光发送设备和光发送方法
【专利摘要】本发明提供一种光发送器，该光发送器以高精度内部地补偿PDL并且能够输出高质量发送信号。该光发送器设置有下列部件：光输出装置，该光输出装置用于产生光信号；数据输出装置，该数据输出装置用于输出基于将被发送的信息所产生的数据序列；驱动装置，该驱动装置用于利用叠加到其的导频信号将偏压施加到光调制器；光调制器，该光调制器在施加偏压时，基于上述数据序列调制上文提及的光信号并且输出已调制的信号；和控制装置，该控制装置用于根据从已调制的信号提取的导频信号的强度来控制偏压。
【专利说明】
光发送设备和光发送方法
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种光发送设备和一种光发送方法，并且更具体地，涉及一种光发送设备和一种用于合并并且输出多重调制信号的光发送方法。
【背景技术】
[0002]在宽带多媒体通信服务的要求提高的情况下，已经引入偏振复用法来以使得两条发送信息与具有相同的波长但彼此垂直的两个偏振状态相关联的方式发送彼此独立的两条发送信息。使用数字光发送和接收设备的数字相干光发送技术由于更大范围、大容量和高度可靠的光纤通信系统正在引起注意。
[0003]与使用一般在大容量光通信系统中应用的诸如OOK(通断键控)的调制法的模拟光发送和接收设备相比，用于数字相干光通信的数字光发送和接收装置能够改进接收敏感性约3dB至6dB。此外，数字相干的光通信能够通过在发送侧或接收侧使用数字信号处理(DSP:数字信号处理)来执行波长失真补偿，诸如波长色散补偿和偏振色散补偿。
[0004]这样的数字光发送设备使用光调制设备，所述光调制设备能够例如使用QPSK(正交相移键控)调制和QAM(正交调幅)调制进行多电平调制以及使用D/A(数字到模拟)转换设备的输出的任意波形调制以便执行预同等化等。
[0005]MZ类型光调制设备(其中，光学相位调制设备被合并到光波导类型Mach-Zehnder(MZ)类型干涉仪中)作为在数字光发送设备中所使用的光调制设备是有效的。例如，MZ类型光调制设备通过在折射率与所施加的电场强度成比例地变化的诸如铌酸锂(LN:LiNb03)的电光结晶制成的基板的表面上形成一对光波导管而形成。例如，PTLl公开了使用LN调制设备的数字光发送设备。
[0006]LN调制设备在彼此垂直的两个光学调制信号的光强度之差(S卩，偏振相关损耗(PDL))方面有问题。从数字光发送设备发送的发送信号的性能由于TOL而下降。常用的数字光发送设备所需的TOL性能为约+/-1.0dB。
[0007]例如，PTL2公开了通过使用两种不同的音频调制信号来补偿PDL的偏振复用光学发送系统。在PTL2中公开的偏振复用光学发送系统中，两个不同的音频调制信号被发送，以使得两个不同的音频调制信号分别叠加在X偏振和Y偏振的光信号上。然后，接收光信号的中继设备等从光信号提取音频调制信号，并且基于两个音频调制信号的强度比率来补偿PDL0
[0008][引用列表]
[0009][专利文献]
[0010][PTL I]日本专利特开N0.2013-126050
[0011][PTL 2]日本专利特开N0.2012-4691
【发明内容】
[0012][技术问题]
[0013]然而，在所引用的文献2中所公开的偏振复用光学发送系统中，接收光信号的中继设备等基于音频调制信号的强度比率来补偿roL。在这种情况下，当所接收的光信号的光水平下降时，音频调制信号的强度比率与光水平成比例地下降，并且因此，不能执行足够的PDL补偿。
[0014]鉴于上文的问题完成了本发明，并且本发明的一个目的是提供光发送设备和光发送方法，其能够在光发送设备中以高精度补偿TOL并且输出高质量的发送信号。
[0015][技术方案]
[0016]为了实现上文的目的，根据本发明的光发送设备包括:光输出装置，该光输出装置用于产生和输出光信号;数据输出装置，该数据输出装置用于基于发送信息产生和输出第一数据和第二数据;驱动装置，该驱动装置用于基于所接收的偏压控制信息产生两个电压并且产生频率彼此不同的第一导频信号和第二导频信号，并且将该第一导频信号和该第二导频信号叠加到该两个电压以输出作为第一偏压和第二偏压的电压;光调制设备，该光调制设备包括:分裂装置，该分裂装置用于将该输出光信号分裂成两个光信号；第一调制装置，该第一调制装置由该第一偏压驱动，用于基于所输出的第一数据调制所分裂的光信号中的一个光信号，并且输出第一调制信号;第二调制装置，该第二调制装置由该第二偏压驱动，用于基于所输出的第二数据调制所分裂的光信号中的另一个光信号，并且输出第二调制信号；和合并装置，该合并装置用于合并该第一调制信号和第二调制信号并且输出调制信号；和控制装置，该控制装置用于从所输出的调制信号提取该第一导频信号和该第二导频信号，并且基于所提取的第一导频信号和所提取的第二导频信号的强度比率产生和输出该偏压控制信息。
[0017]为了实现上文的目的，根据本发明的光发送方法使用光调制设备，该光调制设备包括:分裂装置，该流装置用于将所接收的光信号分裂成两个光信号；第一调制装置，该第一调制装置由第一偏压驱动，用于基于第一数据调制所分裂的光信号中的一个光信号信号，并且输出第一调制信号；第二调制装置，该第二调制装置由第二偏压驱动，用于基于第二数据调制所分裂的光信号中的另一个光信号，并且输出第二调制信号；以及合并装置，该合并装置用于合并第一调制信号和第二调制信号并且输出调制信号。该光发送方法包括:产生光信号并且将该光信号输出至该光调制设备;从所输出的调制信号提取第一导频信号和第二导频信号，并且基于该第一导频信号和该第二导频信号的强度比率产生和输出偏压控制信息;基于发送信息产生该第一数据和该第二数据并且将该第一数据和该第二数据输出至该光调制设备;并且基于该输出的偏压控制信息产生两个电压并且将频率彼此不同的第一导频信号和第二导频信号叠加到所产生的两个电压以将该电压输出至该光调制设备作为第一偏压和第二偏压。
[0018]发明的有利效果
[0019]根据上述本发明的一方面，能够在光发送设备中以高精度补偿PDL，并且能够输出高质量发送信号。
【附图说明】
[0020]图1是示出根据第一示例性实施例的光发送设备10的块构造图。
[0021]图2是示出根据第二示例性实施例的光发送设备100的块构造图。
[0022]图3是示出根据第二示例性实施例的调制设备130的块构造图。
[0023]图4A是示出从根据第二示例性实施例的调制设备130输出的调制信号的光输出强度的示例的图。
[0024]图4B是示出从根据第二示例性实施例的数据驱动器120输出的发送数据DATA的示例的图。
[0025]图5是当发送数据DATA的电信号振幅变化时，眼图和调制信号光输出强度的模拟结果。
【具体实施方式】
[0026]〈第一示例性实施例〉
[0027]将描述根据本发明的第一示例性实施例。图1示出根据本示例性实施例的光发送设备的块构造图示。在图1中，光发送设备10包括光输出装置20、数据输出装置30、驱动装置40、光调制设备50和控制装置60。
[0028]光输出装置20产生光信号，所述光信号是发送信号的基础，并且将所述光信号输出至光调制设备50。
[0029]数据输出装置30产生第一数据和第二数据以便基于从控制装置60接收的发送信息来调制光信号。此外，数据输出装置30基于从控制装置60接收的振幅信息来调节所产生的第一数据和所产生的第二数据的电信号振幅，使得所产生的第一数据和所产生的第二数据的电信号振幅达到预定的大小，并且将所产生的第一数据和第二数据分别输出至光调制设备50的第一调制装置52和第二调制装置53。
[0030]驱动装置40产生两个电压以便基于所接收的偏压控制信息驱动光调制设备50的第一调制装置52和第二调制装置53。而且，驱动装置40将频率彼此不同的第一导频信号和第二导频信号叠加在所产生的两个电压上，并且将它们作为第一偏压和第二偏压施加到光调制设备50的第一调制装置52和第二调制装置53。
[0031]光调制设备50包括分裂装置51、第一调制装置52、第二调制装置53、和合并装置54。
[0032]分裂装置51将从光输出装置20接收的光信号分裂成两个光信号，并且将其中一个光信号输出至第一调制装置52，并且将另一个光信号输出至第二调制装置53。
[0033]驱动装置40将第一偏压施加至第一调制装置52，并且第一调制装置52接收由分裂装置51分裂的其中一个光信号并且接收从数据输出装置30输出的第一数据。第一调制装置52由第一偏压驱动，并且根据接收的第一数据调制其中一个分裂的光信号，并且将第一调制信号输出至合并装置54。
[0034]驱动装置40将第二偏压施加至第二调制装置53，并且第二调制装置53接收由分裂装置51分裂的另一个光信号并且接收从数据输出装置30输出的第二数据。第二调制装置53由第二偏压驱动，并且根据接收的第二数据调制另一个分裂的光信号，并且将第二调制信号输出至合并装置54。
[0035]合并装置54合并从第一调制装置52接收的第一调制信号和从第二调制装置53接收的第二调制信号，并且输出调制信号。
[0036]控制装置60将在通信中将被发送至另一个站的发送信息输出至数据输出装置30。控制装置60从光调制设备50输出的调制信号提取第一导频信号和第二导频信号。然后，控制装置60基于所提取的第一导频信号和所提取的第二导频信号的强度比率产生振幅信息，并且将振幅信息输出至数据输出装置30。控制装置60计算第一数据和第二数据的电信号振幅以便均衡化例如从第一调制装置52输出的第一调制信号的光输出强度和从第二调制装置53输出的第二调制信号的光输出强度。然后，控制装置60将计算的第一数据和第二数据的电信号振幅作为振幅信息输出至数据输出装置30。应注意的是，控制装置60能够进一步产生偏压控制信息以便执行反馈控制，使得所提取的第一导频信号和所提取的第二导频信号的强度比率达到期望值，并且能够将偏压控制信息输出至驱动装置40。
[0037]如上文所描述的构造的光发送设备10使用被包括在从光调制设备50输出的调制信号中的导频信号的强度比率以执行控制，以调节调制数据的电信号振幅。调节调制数据的电信号振幅，使得从第一调制装置52输出的第一调制信号的光输出强度和从第二调制装置53输出的第二调制信号的光输出强度彼此相同，并且这减小在第一调制信号和第二调制信号之间产生的TOL。
[0038]因此，根据本示例性实施例的光发送设备10能够以高精度补偿其设备内的PDL，并且能够输出高质量调制信号。
[0039]在光发送设备10施加偏振复用方法的情况下，分裂装置51将光信号分裂成X偏振光信号和Y偏振光信号，并且将X偏振光信号和Y偏振光信号输出至第一调制装置52和第二调制装置53。在光发送设备10执行QPSK调制的情况下，光发送设备10可以进一步设置有例如预均衡化处理装置以便执行各种校正和光放大装置，以便调节调制信号的电平。
[0040]〈第二示例性实施例〉
[0041]将描述第二示例性实施例。图2示出根据本示例性实施例的光发送设备的构造图示。在图2中，光发送设备100包括光源110、数据驱动器120、调制设备130、第一偏压控制电路140、第二偏压控制电路150和控制单元160。
[0042]光源110产生充当发送信号基础的连续光，并且将连续光输出至调制设备130。
[0043]数据驱动器120从控制单元160接收发送信息和振幅信息。数据驱动器120根据发送信号的调制法对从控制单元160接收的发送信息编码，并且产生发送数据DATAl和DATA2(数据行)。此外，数据驱动器120基于从控制单元160接收的振幅信息来调节所产生的发送数据DATAl和DATA2的电信号振幅。而且，数据驱动器120将其振幅已经被调节的发送数据DATAl和DATA2分别输出至描述稍后的调制设备130的第一调制单元132和第二调制单元133。
[0044]调制设备130通过从第一偏压控制电路140施加的驱动偏压电压Vx、Vy而驱动，并且通过使用从数据驱动器120接收的发送数据DATAl和DATA2调制从光源110接收的连续光。将在图3中示出调制设备130的块构造图。在图3中，调制设备130包括分裂设备131、第一调制单元132、第二调制单元133和合并单元134。
[0045]分裂设备131将从光源110接收的连续光分裂成两束光，并且将其中一束光输出至第一调制单元132，而将另一束光输出至第二调制单元133。
[0046]第一调制单元132通过从第一偏压控制电路140施加的驱动偏压Vx而驱动，并且通过使用从数据驱动器120接收的发送数据DATAl调制其中一束接收的连续光，并且输出X偏振的调制信号。
[0047]第二调制单元133通过从第一偏压控制电路140施加的驱动偏压Vy而驱动，并且通过使用从数据驱动器120接收的发送数据DATA2调制另一束接收的连续光，并且输出Y偏振的调制信号。
[0048]合并单元134合并从第一调制单元132接收的X偏振的调制信号和从第二调制单元133接收的Y偏振的调制信号，并且输出调制信号(发送信号)。
[0049]第一偏压控制电路140基于从控制单元160接收的偏压控制信息产生偏压V’x、V’y，并且将偏压控制导频信号叠加在所产生的偏压电压V’x、V’y上。第一偏压控制电路140将叠加有导频信号的偏压电压作为驱动偏压电压Vx、Vy施加到调制设备130的第一调制单元132、第二调制单元133。根据本示例性实施例的第一偏压控制电路140将具有彼此不同的低频率的两个导频信号(fx，fy)作为偏压控制导频信号叠加至所产生的直流偏压电压V’x、V’y。
[0050]第二偏压控制电路150接收从调制设备130输出的调制信号(发送信号)的一部分。第二偏压控制电路150对所接收的调制信号进行解调，取得两个导频信号(fx、fy)，并且将两个导频信号(f X、f y)输出至控制单元160。
[0051]控制单元160将在通信中将被发送至另一个站的信息作为发送信息输出至数据驱动器120。控制单元160基于从第二偏压控制电路150接收的两个导频信号(fx、fy)的输出强度的比率产生偏压控制信息以便执行第一偏压控制电路140的反馈控制，并且将偏压控制信息输出至第一偏压控制电路140。在这种情况下，基于从调制设备130输出的调制信号的输出强度来执行第一偏压控制电路140的反馈控制将被称为ABC控制(自动偏压控制)。
[0052]根据本示例性实施例的控制单元160产生振幅信息以便基于接收的两个导频信号(fx、fy)的输出强度的比率调节发送数据DATA的电信号振幅，并且将振幅信息输出至数据驱动器120。控制单元160以使得从第一调制单元132输出的X偏振的调制信号的输出强度和从第二调制单元133输出的Y偏振的调制信号的输出强度彼此匹配的方式，计算发送数据DATAl和DATA2的电信号振幅。而且，控制单元160将所计算的发送数据DATAl和DATA2的电信号振幅作为振幅信息输出至数据驱动器120。
[0053]随后，将描述当执行ABC控制时从调制设备130输出的调制信号的输出强度如何。在图4A中不出调制设备130的Vjt曲线性质的不例。
[0054]例如，当从第一偏压控制电路140施加正弦波类型驱动偏压时，具有正弦波类型输出强度的调制信号从调制设备130输出。而且，当通过ABC控制施加的驱动偏压减小时，从调制设备130输出的调制信号的输出强度减小(实线至虚线)。如图4A中所示，调制设备130在零点作为偏压点的情况下被驱动。
[0055]随后，将参照图4A、图4B描述当调节发送数据DATA的电信号振幅时从调制设备130输出的调制信号的输出强度如何。图4B是在从数据驱动器120输出的发送数据DATA的电信号振幅变化的情况下发送数据DATA的眼图。在图4B中，眼图的高度(电平)与DATA的电信号振幅成比例，并且交叉点(两条对角线的交叉点)大体匹配零点的位置。
[0056]在图4B中，当从数据驱动器120输出的发送数据DATA的电信号振幅变化时，眼图的电平减小(实线到虚线)，使得从调制设备130输出的调制信号的输出强度减小(图4A中的深粗线至虚线)。
[0057]因此，不仅施加ABC控制而且施加基于调制发送数据DATA的电信号振幅的控制，使得能够以高精度控制X偏振的调制信号的输出强度和Y偏振的调制信号的输出强度。
[0058]如上所述，根据本示例性实施例的光发送设备100将导频信号叠加在驱动偏压上，并且基于从调制设备130输出的调制信号取得的导频信号的输出强度的比率控制调制设备130的驱动偏压和发送数据DATA的电信号振幅。
[0059]不仅执行ABC控制而且执行使用发送数据DATA的电信号振幅的控制，使得与仅执行ABC控制相比，能够以更高的灵敏度水平执行PDL抑制。在通过使用偏压控制导频信号来调节发送数据DATA的电信号振幅以便减小PDL的情况下，不必独立地为PDL补偿提供回路。因此，这样能够减小光发送设备100的尺寸的增加，并且此外，这样能够防止成本增加。
[0060]在PDL根据温度和波长变化的情况下，可以事先利用调制设备130设置校正值的标准值，并且能够基于导频信号的输出强度的比率动态地控制发送数据DATA的电信号振幅。在这种情况下，这样能够防止控制被复杂化，并且能够减小控制单元160中的计算负荷。[0061 ]〈实施例〉
[0062]在图5中将示出:在光发送设备100执行QPSK调制的情况下，当从数据驱动器120输出的发送数据DATAl的电信号振幅变化时，从调制设备130输出的X偏振的调制信号(1-ch信号和Q-ch信号)的输出强度的模拟结果。
[0063]在光发送设备100执行QPSK调制的情况下，调制设备130由两组光调制装置等构成，所述两组光调制装置包括例如偏振维持分裂器、两个MZ类型光调制设备、相移设备、偏振复用单元等。而且，具有相同的电信号振幅的X偏振1-ch发送DATAl和X偏振Q-ch发送DATAl以及具有相同的电信号振幅的Y偏振1-ch发送DATA2和Y偏振Q-ch发送DATA2分别被输入到四个MZ类型光调制设备。
[0064]图5示出:当从数据驱动器120输出至第一调制单元132的发送数据DATAl的电信号振幅从1.0倍变化至0.9倍和0.8倍时，发送DATAl的眼图和X偏振的调制信号(X偏振1-Ch信号和X偏振Q-ch信号)的光输出强度。在该模拟中，米用产生最大光输出的2Vpi作为参考。
[0065]如从图5能够理解的，发送数据DATAl的电信号振幅从1.0倍变化至0.9倍和0.8倍，使得发送数据DATAl的眼图的电平从0.50下降至0.45和0.40。
[0066]然后，发送数据DATAl的电信号振幅从1.0倍变化至0.9倍和0.8倍，从调制设备130输出的X偏振的调制信号(X偏振1-ch发送DATAl和X偏振Q-ch发送DATAl)的光输出强度的水平从0.010减小至0.0098和0.009。
[0067]如从模拟结果能够理解的，输出至调制设备130的发送数据DATAl和发送数据DATA2的电信号振幅被调节，使得能够以高精度控制X偏振的调制信号的电平和Y偏振的调制信号的电平。
[0068]因此，基于从调制设备130输出的调制信号取得的导频信号的输出强度的比率来调节发送数据DATAl和发送数据DATA2的电信号振幅，使得在光发送设备100执行QPSK调制的情况下能够以高精度执行I3DL抑制。
[0069]在此处，在设置有光发送设备100的光学发送系统中，在诸如光放大设备、中继设备等的多个设备中产生PDL。在这种情况下，可以在光学发送系统的发送端处取得导频信号，并且光发送设备100可以以使得在发送端处的PDL变成零的方式调节发送数据DATA的电信号振幅。
[0070]本申请的发明并不限于上文示例性实施例，并且即使当在不偏离本发明的主旨的范围内产生设计变化等时，这样的情况也被包括在本发明内。
[0071][工业实用性]
[0072]本申请的发明能够广泛地应用于使用LN调制设备的数字光发送设备和设置有该数字光发送设备的数字相干的光通信系统。
[0073]本申请要求基于2014年2月25日提交的日本专利申请N0.2014-034033的优先权，并且该专利申请的整个公开内容通过引用并入此处。
[0074]附图标记列表
[0075]10 光发送设备
[0076]20 光输出装置
[0077]30 数据输出装置
[0078]40 驱动装置
[0079]50 光调制设备
[0080]51 分裂装置[0081 ]52 第一调制装置
[0082]53 第二调制装置
[0083]54 合并装置
[0084]60 控制装置
[0085]100光发送设备
[0086]HO 光源
[0087]120数据驱动器
[0088]130调制设备
[0089]131分裂设备
[0090]132第一调制单元
[0091]133第二调制单元
[0092]134合并单元
[0093]140第一偏压控制电路
[0094]150第二偏压控制电路
[0095]160控制单元
【主权项】
1.一种光发送设备，包括: 光输出装置，所述光输出装置用于产生和输出光信号； 数据输出装置，所述数据输出装置用于基于发送信息产生和输出第一数据和第二数据； 驱动装置，所述驱动装置用于产生两个电压以及基于所接收的偏压控制信息产生频率彼此不同的第一导频信号和第二导频信号，并且将所述第一导频信号和所述第二导频信号叠加到所述两个电压以输出所述电压作为第一偏压和第二偏压； 光调制设备，所述光调制设备包括:分裂装置，所述分裂装置用于将所述输出光信号分裂成两个光信号;第一调制装置，所述第一调制装置由所述第一偏压驱动，用于基于所输出的第一数据调制所分裂的光信号中的一个光信号，并且输出第一调制信号;第二调制装置，所述第二调制装置由所述第二偏压驱动，用于基于所输出的第二数据调制所分裂的光信号中的另一个光信号，并且输出第二调制信号;和合并装置，所述合并装置用于合并所述第一调制信号和第二调制信号并且输出调制信号;和 控制装置，所述控制装置用于从所输出的调制信号提取所述第一导频信号和所述第二导频信号，并且基于所提取的第一导频信号和所提取的第二导频信号的强度比率产生和输出所述偏压控制信息。2.根据权利要求1所述的光发送设备，其中，所述第一导频信号和所述第二导频信号是低频率范围内的信号。3.根据权利要求1或2所述的光发送设备，其中，所述数据输出装置基于所接收的振幅信息，以达到预定的大小的方式调节并且输出所述第一数据和所述第二数据的振幅，并且 所述控制装置基于所提取的第一导频信号和所提取的第二导频信号的强度比率产生和输出所述振幅信息。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光发送设备，其中，所述分裂装置将X偏振光信号输出至所述第一调制装置，并且将Y偏振光信号输出至所述第二调制装置。5.—种使用光调制设备的光发送方法，所述光调制设备包括:分裂装置，所述分裂装置用于将接收的光信号分裂成两个光信号；第一调制装置，所述第一调制装置由所述第一偏压驱动，用于基于第一数据调制所分裂的光信号中的一个光信号，并且输出第一调制信号；第二调制装置，所述第二调制装置由所述第二偏压驱动，用于基于第二数据调制所分裂的光信号中的另一个光信号，并且输出第二调制信号;和合并装置，所述合并装置用于合并所述第一调制信号和第二调制信号并且输出调制信号； 所述光发送方法包括: 产生光信号并且将所述光信号输出至所述光调制设备； 从所输出的调制信号提取第一导频信号和第二导频信号，并且基于所述第一导频信号和所述第二导频信号的强度比率产生和输出偏压控制信息； 基于发送信息产生所述第一数据和所述第二数据，并且将所述第一数据和所述第二数据输出至所述光调制设备;并且 基于所输出的偏压控制信息产生两个电压，并且将频率彼此不同的第一导频信号和第二导频信号叠加到所产生的两个电压以将所述电压输出至所述光调制设备作为第一偏压和第二偏压。6.根据权利要求5所述的光发送方法，其中，所述第一导频信号和所述第二导频信号是在低频率范围内的信号。7.根据权利要求5或6所述的光发送方法，进一步包括基于所述第一导频信号和所述第二导频信号的强度比率产生和输出振幅信息，并且 基于所输出的振幅信息，以达到预定的大小的方式调节所产生的第一数据和所产生的第二数据的振幅，并且将所述第一数据和所述第二数据输出至所述光调制设备。8.根据权利要求5至7中的任一项所述的光发送方法，其中，所述分裂装置将X偏振光信号输出至所述第一调制装置，并且将Y偏振光信号输出至所述第二调制装置。
【文档编号】H04B10/077GK106063157SQ201580010399
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】油谷胜广
【申请人】日本电气株式会社