光调制器驱动器电路和光发射机的制作方法_5

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必需的情况下,可以在线性操作模式下操作光调制器驱 动器电路203-1和203-Q。
[0152] 然而,在必要性和不必要性共存的情况下(例如,光调制器驱动器电路203-1和 203-Q的输入/输出特性的线性对于表格1中示出的一个功能是必需的,但对于另一功能 不是必需的),在某种程度上线性地操作光调制器驱动器电路203-1和203-Q可能便足够 了。在该情况下,从线性与功耗之间平衡的观点而言,在完全线性操作模式与限制操作模式 之间的中间模式下使用光调制器驱动器电路203-1和203-Q可能是最优的。
[0153] 在关于表格1中示出的所有功能不需要光调制器驱动器电路203-1和203-Q的输 入/输出特性的线性的操作配置中,当在限制操作模式下操作光调制器驱动器电路203-1 和203-Q时,可以提高作为光调制器驱动器电路203-1和203-Q的输出信号的二进制电信 号的波形质量(S/N:信号噪声比),并且还可期望提高发射质量。考虑以上解释,下面的控 制方法被认为对于控制光调制器驱动器电路203-1和203-Q的输入/输出特性的线性是有 用的。
[0154] 图35是用于解释根据本实施例的线性控制方法的框图。在图35中示出的示例 中,控制信号生成单元206执行的操作处理是或(0R)处理。在QAM格式下,DSP 200的符 号映射单元2001输出"1"。在QPSK格式下,符号映射单元2001输出"0"。在开启预均衡 功能时,DSP 200的预均衡单元2002输出"1"。在关闭预均衡功能时,预均衡单元2002输 出"0"。在开启信号谱成形(Nyquist滤波)功能时,DSP 200的信号谱成形单元2003输出 "1"。在关闭信号谱成形功能时,信号谱成形单元2003输出"0"。
[0155] 控制信号生成单元206将从符号映射单元2001、预均衡单元2002和信号谱成形单 元2003输出的信息进行或(0R)操作。如果至少一条信息是"1",亦即,启动了至少一个需 要光调制器驱动器电路203-1和203-Q的输入/输出特性的线性的功能,则控制信号CTL 是" 1"。根据该控制信号CTL,光调制器驱动器电路203-1和203-Q在线性操作模式下工 作。如果从符号映射单元2001、预均衡单元2002和信号谱成形单元2003输出的所有信息 是"0",亦即,光调制器驱动器电路203-1和203-Q的输入/输出特性的线性不是必需的,则 控制信号CTL是"0"。根据该控制信号CTL,光调制器驱动器电路203-1和203-Q在限制操 作模式下工作。如上所述,在图35中示出的示例中,执行完全线性操作模式与限制操作模 式之间的切换。
[0156] 要注意到,在图35中示出的示例中,(A)调制格式、(B)预均衡和(C)谱成形是信 息提取的目标。然而,如果存在另一功能或操作配置与光调制器驱动器电路203-1和203-Q 的线性要求有关,则除了(A)至(C)之外,可提取任何其他信息。
[0157] 图36是用于解释根据本实施例的另一线性控制方法的框图。在图36中示出的示 例中,控制信号生成单元206执行的操作处理是加权加处理。在此,不仅该两个模式,即完 全线性操作模式和限$_作模式,它们之间的中间操作模式也被假设为光调制器驱动器电 路203-1和203-Q的操作模式。如上述的示例中一样,在QAM格式下,DSP 200的符号映射 单元2001输出"1"。在QPSK格式下,符号映射单元2001输出"0"。在开启预均衡功能时, DSP 200的预均衡单元2002输出"1"。在关闭预均衡功能时,预均衡单元2002输出"0"。 在开启信号谱成形(Nyquist滤波)功能时,DSP 200的信号谱成形单元2003输出"1"。在 关闭信号谱成形功能时,信号谱成形单元2003输出"0"。
[0158] 设INFa是从符号映射单元2001输出的信息"1"或"0",设INFb是从预均衡单元 2002输出的信息" 1"或"0",且设INFc是从信号谱成形单元2003输出的信息" 1"或"0"。 控制信号生成单元206的加权加处理被表达为
[0159] CTL = INFaXa+INFbXb+INFcXc. . . (1)
[0160] 其中,a、b和c是预设的加权系数(a、b和c是0至1的值,a+b+c = 1)。在加权 系数a、b和c对应于功能(A)调制格式、(B)预均衡和(C)谱成形时,针对对光调制器驱动 器电路203-1和203-Q的线性要求高的功能设置较大的值。通过设置加权系数a、b和c, 当在DSP 200中启动对光调制器驱动器电路203-1和203-Q具有高线性要求的功能时,光 调制器驱动器电路203-1和203-Q可被调整以获得良好的操作线性。如果到某个程度的 线性便足够了,则光调制器驱动器电路203-1和203-Q可被调整以获得根据该程度的线性, 由此抑制光调制器驱动器电路203-1和203-Q的功耗。
[0161] 此外,在图36中示出的示例中,(A)调制格式、(B)预均衡和(C)谱成形是信息提 取的目标。然而,如果存在另一功能或操作配置与光调制器驱动器电路203-1和203-Q的 线性要求有关,则除了(A)至(C)之外,可提取任何其他信息。
[0162] 在能够精细调整光调制器驱动器电路203-1和203-Q的输入/输出特性的线性的 光发射机中,如图36中示出的示例中一样,可添加光发射距离的信息作为线性要求项。亦 即,如果光发射距离长,则需要提升发射信号质量,并因此将光调制器驱动器电路203-1和 203-Q的输入/输出特性的线性设置得高。如果光发射距离短,则假设在光调制器驱动器电 路203-1和203-Q中允许某种程度的非线性。因此,降低线性,以抑制光调制器驱动器电路 203-1和203-Q的功耗。
[0163] 关于光调制器驱动器电路203-1,可使用图3、图4和图19至25中示出的布置中 的一个布置。在图3和图19至24中,VinP是向光调制器驱动器电路203-1的正相位输入 端子2P输入的正相位输入信号,VinN是向光调制器驱动器电路203-1的负相位输入端子 2N输入的负相位输入信号,VoutP是从光调制器驱动器电路203-1的正相位输出端子3P向 光I/Q调制器205输出的正相位输出信号,以及VoutN是从光调制器驱动器电路203-1的 负相位输出端子3N向光I/Q调制器205输出的负相位输出信号。在图25中,Vin是向光 调制器驱动器电路203-1的输入端子2输入的输入信号,以及Vout是从光调制器驱动器电 路203-1的输出端子3向光I/Q调制器205输出的输出信号。
[0164] 图3、图19、图21和图23中示出的电路对应于参考图35描述的线性控制方法。在 图3、图19、图21或图23中示出的电路中,使用能够对差分放大器50、54或56的尾电流进 行开/关控制的多个并行的电流源IS10来控制流过差分放大器50、54或56的电流量,由 此实现光调制器驱动器电路203-1的模式切换。在需要光调制器驱动器电路203-1的线性 操作时,基于控制信号CTL = 1来开启全部电流源IS10,以最大化尾电流量,由此使得能够 在线性操作模式下工作。在需要光调制器驱动器电路203-1的限制操作时,基于控制信号 CTL = 0来开启该多个电流源IS10中的至少一个电流源并关闭剩余的电流源,以降低尾电 流量,由此使得能够在限制操作模式下工作。
[0165] 如参考图5所描述的,在使用图3、图19、图21或图23中示出的布置的光调制器 驱动器电路203-1中,可使得差分放大器50、54或56的尾电流量在限制操作模式下比在线 性操作模式下更小。可因此降低功耗。
[0166] 图4、图20、图22和图24中示出的电路对应于参考图36描述的线性控制方法。在 图4、图20、图22或图24中示出的电路中,使用能够对差分放大器52、55或57的尾电流进 行控制的可变电流源IS20来控制流过差分放大器52、55或57的电流量,由此实现光调制 器驱动器电路203-1的模式切换。
[0167] 如参考图6描述的,在需要使用图4、图20、图22或图24中示出的布置的光调制 器驱动器电路203-1的线性操作时,基于控制信号CTL将电流量设置为大(到最大值),由 此使得能够在线性操作模式下工作。在需要光调制器驱动器电路203-1的限制操作时,基 于控制信号CTL减少电流量,由此使得能够在限制操作模式下工作。在使用该控制方法时, 不是通过与图3中示出的电路中一样的逐步控制,而是通过模拟(连续)控制来精细地调 整线性和功耗。能够流向一个可变电流源IS20的电流的量是有限的。因此,根据所必需的 电流量来确定可变电流源IS20的数目,且可变电流源IS20并行连接。
[0168] 要注意到的是,图25中示出的布置可应用于参考图35描述的线性控制方法以及 参考图36描述的线性控制方法二者。
[0169] 接下来将描述光调制器驱动器电路203-1的电流源的详细布置。使用图3、图19、 图21或图23中示出的布置的光调制器驱动器电路203-1的电流源IS10的布置和控制方法 与参考图15和图16描述的布置和控制方法相同。要注意到的是,图16中示出的电压Vcs_ <3N对应于CTL1,且电压V CSJ]FF对应于CTL = 0。
[0170] 使用图4、图20、图22或图24中示出的布置的光调制器驱动器电路203-1的电流 源IS20的布置和控制方法与参考图17和图18描述的布置和控制方法相同。该电流源自 身的布置与图15中相同,但控制方法不同。由于图17中示出的电流源IS20被用作可变电 流源,使用图18中示出的连续控制信号CTL。在使用连续控制信号CTL时,可将图4中示出 的光调制器驱动器电路203-1的输入/输出特性从线性操作模式连续地改变到限制操作模 式。为了在完全线性操作模式下操作光调制器驱动器电路203-1,设置CTL= 1。
[0171] 要注意到的是,图3、图4、图15、图17和图19至25示出了使用双极性晶体管作为 晶体管Q10至Q14、Q20至Q24、Q30和Q31的示例。然而,晶体管不限于双极性晶体管,且可 使用基于FET的晶体管。如果使用基于FET的晶体管,将以上描述中的基极替换为栅极,将 集电极替换为漏极,且将发射极替换为源极。
[0172] 在图3、图4和图19至25中,已经描述了 1(同相)通道的光调制器驱动器电路 203-1的布置。这也可应用于Q(正交)通道的光调制器驱动器电路203-Q的布置。
[0173] 可使用基于软件工作的电路或计算机来实现控制信号生成单元206。计算机包括 CPU (中央处理单元)和存储设备。CPU根据存储设备中存储的程序执行要在本实施例和后 续实施例中描述的控制信号生成单元206的处理。
[0174] 如上所述,在本实施例中,可根据光发射系统的操作配置适当地选择性使用光调 制器驱动器电路203-1和203-Q的线性操作模式和限制操作模式,且可降低限制操作模式 下的功耗。除了在该两种模式(即,线性操作模式和限制操作模式)下使用之外,在该两种 模式之间的中间操作模式下使用也是可能的。可将光调制器驱动器电路203-1和203-Q设 置在对于光发射系统的操作配置而言最优的状态下。
[0175] [第^^一实施例]
[0176] 接下来描述本发明的第^^一实施例。图37是示出根据本实施例的光发射机的布 置的框图。与图34中相同的附图标记在图37中表示相同的部分。在根据本实施例的光发 射机中,向根据第十实施例的光发射机添加担当信号处理控制装置的FPGA(现场可编程 门阵列)207。使用FPGA 207执行DSP 200的操作配置的控制,并且从FPGA 207获取与操 作配置有关的信息INF。布置的剩余部分与第十实施例中描述的相同。
[0177] 图38是用于解释根据本实施例的线性控制方法的框图。如上所述,在本实施例 中,从FPGA 207获取与光发射系统的操作配置(调制格式或是否存在发射端信号处理)有 关的信息INF。FPGA 207输出"1"作为与QAM格式下的调制格式有关的信息INFa,以及"0" 作为QPSK格式下的信息INFa。FPGA 207在预均衡功能开启时输出"1"作为与预均衡功能 有关的信息INFb,在预均衡功能关闭时输出"0"作为信息INFb。FPGA 207在信号谱成形功 能开启时输出"1"作为与信号谱成形(Nyquist滤波)功能有关的信息INFc,在信号谱成形 功能关闭时输出"〇"作为信息INFc。图38中示出的控制信号生成单元206执行的操作处 理是图35的示例中描述的或处理。在图38中示出的示例中,将参考图3、图15、图19、图 21、图23或图25描述的布置用作光调制器驱动器电路203-1和203-Q。
[0178] 图39是用于解释根据本实施例的另一线性控制方法的框图。FPGA207的操作与上 述相同。图39中示出的控制信号生成单元206执行的操作处理是图36的示例中描述的加 权加处理。在图39中示出的示例中,将参考图4、图17、图20、图22、图24或图25描述的 布置
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