用于集成相干接收器的共模抑制比表征的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于表征受验的ICR的CMRR的方法和系统，该ICR使用来自两个连续波(CW)单频率激光器的高相干光，这两个激光器的对应的光频率彼此相差一个偏移量，该偏移量定义了rf电基带中的“中频”(fIF)。该方法涉及受验的ICR中这两个激光器的光的相干混合。当这两个单频激光器的光在ICR的光检测器上干涉时，rf电基带中频率为fIF的“音调”由它们的光的拍频来产生。然后，检测并分析在该ICR的输出电信号中的产生的频率为fIF的音调以表征该ICR的CMRR。
【专利说明】用于集成相干接收器的共模抑制比表征的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年5月16日提交的美国临时专利申请61/824，129的35USC§ 119(e)优先权，其说明书通过引用结合于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及相干光检测领域，更具体地是涉及测试和表征集成相干接收器(ICR)的共模抑制比(CMRR)。
【背景技术】
[0004]相干传输越来越多地应用在现代光纤网络中，事实上它在极大提高频谱效率(即光谱的每赫兹数据位的数量)和对各种传输损伤的链路容差(例如，偏振模色散、色散现象等等)方面是关键因素。一般而言，频谱上多路复用正交偏振光信号会额外增强频谱效率一到两倍，这种方法称为“偏振复用”(PolMux)。除了采用高相干可调谐激光器用作本地振荡器(LO)以外，适于同相干PolMux信号一起使用的接收器通常包括高性能电子器件、高抑制能力的平衡光检测器、高质量偏振光学器件、以及高精度光干涉仪装置。
[0005]为了提供相干传输广泛使用所必需的规模经济，大部分商业系统采用光互联网论坛(OIF)推荐的基本调制格式和数据位速率。尤其是OIF已经发布了一个执行协议(0IF-DPC-RX-01.0)，该协议详细说明了关键性能参数和商业的集成相干接收器(ICR)应当遵照的规范。
[0006]ICR的表征可以由供应链上的不同节点来进行，这种表征的完整性可能会相应地发生变化。例如，在其自身的开发和资格认证实验室中，ICR制造商可能会在很多不同条件下表征所有的可能参数和规格。另一方面，在大规模生产的实际制造/装配过程中，将可能在规定的条件下(例如，在预定的温度中)对这些参数进行测量，并且为那些规格提供的完整的计量标准被认为是最关键的。在许多情况中，制造商可以严格地控制制造过程的关键方面并且由此有信心“用设计机理”保证若干个ICR参数。然后将仅针对一个小的制造ICR子集充分地验证这些参数，以确保质量控制。此后，想要将ICR集成到其传输设备中的终端用户通常会根据OIF执行协议中提供的相同规定对交付的ICR的全部或样本执行“进货检查”，以验证一个或多个关键参数。
[0007]需要用来进行上述表征的测试仪器的复杂度以及因此带来的成本会根据“供应链”上的节点而发生显著变化。通用的高性能测试设备(例如，高速实时多端口示波器)的高成本在R&D实验室中通常并不是最关键的，因为这种设备还将用于各种高性能测量。另一方面，需要一种较低成本的专用测试和测量设备，以便在规模制造过程中执行ICR验证，这种设备具有专门针对于所需参数测量的特征。
[0008]通常必须测量的一个关键性能参数是共模抑制比(CMRR)。ICR建立在光内差相干检测的基础上(其中“内差”检测是指外差检测的一种特殊情况，对于这种检测而言，本地振荡器光频率落在承载数据的信号的谱带宽以内)。“互补”对(即呈现彼此180度相位差)的光信号的双平衡检测对源自“直接”光信号功率(IEsigI2)和/或“直接” LO光级(IeloI2)的电信号产生几乎完全贡献抑制，从而只保留由混合信号和差异电信号中的lo电场引起的承载数据的贡献。针对不同的电信号，CMRR量化了冠以这些直接术语的程度。通常，CMRR依赖于差分电信号的频率。由于一些非理想因素，例如非理想分光比(例如，不同于3dB)或多个光干涉仪之一内部的失准的路程差，ICR可能呈现非零CMRR。非零CMRR还可以由两个“平衡的”检测器的不同响应率(以及相关联的前端电子设备)引起，这通常依赖于检测到的频率响应。如本文所定义的，CMRR是一种光路质量和检测器响应率两者相结合的测量方式，并未明确地孤立彼此的相对贡献。换言之，除非另有说明，本文所用的CMRR对应于“光输入到电输出”的CMRR。
[0009]Painchaud等人(US2011/0129213A1)提出了一种对ICR的每个差分输出进行完全CMRR测量的方法和装置。(应当注意的是，Painchaud等人命名的术语“信号端口抑制t匕”一SPRR—是为了描述包含光路和检测器响应率两者的贡献的CMRR。)图1展示了适合于在ICRlO上进行这种测量的现有技术的测试装置的示意图。可调谐激光器12用作频率为V C1的高相干光源，然后借助于强度调制器(頂)14对这种光在幅度上进行调制，以产生两个光边带。这些边带跨越了激光器光频率Vci，分别从其以光频差fIF偏移至“蓝”和“红”侧。频率fIF是从rf频率生成器16产生的调制频率中精确选择的并且是已知的，该生成器的电输出施加到强度调制器14。rf频率生成器16和强度调制器14通常必须具有高电带宽，通常约为符号率fBAUD，受验的ICR —般在该符号率上操作(例如，对于当前配置的PM-QPSK传输系统，大约是30Gbaud)，因为其他参数(例如，总谐波失真一THD)的CMRR表征和确定通常要求以跨越ICR电带宽的rf频率进行测量。除了一般较昂贵的硬件(要求在fIF产生边带)之外，Painchaud等人(见上述引文)的系统还需要在多个ICR输入中的一个之前的光路中设置的缓慢变化的可控相位调制器18。而且，他们的方法要求同时发射到LO和SIG输入端口的测试光的一些部分的光功率要符合预定的相互比率(例如，对于图1中所示的他们的实施例是2:1的比率)，因此需要使用精确校准的衰减器20或其他功率控制装置。
[0010]因此需要一种替代方法和系统，以表征集成光接收器的CMRR，尤其是“光输入到电输出”的CMRR。值得期待的是，这种替代方法适用于更简单且更廉价的硬件，并且就像前述的现有方法一样，适用于其他关键的ICR参数的表征。
【发明内容】
[0011]本发明的一个目标是提供一种用于表征集成相干接收器(ICR)的共模抑制比(CMRR)的方法和系统，该方法和系统解决上述关注点中的至少一个。
[0012]根据一个实施例,本文提供了一种用于表征受验ICR的CMRR的方法和系统，该ICR使用来自两个连续波(CW)单频率激光器的高相干光，这些激光器的对应的光频率彼此相差一个偏移量，该偏移量定义了 rf电基带中的“中频”(fIF)。该方法涉及受验的ICR中这两个激光器的光的相干混合。当这两个单频激光器的光在ICR的光检测器上干涉时，rf电基带中频率为fIF的“音调”由它们的光的拍频来产生。然后，通常根据fIF值(通过调谐这两个单频激光器中的至少一个改变该fIF值)来检测并分析在该ICR的输出电信号中的产生的频率为fIF的音调以表征该ICR的CMRR。
[0013]使用两个单频激光器(这两个激光器在波长上稍微有些偏移，目的是产生中频fIF)至少减少了昂贵的强度调制器和上述现有技术中使用的rf频率生成器的需求。然而，在本文提出的方法和系统中，不会总是知道同样高精度的中频确切值。然而，由于该精度不足以完全表征CMRR，因此本文提出通过从检测且采样的ICR的输出电信号恢复中频值来克服此问题。
[0014]另外，在一些实施例中，利用欠采样来检测受验ICR的电输出，通过减少高带宽多信道示波器的需求，欠采样再次有助于减少测试硬件的总成本，对于设计用于与光通信信号(具有28Gb_或更高的符号率)一起操作的普通ICR的实时(奈奎斯特)采样而言，这种不波器是必需的。
[0015]根据一个方面，本文提供了一种用于表征集成相干接收器(ICR)的参数的方法，该集成相干接收器被设计成正常用于接收以一个指定的符号率传输的一个相位调制光通信信号，并且该集成相干接收器包括:
[0016]-两个光输入端口，
[0017]-位于一对互补光输出上的一个光混合装置，该装置用于对将要在该两个光输入端口上接收的信号进行外差混合，以及
[0018]-一对平衡光检测器，用于检测离开相应的所述互补光输出对上的光，以便在一个电输出上提供一个差分电信号，
[0019]该方法包括以下步骤:
[0020]-提供光频率为V工的一个第一偏振高相干光测试信号以及光频率为V2的一个第二偏振高相干光测试信号以便射入该ICR，所述第一和第二测试信号具有对应的光频率，这些光频率以一个中频fIF = V2-V1彼此间隔；
[0021]-将该第一测试信号射入该ICR的两个光输入端口之一并且将该第二测试信号射入该两个光输入端口中的另一个，以一个已知的主米样率fs对该ICR的电输出进行米样，以便提供一个分母值，该电输出是所述第一和第二光测试信号的外差混合的响应；
[0022]-将共同传播的所述第一和第二测试信号射入该两个光输入端口中的一个给定端口中，并且以所述主采样率fs对该ICR的电输出进行采样，以提供对应于该两个光输入端口中的所述给定端口的一个分子值，该电输出是所述第一和第二光测试信号的外差混合的响应；并且
[0023]-从所述分子和分母值计算所述参数的值。
[0024]根据另一个方面，本文提供了一种用于表征集成相干接收器(ICR)的参数的系统，该集成相干接收器被设计成正常用于接收以一个指定的符号率传输的一个相位调制光通信信号，并且该集成相干接收器包括:
[0025]-两个光输入端口，
[0026]-位于一对互补光输出上的一个光混合装置，该装置用于对将要在该两个光输入端口上接收的信号进行外差混合，以及
[0027]-一对平衡光检测器，该对平衡光检测器检测相应的所述互补光输出对上的光，以便在一个电输出上提供一个差分电信号，
[0028]该系统包括:
[0029]-两个光输出端口，用于分别连接至所述ICR的所述两个光输入端口；
[0030]-—个第一偏振高相干光源，用于提供光频率为V工的一个第一测试信号，以及一个第二偏振高相干光源，用于提供光频率为V2的一个第二测试信号，所述第一和第二测试信号的对应的光频率以一个中频fIF = V2-V1彼此间隔；
[0031]-一个光切换装置，用于将所述第一和第二测试信号切换到至少一个第一和一个第二测试配置中，其中:
[0032]在所述第一测试配置，将第一和第二测试信号导入对应的所述两个光输出端口，这样该第一测试信号将射入该ICR的两个光输出端口中的一个并且该第二测试信号将射入该两个光输入端口中的另一个；并且
[0033]在所述第二测试配置中，组合该第一和该第二测试信号并导入该两个输出端口中的一个给定端口，以便以共同传播的方式同时射入该两个光输入端口中的一个相应端口 ；
[0034]-一个模数转换器,用于以一个已知主米样率fs对该ICR的电输出进行米样,该电输出是所述第一和第二光测试信号的外差混合的响应，其中:
[0035]在所述第一测试配置中对该电输出进行采样是为了提供一个分母值，并且
[0036]在所述第二测试配置中对该电输出进行采样是为了提供一个分子值，该分子值对应于该两个光输入端口的所述给定端口 ；以及
[0037]-一个信号处理器，该信号处理器被配置成用于从该分子值和该分母值计算所述参数的值。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1 (现有技术)的框图展示了一种现有测试设备，该设备适于测量受验的ICR的每个差分输出的共模抑制比(CMRR)；
[0039]图2的框图展示了根据光互联网论坛(OIF)执行协议的典型集成相干接收器(ICR)的主要组件；
[0040]图3A的示意图展示了一种用于测量应用于ICR的本地振荡器(LO)输入端口的CMRR的方法；
[0041]图3B的示意图展示了图3A的应用于ICR的信号(SIG)输入端口的方法；
[0042]图4的框图展示了根据一个实施例(受验ICR也包括在该图示中)的一种用于表征受验ICR的参数的测试系统的主要组件，根据图3A和图3B的方法，这些参数包括CMRR表征；
[0043]图5A的曲线图展示了由于XI和XQ端口之间的偏斜而产生的椭圆IQ曲线的仿真结果;
[0044]图5B的曲线图展示了当XI和XQ端口之间出现相位偏移(Λφ)时图5Α的仿真结果;
[0045]图6的曲线图展示了根据图3Α和图3Β方法的随着中频变化的数值仿真CMRR测量结果，针对于两个混合器/检测器失衡(0.5%和2% )和三个P-N倾斜值(0，I和2ps)，该方法Q)与(ii) CMRR定义；(iii) Painchaud等人(见上述引文)的方法以及(iv)理论曲线图进行了比较，这四组曲线(i，ii, iii, iv) 一个叠加在另一个上面；
[0046]图7包括图7A、图7B、图7C和图7D，这些图示展示了在ICR上分别针对X1、XQ、H和YQ输出端口实现的CMRR实验测量结果，其中实点线代表实际的测量结果，而虚线代表对理论曲线的曲线拟合；
[0047]图8的流程图详细说明了图3A和图3B的方法的步骤；
[0048]图9的示意图在频域展示了以采样频率fs进行欠采样测量的情况下中频fIF的混叠现象；
[0049]图10的曲线图针对于1ps的IQ倾斜展示了 IQ椭圆相位偏移表征对中频fIF的实际值中的不确定度Af的灵敏度；
[0050]图11的示意图在频域展示了在ICR的两个欠采样输出的情况下的中频的混叠现象；
[0051]图12的曲线图展示了频域中的仿真结果，该结果从ICR的输出的实时(奈奎斯特)采样中获得并展示了出现在f = 2.fIF和f = 3.fIF的基本中频fIF的谐波；
[0052]图13的曲线图在频域中展示了 IGHz的欠采样情况下的仿真结果，基本中频fIF =
1.3GHz，并且展示了出现在f2’ = 300GHz和f/ = 400GHz上的谐波；
[0053]图14包括图14A、图14B，这些曲线图分别展示了在应用了软件同步后的叠加的单个样本和样本的平均值；
[0054]图15的曲线图在频域展示了 ICR的采样输出的功率谱(包括谐波)并且该功率谱从平均的软件同步信号中获得；
[0055]图16的曲线图比较了利用实时(奈奎斯特)采样获得的ICR的采样输出的总谐波失真(THD)和利用欠采样获得的总谐波失真，其中插图展示了从对应的THD等级产生的X1-XQ曲线；并且
[0056]图17的框图展示了图4的测试系统的一个【具体实施方式】(受验ICR也包含在该图中)。
【具体实施方式】
[0057]现在参考附图，图2示意性地描绘了一种典型的集成相干接收器(ICR) 100的主要元件，该集成相干接收器正常用于接收相位调制的光通信信号。ICR100包括:
[0058]1.两个光输入端口，即信号(SIG)输入端口 102和本地振荡器(LO)输入端口104 ；
[0059]i1.90度光混合装置106，该装置包括两个光混频器107，每个光混频器具有两对互补输出108，用于混合在输入端口 102和104上接收的信号；
[0060]ii1.四对平衡光检测器110,用于检测相应对的互补光输出108中的光；
[0061]iv.具有不同电输出114的四个差分放大器112,用于放大检测到的互补光输出108 ；
[0062]V.位于光混合装置106中的偏振分光器(PBS) 116,该偏振分光器将信号输入端口102上的光信号分为两个正交分解的偏振分析部分，每个部分都传送至两个光混频器107中的一个；
[0063]v1.位于光混频装置106中的偏振保持功率分配器或偏振分光元件118 (本文也称之为分光器或BS)，用于将输入端口 104上的本地振荡器等功率地分配到两个光混频器107上。
[0064]OIF执行协议(见上述引文)所规定的通用ICR是100G PM-QPSK接收器的一个关键子系统，并且包括上文列出的至少前四个组件。更为普遍的是，当前的ICR还包括后两个组件。注意，以下标“P”和“N”表示的电输出是互补差分输出，即符号相反。
[0065]以下的详细描述将假设ICR包括这六个组件。可以对这种方法进行扩展或修改，以包括可能具有不同组件的其他ICR设计，这将在下文描述。
[0066]在ICR中光通信信号(SIG)和光通信信号的外差检测所必需的本地振荡器(LO)的相干混合出现在多样偏振结构中，这种结构包括两个光混频器107。很多潜在的缺陷可能沿着偏振分光器(PBS) 116、分光器(BS) 118和光混频器107产生的多个光路以及平衡检测设备中分布。特别地，ICR的完整(即，从光输入到电输出)共模抑制比(CMRR)可能受到很多可能缺陷中的一个或多个的不利影响，这些缺陷包括例如90度光混合装置中的多个光混频器中的一个或两个的90度偏移、分配器或组合器中的非理想耦合比、光反射、沿着光混合体中的光路的非对称光损耗、对应于一次偏振的I和Q支流之间的倾斜(即，相对时间延迟)、“平衡的”光检测器对的不平衡响应率以及由高速差分放大器112产生的电CMRR。感兴趣的另一个重要参数是总谐波失真，该参数将跨阻放大器(TIA) 112的电输出偏离理想线性度的程度进行量化，下文将更为详细地讨论该参数。
[0067]共模抑制比(CMRR)
[0068]非理想的CMRR(在线性单元中，>0)可能来源于以下情况的一种或多种:(a)混合体中不相等(即，不平衡)的内部损耗；(b)差异的检测器响应率；以及，(c)对于高频，TIA之前不相等的P和N路径所引入的倾斜。为了在直流上测量CMRR，原则上只需要测量每个平衡光检测器对的直流电流并进行计算(单位为dB)
[0069]
【权利要求】
1.一种用于表征集成相干接收器(ICR)的参数的方法，该集成相干接收器被设计成正常用于接收以一个指定的符号率fBAUD传输的一个相位调制光通信信号，并且该集成相干接收器包括: 两个光输入端口， 位于一对互补光输出上的一个光混合装置，该装置用于对将要在该两个光输入端口上接收的信号进行外差混合，以及 一对平衡光检测器，该对平衡光检测器检测离开相应的所述互补光输出对上的光，以便在一个电输出上提供一个差分电信号， 该方法包括以下步骤: 提供光频率为V工的一个第一偏振高相干光测试信号以及光频率为V 2的一个第二偏振高相干光测试信号以便射入该ICR，所述第一和第二测试信号具有对应的光频率，这些光频率以一个中频fIF = V2-V1彼此间隔； 将该第一测试信号射入该ICR的两个光输入端口之一并且将该第二测试信号射入该两个光输入端口中的另一个，并且以一个已知的主米样率fs对该ICR的电输出进行米样，以便提供一个分母值，该电输出是所述第一和第二光测试信号的外差混合的响应； 将共同传播的所述第一和第二测试信号射入该两个光输入端口中的一个给定端口中，并且以所述主采样率fs对该ICR的电输出进行采样，以提供对应于该两个光输入端口中的所述给定端口的一个分子值，该电输出是所述第一和第二光测试信号的外差混合的响应；并且 从所述分子和分母值计算所述参数的值。
2.如权利要求1所述的方法，其中: 该ICR的所述两个输入端口分别对应于一个信号输入(SIG)端口和一个本地振荡器(LO)输入端口，该信号输入端口通常用于接收该相位调制通信信号；并且 所述参数包括频率为所述中频fIF的所述电输出的一个共模抑制比(CMRR)，对应于所述共同传播的测试信号射入该信号(SIG)和本地振荡器(LO)输入端口的所述给定一个端口，该CMRR的值与该分子值和该分母值的比率成正比。
3.如权利要求2所述的方法，其中该方法利用该信号(SIG)和本地振荡器(LO)输入端口中的所述指定一个的另一个端口而重复。
4.如权利要求2所述的方法，其中该ICR包括多个所述互补光输出对、对应多个所述平衡检测器对以及对应多个所述电输出，这些采样步骤对所述多个所述电输出中的每一个进行重复，以便计算所述参数的相应值。
5.如权利要求4所述的方法，其中 所述相位调制光通信信号包括两个谱叠加的正交偏振分量(X，Y)； 所述光混合装置包括两个光混频器，每个光混频器接收射入这些光输入端口的第一和第二光测试信号的两个正交分解的偏振分析部分的一个对应部分；并且该多个所述电输出包括IX、QX> IY、QY中的至少两个。
6.如权利要求5所述的方法,其中这些偏振光测试信号中的每一个的偏振状态(SOP)与这些光输入端口有关，这样该两个光混频器同时接收该第一和该第二光测试信号中的每一个的彼此正交分析部分，这些独立的彼此正交分析部分基本上是等幅的。
7.如权利要求5所述的方法，进一步包括利用至少一个偏振控制器(PC)调节与这些光输入端口相关的偏振光测试信号中的每一个的偏振状态(SOP),从而: 这些光测试信号中的一个信号在该ICR中分为基本等幅的多个彼此正交分析部分，所述多个部分中的每一部分由该两个光混频器中的对应一个来接收；并且最大化该两个光混频器中的一个所接收的所述光测试信号中的另一个的幅度。
8.如权利要求5所述的方法，其中重复该方法的所述步骤以便测量输入端口和电输出的多种组合形式的CMRR。
9.如权利要求2至8中任一项所述的方法，其中重复该方法以便以中频fIF的至少另一个值来测量CMRR。
10.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述主采样率fs高于两倍的所述中频的值并且其中所述中频的所述值由以所述主采样率fs采样的电输出来确定。
11.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中: 所述采样率fs低于两倍的所述中频fIF的值，这样该ICR的所述电输出的所述检测是欠采样检测，并且 已知fIF位于一个不确定度Δ fIF所定义的一个间隔内，该不确定度fIF与一个大约已知的中频设置值fIF，srt相关，因此它满足
flF, set- A fIF ^ fIF ^ fIF’ set+ Δ fIF, 该不确定度△ fIF低于该主采样率fS的一半； 该方法进一步包括一个IF确定程序，该程序包括以下步骤: 以所述主采样率fs对所述差分电信号中的至少两个信号进行采样，这些电信号对应于该外差混合相干光测试光的一个同相表达式和一个正交相位表达式(IX、QX;IY、QY)中的对应一个； 在频域以一个相应的混置频率fIF，u识别一个混置首调，该混置首调对应于所述中频f IF ; 至少从该混叠频率值fIF，u、该中频设置值fIF，srt、该不确定度AfIF以及该已知的主采样率fs评估所述中频fIF的值。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述评估所述中频fIF的值包括确定一个整数，该整数表示一个欠采样折叠率M,所述折叠率M满足一个折叠率条件，对于该条件: I.如果
并且如果&11〈(‘,姑-八0， 那么
否则: I1.如果
并且如果匕^江伽姑+八^，
那么
否则:
那么根据一个线性混叠等式，中频fIF的所述值与所述混叠频率值fIFU、所述采样率fs、以及所述欠采样折叠率M有关，该等式被定义为:
flF = fIFu+M.fs。
13.如权利要求12所述的方法，其中: 该折叠率M的多于一个的值满足所述线性混叠等式， 该方法进一步包括以下操作之一: a)为该两个激光器设置一个不同的中频，f'IFsrt并且 b)以一个不同的已知第二采样率进行采样f's， 并且重复对所述差分电信号中至少两个信号进行采样的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述不同中频f'IF,srt约等于
(flF, set+0.5fs) 并且所述不同的已知第二采样率 s约等于
flF, set/ ((『IF, set/fs) +?.5)。
15.如权利要求11所述的方法， 其中该采样信号在频域包括附加的可辨别的音调，这些音调对应于该中频fIF的多个谐波， 该方法进一步包括一个谐波阶次识别程序，该程序包括: 以一个不同的已知第二采样率fs'对所述差分电信号进行采样，所述已知主和辅采样率fs、fs'之间的差值量级远小于所述频率中的较小者，因此If' s-fs| <<min(f/ s,fs)； 从其对应的混置频率的相对位移中确定每个可识别首调的谐波阶次，该对应的混置频率对应于以该已知主和辅采样率fs、fV的采样。
16.如权利要求15所述的方法，其中利用所述谐波阶次的识别程序识别的附加采样谐波音调(P2，P3，-Pk)中的每一个的幅度提供了每个谐波音调的功率的指示，该方法进一步包括估计总谐波失真(THD)的步骤，所述THD与以下计算方法之一的比率相关: 每个谐波音调的功率的直和，以及 每个谐波音调的功率的平方和， 就对应于中频为fIF的该采样音调的一个幅度(P1)而言。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述主采样率fs低于由该正常使用的ICR所接收的光通信信号的符号率的十倍。
18.一种用于表征集成相干接收器(ICR)的参数的测试系统，该集成相干接收器被设计成正常用于接收以一个指定的符号率fBAUD传输的一个相位调制光通信信号，并且该集成相干接收器包括: 两个光输入端口， 位于一对互补光输出上的一个光混合装置，该装置用于对将要在该两个光输入端口上接收的信号进行外差混合，以及 一对平衡光检测器，该对平衡光检测器检测相应的所述互补光输出对上的光，以便在一个电输出上提供一个差分电信号， 该系统包括: 两个光输出端口，用于分别连接至所述ICR的所述两个光输入端口 ； 一个第一偏振高相干光源，用于提供光频率为V1的一个第一测试信号，以及一个第二偏振高相干光源，用于提供光频率为V2的一个第二测试信号，所述第一和第二测试信号的对应的光频率以一个中频fIF = V2-V1彼此间隔； 一个光切换装置，用于将所述第一和第二测试信号切换到至少一个第一和一个第二测试配置中，其中: 在所述第一测试配置中，将该第一和该第二测试信号引导入对应的所述两个光输出端口，这样该第一测试信号将射入该ICR的两个光输出端口中的一个并且该第二测试信号将射入该两个光输入端口中的另一个；并且 在所述第二测试配置中，组合该第一和该第二测试信号并引导入该两个光输出端口中的一个给定端口，以便以共同传播的方式同时射入该两个光输入端口中的一个相应端口 ；一个模数转换器，用于以一个已知主米样率A对该ICR的电输出进行米样，该电输出是所述第一和第二光测试信号的外差混合的响应，其中: 在所述第一测试配置中对该电输出进行采样是为了提供一个分母值，并且在所述第二测试配置中对该电输出进行采样是为了提供一个分子值，该分子值对应于该两个光输入端口中的所述给定端口 ；以及 一个信号处理器，该信号处理器被配置成用于从该分子值和该分母值计算所述参数的值。
19.如权利要求18所述的测试系统，其中 该ICR的所述两个输入端口分别对应于一个信号输入(SIG)端口以及一个本地振荡器(LO)输入端口，该信号输入端口通常用于接收该相位调制通信信号；并且 所述参数包括频率为所述中频fIF的所述电输出的一个共模抑制比(CMRR)，对应于所述共同传播的测试信号射入该信号(SIG)和本地振荡器(LO)输入端口中的所述给定一个端口，该CMRR的值与该分子值和该分母值的比率成正比。
20.如权利要求19所述的测试系统，其中所述光切换装置被适配成用于进一步将所述第一和第二测试信号切换到至少一个第三测试配置中，其中组合该第一和该第二测试信号并引导入该两个光输出端口中的所述给定端口的另一个，以便以共同传播的方式同时射入该信号(SIG)和本地振荡器(LO)输入端口的所述指定端口的另一个。
21.如权利要求18至20中任一项所述的测试系统，其中该ICR包括多个所述互补光输出对、对应多个所述平衡检测器对以及对应多个所述电输出，并且其中该测试系统进一步包括用于采样所述多个所述电输出的多个所述模数转换器，以便计算所述参数的相应值。
22.如权利要求21所述的测试系统，其中 所述相位调制光通信信号包括两个谱叠加的正交偏振分量(X，Y)；所述光混合装置包括两个光混频器，每个混频器接收射入这些光输入端口的该第一和该第二光测试信号的两个正交分解的偏振分析部分的一个对应部分；并且 该多个所述电输出包括IX、QX> IY、QY中的至少两个。
23.如权利要求22所述的测试系统，进一步包括至少一个偏振控制器(PC)，该偏振控制器用于针对 于该光输入端口来调节该第一测试信号的偏振状态(SOP)，这样该两个光混合器同时接收其相互正交的分析部分，这些相应的相互正交的分析部分基本上是等幅的。
24.如权利要求22所述的测试系统，其中测量用于输入端口和电输出的多种组合的CMRR。
25.如权利要求19或24所述的测试系统，其中该第一偏振高相干光源和该第二偏振高相干光源中的任意一个是可调谐的，以便以中频fIF的至少另一个值重复该CMRR测量。
26.如权利要求18至20中任一项所述的测试系统，其中: 所述模数转换器的所述采样率fs低于两倍的所述中频fIF的值，这样该ICR的所述电输出的检测是欠采样检测，并且 已知fIF位于一个不确定度Afip所定义的一个间隔内，该不确定度与一个基本已知的中频设置值fIF，srt相关，因此它满足
flF, set- A fIF ^ fIF ^ fIF’ set+ Δ fIF, 该不确定度△ fIF低于该主采样率fS的一半； 以所述主采样率4对所述电输出中的至少两个进行采样，所述至少两个电输出对应于一个同相表达式和外差混合相干光测试光的正交相位(IX、QX ；IY> QY)表达式中的对应一个；并且 所述信号处理器包括一个IF确定函数，该函数包括以下步骤: 在频域识别相应混置频率为fIF，u的一个混置首调，该混置首调对应于所述中频fIF ;并且 从多个参数评估所述中频fIF的值，这些频率包括该混叠频率值fIF，u、该中频设置值fIF，set、该不确定度AfIF以及已知的主采样率fs。
27.如权利要求26所述的测试系统，其中所述IF确定函数是中频fIF的值的评估包括评估一个整数，该整数表示一个欠采样折叠率M，所述折叠率M满足一个折叠率条件，对于该条件: . 1.如果
并且如果 fIF,u〈(fIFu,set-Af)， 那么
否则:
I1.如果
并且如果 fIF，u〉fIFu，set+八 f，
那么
否则:
那么根据一个线性混叠等式，中频fIF的所述值与所述混叠频率值fIF，u、所述采样率fs、以及所述欠采样折叠率M相关，该等式被定义为:
flF = fIFu+M.fso
28.如权利要求26所述的测试系统，其中所述模数转换器的所述主采样率fs低于将由该正常使用的ICR所接收的光通信信号的符号率fB_的十倍。
【文档编号】H04B10/61GK104168068SQ201410195795
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】M·韦斯特伦德, H·桑那拉德 申请人:爱斯福公司