSK)是用于光数据传输的非常有吸引力的调制格式。当与平衡直接探测接收器一起使用时，DPSK比传统的开关键控接收器的灵敏度好约3dB。使用DPSK调制格式，在40Gbit/s已经证实了高达10000km的密集波分复用(DWDM)传输。DQPSK的符号率是数据率的一半。例如，对于43Gb/s的数据率，使用21.5吉符号/每秒的速率。因此，DQPSK具有比传统格式或DPSK窄的谱线带宽、大的色散公差和大的关于极化模式色散(PMD)的公差。
[0007]DPSK和DQPSK能够是非归零NRZ类型调制的，或者，如果将归零(RZ)脉冲整形器(carver)增加到发送器，则是RZ类型调制的。基于光信-噪比(OSNR)灵敏度和关于非线性的鲁棒性，在性能上，RZ类型通常比NRZ类型格式好。
[0008]DPSK和DQPSK调制格式需要相当复杂的发送器和接收器。图1_3示出用于DPSK和DQPSK调制格式的发送器20、24和接收器22、26。为了正确操作，应当正确地调整发送器20、24和接收器22、26。对于商业使用，实施控制器环以有助于正确的调整并保持发送器20,24和接收器22、26的操作中的正确条件。
[0009]光接收器包括不对称Mach-Zehnder干涉仪和平衡光电探测器，Mach-Zehnder干涉仪也通常称作延时干涉仪(DI)，其用作光DPSK/DQPSK解调器。干涉仪的两臂之间的延时近似为光DPSK/DQPSK数据信号的时间符号时间段(slot)的整数倍。
[0010]Δ t = nT (I)
[0011]其中，η = 1，2，…，T= 1/Β是符号时间段，而B是符号比特率。光解调器将DPSK/DQPSK调相信号在一个输出端转换为调幅光信号，并在另一输出端转换为反相调幅光信号。这些信号用平衡探测器探测，平衡探测器包括诸如在接收器22、26中示例的PIN 二极管23、27的两个高速探测器。探测器的输出被从彼此电相减，并且合成的电信号发送到数据恢复电路。
[0012]为使DPSK接收器正确地操作，不对称Mach-Zehnder干涉仪或DI应当被精确地相位调整或偏置。DPSK接收器22使用一个DI 21，并且两臂之间的最佳相位偏置为π或O。DQPSK接收器26使用两个DI 25、28。一个DI调整到+ π/4偏置，而另一个DI调整到一π /4偏置。
[0013]DPSK和DQPSK发送器20、24中的调制器也应当正确地偏置。已知的影响调制器控制的典型参数包括调制器偏置、RZ调制器作出的RZ脉冲整形(carving)和数据调制之间的相对定时、以及两个数据流之间的时间对准(对DQPSK发送器24)。DQPSK发送器24包括两个平行Mach-Zehnder (MZ)调制器29。组合来自调制器29的光信号以产生RZ DQPSK输出。由移相器32设置这些信号之间的正确的相对光相位或偏置为31/2。在已知系统中，移相器32基于光功率反馈操作。

【发明内容】

[0014]简单地描述，本公开提供系统和方法，用于改善对光发送器和接收器的控制，以随比如可以由温度或老化弓I起的系统参数中的变化而提供稳定的操作。本公开的系统和方法标识并利用发送器或接收器中的输出信号的峰值强度测量来优化针对发送器或接收器元件的控制设置。
[0015]根据本发明的一方面，在光通信系统中，提供了一种用于控制在其中具有至少两个光路的光通信器件的方法，每个光路配置为传送光数据信号，该方法包括:
[0016]在所述光通信器件中组合来自所述至少两个光路的光数据信号，以产生至少一个合成的信号；
[0017]监控所述至少一个合成的信号的峰值强度；以及
[0018]基于所监控的峰值强度，调整所述光数据信号之间的相位差来影响所述至少一个合成的信号的所述峰值强度，以获得预定的特性；
[0019]所述方法还包括在DPSK接收器或在DQPSK接收器中使用所述方法来控制所述光通信器件，所述方法还包括:组合所述光数据信号，以产生两个合成的光信号；以及将所述两个合成的光信号施加于平衡探测器以产生电信号作为所述至少一个合成的信号。
[0020]根据本发明的另一方面，提供了一种具有至少两个光路的光通信器件，每个光路配置为传送光数据信号，所述光通信器件包括:
[0021]干涉仪，具有至少两个光路，该两个光路配置为组合至少两个光数据信号，以产生至少一个合成的信号；
[0022]峰值强度探测器，配置为探测所述至少一个合成的信号的峰值强度；以及
[0023]至少一个移相器，耦合到所述峰值强度探测器和所述至少两个光路中的一个，并配置为基于所探测的峰值强度，调整所述至少两个光数据信号之间的相位差来影响所述至少一个合成的信号的所述峰值强度，以获得预定的特性，
[0024]其中，所述光通信器件用于DPSK接收器或DQPSK接收器中，并且所述DPSK接收器或所述DQPSK接收器还包括:由所述干涉仪产生的两个合成的光信号；以及耦合到所述干涉仪的平衡探测器，用于接收所述两个合成的光信号并产生至少一个电信号作为所述至少一个合成的信号。
[0025]根据示例实施例，基于受输出信号峰值强度影响的反馈来控制针对光通信器件的偏置设置。输出信号峰值强度提供取决于两个光学数据信号之间的相位差的测量。从而，使用输出信号峰值强度反馈来控制两个光信号之间的相位偏置以最优化相位差。在一个实施例中，最小输出信号峰值强度确定针对两个光信号之间的相位差的最佳偏置设置。
[0026]根据本公开的系统和方法的一方面，施加给移相器元件的高频抖动音(dithertone)控制相位移动以获得改善的相位差稳定性。高频抖动音能够基于来自施加于电压峰值探测器的光通信器件的输出的反馈产生。反馈可以包括耦合到输出光信号的快速光电二极管。可选地，或另外，反馈信号能够是来自光通信器件的可利用的电输出。
[0027]本发明可应用于DPSK和DQPSK发送器和接收器，使用RZ或NRZ调制操作。发送器典型地包括光调制器，而接收器典型地包括光解调器。
[0028]在DQPSK发送器的情况下，电压峰值探测器信号生成偏置控制器设置来调整两个数据信号的一个分支中的移相器以最小化输出信号峰值强度。施加于移相器的合适的偏置是31 /2或3 31 /2。31/2偏置设置最优化两个数据分支的相位差，而3 31 /2偏置设置对应于最优化反相数据。
[0029]根据另一示例实施例，用于最优化两个光分支之间的相位差的反馈环包括RF功率探测器，用于测量零和符号速率频率之间的谱线带中的RF功率。RF功率探测器能够探测中间范围(midrange)谱线部分以确定调制偏置是否正确。利用不正确的调制偏置，在中间范围谱线部分中存在显著部分的信号能量。正确的调制在中间范围谱线部分中产生具有较少集中的能量的RF功率信号。控制环能够调整相位偏置设置来减小中间范围谱线部分中能量的量，以最优化系统输出。
[0030]根据另一示例实施例，本公开的系统和方法通过检查电压峰值探测器的反馈来最优化DPSK接收器的操作。控制移相器的偏置以最大化在DPSK接收器的输出端的峰值电压。针对偏置的最佳设置是0、+π和一 π。根据本发明的一方面，基于校准或系统初始化时两个最大值中的一个来选择稳定相位偏置。
[0031]根据另一示例实施例，基于对峰值电压反馈的探测来最优化DQPSK接收器的输出。输出 电压施加于电压峰值探测器，其依次给控制移相器的相位偏置电子设备提供成比例的信号以获得最佳相位移动。DQPSK接收器包括两个分支，并且能够具有两个独立的电压峰值探测器和用于两个独立的分支中的不同移相器的偏置控制器。在DQPSK接收器中，最佳移相器偏置对应于在反馈控制环中探测的峰值电压的最小值。在+ Ji/4和一 /4存在对应于两个DI调制器的两个最小值，并且在+3 /4和一 3 /4存在对应于针对反相数据的调制器设置的另两个最小值。由反馈控制环施加的移相器偏置试图调整相位移动以最小化给DQPSK接收器中对应的平衡接收器中的每一个的峰值输出电压。可以在校准或接收器初始化时选择用于控制两个DI解调器的相位移动的最小值的选择。
[0032]根据本公开的系统和方法的一方面，可以使用RF功率探测器来控制相位移动偏置以最小化与DQPSK接收器的接收器输出相关的RF功率。
[0033]根据本发明的优点，可以在平衡探测器的输出端或在独立的DI解调器的一个或多个臂的光输出端获得峰值电压反馈信号。相位移动偏置控制可以基于来自DQPSK接收器中的平衡探测器的单个光臂或两个光臂的电压峰值探测。可选地，或另外地，可以在平衡探测器的不同的臂或两个臂一起的电输出端获得峰值电压探测。
[0034]根据本公开的另一示例实施例，用于光发送器或接收器的反馈控制环使用与数据错误率成比例的信号以提供用于移相器的偏置。控制环企图调整移相器上的偏置以最小化与数据错误率成比例的信号。数据错误率例如可以取自前向纠错(FEC)芯片。使用与数据错误率成比例的信号的控制环在时分复用(TDM)类型的系统中在不同的时间段中起作用，以避免针对独立的DI解调器的控制环之间的干涉。
【附图说明】
[0035]下面参照附图更加详细地描述本公开的系统和方法，其中:
[0036]图la、Ib分别示例DPSK发送器和接收器；
[0037]图2是RZ DQPSK发送器的示意性框图；
[0038]图3是RZ DQPSK接收器的示意性框图；
[0039]图4是已知光发送器的框图；
[0040]图5是根据本发明的RZ DQPSK发送器的示意性框图；
[0041]图6a_6c是针对RZ DQPSK发送器的输出光强与时间的关系的曲线图表；
[0042]图7是针对DQPSK发送器的输出峰值强度电压与相位差的关系的曲线图表；
[0043]图8是根据本发明的具有反馈控制环的DPSK接收器的示意性框图；
[0044]图9是针对DPSK平衡探测器的输出峰值强度电压与相位差的关系的曲线图表；
[0045]图10是具有取自平衡探测器的输出端的反馈信号的DQPSK接收器的示意性框图；
[0046]图1la-1lc是针对RZ DQPSK平衡探测器的输出信号电压与时间的关系的曲线图表;
[0047]图12a_12c是针对图1la-1lc中示出的各个信号图表的眼图；
[0048]图13是在DQPSK平衡探测器的输出端的的输出峰值强度电压与相位差的关系的曲线图表；
[0049]图14是具有取自每个平衡探测器中的光电二极管的反馈信号的DQPSK接收器的示意性框图；
[0050]图15是具有取自延时干涉仪的光输出端的反馈信号的DQPSK接收器的示意性框图；
[0051]图16是具有取自平衡探测器中的每一个中的两个光电二极管的反馈信号的DQPSK接收器的示意性框图；
[0052]图17是具有取自延时干涉仪中的每一个的两个光输出端的反馈信号的DQPSK接收器的示意性框图。
【具体实施方式】
[0053]本申请参照了 2005年8月24日申请的美国临时申请60/710749号。
[0054]现在参照图4，示出了具有脉冲调制器36和数据调制器38的光发送器的图示。光反馈信号39提供控制信息给调制器控制器42。调制器控制器42提供关于产生调制的光信号的三个控制信号。脉冲偏置控制信号44提供偏置控制给脉冲调制器36，数据偏置控制信号46提供偏置控制给数据调制器38并且相位控制信号48提供针对移相器50的相位控制。
[0055]通常，调制器控制器42监控光反馈39中的输出光功率并且针对数据偏置信号46、脉冲偏置信号44和相位控制信号48保持期望的值。调制器控制器42使用一系列高频抖动来设置偏置信号44和46以及相位控制信号48，以针对温度、老化以及其它漂移引起的特性产生并保持最佳光波形。测量最佳光波形的一种方式是在要被提供调制的光信号的接收器提供比特错误率。输出光功率中的波动作为脉冲偏置44、数据偏置46以及相位控制48的函数受到影响，以提供针对控制图4的光发送器中的系统操作的三维偏置。
[0056]下述的公开的系统和方法描述适用于DPSK和DQPSK发送器和接收器，利用RZ或NRZ调制操作。发送器典型地包括光调制器，而接收器典型地包括光解调器。
[0057]现在参照图5，除用于图4中示例的RZ DPSK发送器的那些控制参数外，使用针对DQPSK发送器60的另外的控制参数。因为存在分别进入数据调制器62、63的两个数据输入数据I和数据2，所以存在用于数据调制器的两个偏置。另外，存在用于脉冲调制器66的两个控制，一个用于时钟信号64和输入数据I之间的定时，而另一个用于时钟信号和输入数据2之间的定时。这两个控制类似于针对图4中示出的脉冲调制器36的RZ DPSK时钟控制并且对于RZ或DPSK调制可以被省略。
[0058]除上述信号和控制外，应当控制光输入数据I和数据2之间/2的偏置以最优化发送器性能。此外，还应当控制在某一数据水平上的输入数据I和数据2之间的合适定时。用于DQPSK发送器60的控制环类似于针对图4关于数据调制器和脉冲调制器66中的RZ定时描述的那些。通常，那些控制方案使用光功率反馈来保持合适的偏置设置。例如，参照图4，如果数据调制器38的驱动电压小于约1.53V ，则正确的偏置设置对应于光功率输出与偏置的关系曲线的最小值。如果用于数据调制器38的驱动电压比约1.53V 高，则正确的偏置设置对应于光能量输出与偏置的关系曲线的最大值。此外，图4的光发送器中的RZ与数据定时的比率设置为最大光能量输出。RZ脉冲调制器36可以是Mach-Zehnder (MZ)调制器，其能够由全时钟速率(rate)正弦信号驱动。也就是，信号频率能够等于数据信号速率频率。可选地，RZ调制器能够由半-速率信号驱动。在全时钟速率信号的情况下，RZ偏置设置为正交(quadrature)。在半时钟速率信号的情况下，RZ偏置能够设置为最小值或最大值传输点。
[0059]图5中示例的RZ DQPSK发送器60中存在一些可用的优于现有光发送器的优点。因为存在两个数据调制器，在时分复用(TDM)方案中在第二调制器中，可以增加附加的定时时间段。还有，不同的高频抖动音频率可以用于两个不同的数据调制器。此外，能够以不同的方式控制RZ脉冲整形和数据流之间的定时控制。例如，系统可以控制针对输入数据I和输入数据2的路径延时，而省去针对RZ调制器66中的延时路径的控制。可选地，系统可以控制针对RZ调制器66和输入数据I中的路径的延时，而省去针对输入数据2中的路径延时的控制器。
[0060]RZ DQPSK发送器60中应当控制的参数是光数据I信号和光数据2信号之间的相位差。此参数可以通常称作数据偏置相位移动。类似于其它控制参数，数据偏置相位移动取决于稳定或控制系统中的变量以产生期望的输出的反馈值。然而，企图使用光功率反馈来控制数据偏置相位移动，类似于控制系统中的其它控制参数，不提供满意的控制。
[0061]使用平均输出光功率作为反馈的设想似乎在控制环中提供一些稳定来保持相位移动在期望值π/2。例如，利用以针对控制的数据偏置相位移动获得平均输出光功率的最大值导数的控制环设置，获得了一些期望的控制参数。在此类型的控制中，施加于移相器的偏置音获得最小化音的二次谐波频率的控制环。然而，由于随机信号发送的出现，基于平均输出光功率的控制环反馈不如期望的稳定。当发送随机信号时，平均输出光功率应当独立于两个数据信号之间的相对偏置。因此，因为在出现随机信号发送时平均输出光功率反馈不提供一致的控制结果，具有改善 的控制稳定性的可选控制方案将是期望的。
[0062]公开的系统和方法提供用于在光发送器或接收器中生成反馈信号的技术，以获得对施加于发送器的或在接收器中观察到的光数据信号之间的相位差的改善的控制。公开的系统和方法使用两个光信号的组合来产生取决于数据信号的彼此的相位的光信号。图5中示例了 RZ DQPSK发送器60中的控制环的示意性框图。发送器60类似于图2中示例的发送器24，其中，提供两个不同的数据路径以编码数据流18。参照图5，两个不同的数据流数据I和数据2提供针对MZ调制器62、63的调制，以产生从发送器60发送的光数据信号。移相器67控制光数据I和数据2信号之间的相位移动。光数据信号数据I和数据2之间的针对RZ DQPSK发送器60的期望的相位移动是Jr/2。保持此相位移动会关于对改变光数据信号数据I和数据2之间的相位关系起作用的温度和老化及其它系统变化挑战元件的耐受性、非线性、操作变化。因此，针对数据信号数据I和数据2之间的相位差的控制环应当在长期期间中是鲁棒的、一致的并且精确的，以适应系统参数中的变化。
[0063]企图以合适的相位移动获得期望的控制，对两个光信号数据I和数据2的多个组合进行了实验。参照一下图6a-6c，示例了光数据信号数据I和数据2之间的多个相位移动。图6a是不例针对为O或JT的相位移动的光强输出与时间的关系曲线。在图6a中观察的光强峰值中，瞬时光场彼此强烈地干涉。因为两个输入光信号是由数据流相位调制的，流组合后的合成信号是强烈地强度调制的信号。观察到了多个比特的光强之间的显著差异。也就是说，虽然一些比特具有接近O的强度，但是一些比特的强度约是通过组合光数据信号数据I和数据2而干涉前的信号比特的强度的4倍。也就是说，当被组合以在图5中的点68与彼此干涉时，取自调制器62、63的输出端的光数据信号的数据比特能够被消除或倍增。
[0064]参照图6b，3 JT/4的偏置移动导致类似于图6a中示例的情况的高的峰值强度和低水平信号比特强度。图6a和6b中提供的偏置示例由于信号的干涉和它们各自的相位，不合适的偏置如何导致高的信号峰值和低水平信号比特值。
[0065]现在参照图6c，示例了来源于光数据信号数据I和数据2之间的正确的偏置相位移动的光强。期望的信号相位移动导致所有数据比特在幅度上彼此基本接近。利用针对光数据路径之间的相位移动的π/2或3 /2的相位移动偏置，瞬时光场彼此正交。结果，在干涉时每个数据比特的瞬时强度增加到彼此之上，使得组合的输出产生的数据比特的强度约是组合前的信号强度的数据比特的强度的约2倍。通过观察图6c中的图表和图6a和6b中的那些图表之间的差异，可以设想聚焦到峰值信号强度值上的控制方案。
[0066]有趣的是，在图6a_6c的每一种情况下，平均光功率近似相同。然而，因为峰值信号强度与相位偏置的关系曲线中的差异，可以基于峰值信号强度实现一致和稳定的控制。例如，能够基于组合的数据信号的最小峰值强度来控制对应于数据信号之间的相位差/2或3 /2最佳偏置设置。图7中示例了此关系。从而，峰值信号强度可以用作反馈来控制不同数据路径之间的相位差。
[0067]再次参照图5，示例了示例电压峰值探测器69的使用的反馈环。电压峰值探测器69从光电二极管61获得输入，光电二极管61将光信号转换为反馈环中的电信号。电压峰值探测器69产生输出光信号峰值强度的指示，其由偏置控制器65使用，用于控制移相器67以最小化信号峰值强度。实际上，偏置控制器65可以产生要施加于移相器67的高频抖动音。最小化信号峰值强度应当导致η/2或3 /2的期望的相位移动。
[0068]光电二极管61可以是对保持合适的环速度和稳定性起作用的快速光电二极管。通过最小化来自电压峰值探测器69的信号，发送器60能够在两个光数据信号数据I和数据2之间保持/2或3 /2的合适的相位差。
[0069]现在参照图7，示例了针对发送器60的峰值电压与相位差的关系曲线的图表。作为与峰值电压中的最小值的对应，观察到了 0.5 和1.5 的期望的相位差设置。因此，最小化在反馈环中观察到的峰值电压的控制方案提供合适的相位差偏置。π /2的相位差对应于未反相的数据，而相位差3 Ji /2对应于反相的数据。可以在校准或器件初始化时进行用于最小化反馈信号峰值强度的/2或3 π /2的偏置的选择。
[0070]用于标识针对移相器67上的偏置的合适的控制环设置的另一技术是观察反馈信号的RF谱线。如图6a-6c所示，期望的光输出与不期望的光输出具有非常不同的RF谱线。不期望的光输出强度信号具有强的强度调制并且因此在中间范围谱线部分中包含显著部分的能量。期望的相位移动和合成的光输出强度信号在中间范围谱线部分中不具有大部分的能量。因此，图5中示例的电压峰值探测器69可以由RF功率探测器代替，RF功率探测器测量O和符号速率频率之间的谱线带中的RF功率。能够最小化由探测器测量的RF功率，以获得用于控制移相器67的合适的相位移动。
[0071]由公开的系统和方法提供的一个优点是没有必要修改在一数据水平的数据输入数据I和数据2之间的定时。也就是说，根据本发明，由数据路径数据I和数据2提供的真实的数据信息不必被移动或修改。能够在校准时或器件初始化时设置在一数据水平的输入数据路径数据I和数据2之间的定时，并且然后用与RZ调制和数据调制相关的控制环保持该定时。
[0072]现在参照图8，示例了具有根据本发明的电压峰值探测器82的DPSK接收器80。可调整DI 84包括移相器86，用于通过应用来自偏置控制器88的电压来调整。可以用多个技术来获得对DI 84中的相位移动的真实控制，除其它可利用技术外，该多个技术包括加热DI 84的机构的部分或通过利用压电元件来加强/压缩材料而改变光路特性。接收器80解调输入光DPSK数据信号，并且应当具有最优化的相位移动控制以利用DI 84合适地解构(deconstruct)输入数据信号。根据本发明，来自平衡探测器85的输出电信号施加于电压峰值探测器82以产生反馈信号，该反馈信号可以由偏置控制器88使用以合适地控制移相器86。峰值电压探测器82的使用容许确定要施加于移相器86的合适的控制，以保持DI84中的期望的相位移动。
[0073]参照图9，示例了峰值电压与相位偏移的关系曲线的图表。对于图8中示例的DPSK接收器80，针对移相器86的最佳偏置设置是O、+ JT和一 Ir。图9中的图表表明针对移相器86的期望的操作点取决于在平衡探测器85的输出端峰值电压强度最大化的点。0、+JI和一 π的最大值对应于未反相的数据和反相的数据，其中一个能够在校准或器件初始化时选择。通过最大化图8的接收器的输出峰值电压强度，能够保持对DI 84的合适的相位移动。因此，能够提供针对DI 84中的相位移动偏置的控制环的实际实施。
[0074]除了使用输出电压峰值强度外，接收器80还可以使用RF功率探测器，以产生能够被最大化的信号。如上述，如果移相器86在远离期望的相位偏移的点操作，则输出电压峰值强度或RF功率改变以产生要施加于移相器86的合适的控制的指示。在电压峰值强度的情况下，最大值是期望的。在RF功率探测器的情况下，最大化RF功率是期望的。当DI 84中的两个光路在相位上合适地移动，使得组合的信号比特的每一个以相长干涉增加时，通常获得最大RF功率。
[0075]现在参照图10，示例了 DQPSK接收器100。接收器100包括两个DI 103、104，分别具有可控制的移相器105、106。接收器100的每个分支101、102具有与图8中的接收器80类似地操作的独立的控制环。对应地，电压峰值强度反馈用于分别从平衡探测器107、108的独立的电输出的每个来控制移相器105、106。
[0076]图1la-1lc示例在平衡探测器107、108中的一个的输出信号。图1la对应于O或的不正确的相位移动设置，导致一些信号比特的取消和另一些信号比特的幅度的增长。
图1lb示例Jr/8的相位移动，其中发生较少的取消，但是相位移动不是最佳的。图1lc示例π/4的期望的相位移动和信号比特的叠加(一旦被重组以致彼此干涉)。输出电压峰值强度因此提供用于控制器移相器105、106的有用的方式，以产生期望的相位移动，其能够被以合理量的精度保持。 [0077]参照图12a_12c，示例了用于针对DQPSK接收器100的相位移动偏置的不同值的眼图。如能够看到的，图12c的眼图是分得很开的，具有期望的/4的相位移动偏置。
[0078]参照图13，示例了针对平衡探测器107、108的一个的输出的峰值电压与相位偏移的关系曲线的图表。针对DQPSK接收器100的期望的相位移动偏置设置是/4、一 31/4、3 /4和一 3 /4ο针对相位移动偏置的期望的操作点对应于图13中绘制的波形的最小值。对应地，基于输出电压峰值强度探测的反馈控制环寻求控制移相器105、106，以最小化输出电压峰值强度。图13中示例的四个最小值对应于未反相的和反相的数据，能够在校准或器件初始化时选择其中任一个来使用。
[0079]现在参照图14-17，示例了利用多个技术的用于探测峰值信号强度的DQPSK接收器。图14中，平衡探测器107、108的一个臂用于获得电压峰值强度指示。从平衡探测器107,108中的2个光电二极管中的一个取出输出，用于确定输出电压峰值强度。
[0080]参照图15，接收器150中的DI 103、104的光输出的单路分别供给快速光电探测器151、152。接收器150中使用的针对DI 103、104的每个的快速光电探测器能够针对控制环提供较快的响应时间，以获得精细的相位调节。使用快速光电探测器还容许实施本发明而无需改变现存的接收器元件。
[0081]参照图16，接收器160在平衡探测器107、108的两个路径上都包括输出电压峰值探测。每个路径的输出电压提供给电压峰值强度探测器。电压峰值强度探测器的输出被加和以产生提供给偏置控制器162、169的成比例的信号。例如，电压峰值强度探测器165和167的输出被加和并施加于偏置控制器169，以控制移相器105。通过给每个平衡探测器107、108提供两个反馈信号，较大的反馈信号分度或间隔是可用的。在电压峰值探测器165、167和166、168中生成的峰值强度信号加到一起，以产生较大的幅度反馈信号，该信号产生分别对移相器105、106的增强的控制。
[0082]参照图17，接收器170探测来自取自平衡探测器107、108中的每个中的两个光路中的反馈的信号峰值强度。在平衡探测器107、108中PIN 二极管前面取得反馈，使得为反馈目的处理一个光信号。快速光电探测器171-174分别将从DI 103、104输出的光信号转换成施加于电压峰值强度探测器175-178的电压。加和结点(junct1n) 179,180分别将电压峰值强度探测器175、177和176、178的输出加和，并将加和的电压信号施加于偏置控制器181、182。基于最小化反馈信号的峰值信号强度，偏置控制器181和182控制移相器105、106，以在DI 103、104中保持期望的相位差。由此配置提供的一个优点是容许将本发明施加于现存的系统，而无需修改系统元件，比如DI 103、104或平衡探测器107、108。
[0083]使用光信号峰值强度探测器而不将反馈信号转换为电形式也是可能的。该探测器能够提供较快的控制环响应和改善的稳定性控制。
[0084]虽然已经描述了基于峰值信号强度来稳定光发送器和接收器中的相位差的控制方案，但是，另外的或可选的控制标准是可用的。例如，可以生成反馈信号，其与例如前向纠错(FEC) IC中的数据错误率成比例。光发送器或接收器控制环使用得自FEC的成比例的信号，以驱使数据错误率到最小值。在光器件中使用两个DI的情况下，使用FEC的控制环在不同的时间段中起作用，以避免彼此干涉。时间段配置可以是时分复用(TDM)方案，如上述。
[0085]本领域技术人员会明白，可以对上述系统和方法作出进一步的修改和变化，而不脱离这里公开的发明设想。因此，本发明应当视为仅由所附权利要求的范围和精神所限定。
【主权项】
1.在光通信系统中，一种用于控制在其中具有至少两个光路的光通信器件的方法，每个光路配置为传送光数据信号，该方法包括: 在所述光通信器件中组合来自所述至少两个光路的光数据信号，以产生至少一个合成的信号； 监控所述至少一个合成的信号的峰值强度；以及 基于所监控的峰值强度，调整所述光数据信号之间的相位差来影响所述至少一个合成的信号的所述峰值强度，以获得预定的特性； 所述方法还包括在DPSK接收器或在DQPSK接收器中使用所述方法来控制所述光通信器件，所述方法还包括:组合所述光数据信号，以产生两个合成的光信号；以及将所述两个合成的光信号施加于平衡探测器以产生电信号作为所述至少一个合成的信号。2.如权利要求1所述的方法，还包括调整所述光数据信号之间的所述相位差，以最小化所述至少一个合成的信号的所述峰值强度。3.如权利要求1所述的方法，还包括调整所述光数据信号之间的所述相位差，以最大化所述至少一个合成的信号的所述峰值强度。4.如权利要求1所述的方法，还包括在DPSK发送器中使用所述方法来控制所述光通信器件。5.如权利要求1所述的方法，还包括在DQPSK发送器中使用所述方法来控制所述光通信器件。6.如权利要求4所述的方法，还包括在所述DPSK发送器中使用RZ调制。7.如权利要求4所述的方法，还包括在所述DPSK发送器中使用NRZ调制。8.如权利要求4所述的方法，还包括产生光信号作为所述至少一个合成的信号。9.如权利要求5所述的方法，还包括在所述DQPSK发送器中使用RZ调制。10.如权利要求5所述的方法，还包括在所述DQPSK发送器中使用NRZ调制。11.如权利要求5所述的方法，还包括产生光信号作为所述至少一个合成的信号。12.如权利要求1所述的方法，还包括: 监控接收的光信号的数据错误率；以及 基于所述数据错误率调整所述相位差。13.如权利要求1所述的方法，还包括: 监控接收的光信号的数据错误率；以及 基于所述数据错误率调整所述相位差。14.如权利要求1所述的方法，还包括使用RF功率探测器来监控峰值强度。15.一种具有至少两个光路的光通信器件，每个光路配置为传送光数据信号，所述光通信器件包括: 干涉仪，具有至少两个光路，该两个光路配置为组合至少两个光数据信号，以产生至少一个合成的信号； 峰值强度探测器，配置为探测所述至少一个合成的信号的峰值强度；以及 至少一个移相器，耦合到所述峰值强度探测器和所述至少两个光路中的一个，并配置为基于所探测的峰值强度，调整所述至少两个光数据信号之间的相位差来影响所述至少一个合成的信号的所述峰值强度，以获得预定的特性， 其中，所述光通信器件用于DPSK接收器或DQPSK接收器中，并且所述DPSK接收器或所述DQPSK接收器还包括:由所述干涉仪产生的两个合成的光信号；以及耦合到所述干涉仪的平衡探测器，用于接收所述两个合成的光信号并产生至少一个电信号作为所述至少一个合成的信号。16.如权利要求15所述的光通信器件，其中，所述峰值强度探测器还包括RF功率探测器。17.一种DPSK发送器，包括如权利要求15所述的光通信器件。18.一种DQPSK发送器，包括如权利要求15所述的光通信器件。
【专利摘要】一种诸如发送器或接收器的光通信器件具有控制环，用于基于信号峰值强度来控制两个相关光信号的相对相位。光发送器测量表示两个数据通道的组合的光信号的信号峰值强度，以如期望的调整相对相位。光接收器测量组合的电信号、单个电信号或单个光信号的信号峰值强度，以如期望的调整相对相位。通过调整相对相位将信号峰值强度最小化或最大化，取决于使用的调制配置。反馈控制提供一致和鲁棒的控制，以在出现诸如温度改变、老化和制造公差的变化时稳定光通信器件。
【IPC分类】H04B10/556, H04B10/67
【公开号】CN104883225
【申请号】CN201510300020
【发明人】P·马梅舍夫
【申请人】名坛若公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2006年8月24日
【公告号】CA2620836A1, CN101297489A, EP1917742A2, EP1917742A4, US7986885, US20070047954, US20120033964, WO2007025037A2, WO2007025037A3, WO2007025037B1