光信號調制制造技術

本發明專利技術的名稱為光信號調制。本發明專利技術提供一種2n-QAM（例如，16-QAM）光調制器10，該光調制器10包括級聯I-Q調制器（22，38）。第一I-Q調制器22將2n-2(例如，4）QAM應用到光信號，具有其中2n-2個星座點位于象限I中的星座圖。第二I-Q調制器(38)隨后將四相相移鍵控(QPSK)調制方案應用到光信號，由此將2n-2-QAM調制方案的星座點旋轉到象限II、III和IV以產生2n-QAM調制星座圖。旋轉促使2n-QAM調制器固有地將四像限差分編碼應用到光信號。也提供了2n-QAM光調制的方法和包括2n-QAM光調制器的光信號傳輸設備。

【技術實現步驟摘要】
光信號調制本申請是申請號為200880131440.3、申請日為2008年9月8日、專利技術名稱為“光信號調制”的專利技術專利申請的分案申請。
本專利技術涉及2n正交幅度調制(QAM)光調制器、2n正交幅度調制的方法及包括2n-QAM光調制器的光信號傳輸設備。
技術介紹
帶有16個電平的正交幅度調制(16-QAM)是用于到光纖中每秒100千兆比特(Gbit/s)傳輸的候選調制格式之一。它在十六個點的星座上將四個比特編碼，傳送的信號的同相和正交分量均帶有四個不同幅度值。在考慮用于100Gbit/s的傳輸的偏振分集16-QAM格式時，傳送器所需的符號率為12.5Gbaud。甚至在此降低的符號率，多電平驅動信號的生成可能是復雜的。進一步的復雜產生于必需在光調制前將差分數字編碼應用到光信號，以解決QAM星座的π/2相位模糊度，否則在接收器處估計載波相位時將產生該相位模糊度。有如下四個已知16-QAM傳送器/調制器方案。第一個方案包括常規同相/正交(I-Q)調制器，其中，每個同相和正交分量是能夠通過使用四電平驅動電壓獲得的四電平信號。不管光方案的簡單性如何，生成四電平驅動電壓的要求使得該傳送器對于實現100Gbit/s系統不具吸引力。如在K.-P.Ho和H.-W.Cuei所著“使用一個雙驅動調制器的任意正交信號的生成”("Generationofarbitraryquadraturesignalsusingonedual-drivemodulator,"J.LightwaveTechnol.,vol.23,no.2,pp.764-770,Feb.2005)中報告的一樣，第二個方案包括單個雙驅動MachZehnder調制器(MZM)。輸出信號能夠通過為兩個MZM適當選擇驅動電壓而在復平面中采用任何值。此方案以最簡單的光組件為特色，然而，16-QAM星座的生成要求帶有多達16電平信號的極其復雜的驅動電壓方案。已在M.Seimetz所著“用于相干光M-PSK和M-QAM傳輸的多格式傳送器”("Multi-formattransmittersforcoherentopticalM-PSKandM-QAMtransmission",inProc.ICTON'05,2005,pp.225-229,paperTh.B1.5)中報告包括相位和幅度I-Q調制器的第三個16-QAM傳送器結構，其只要求雙電平驅動電壓。基本結構類似于常規I-Q調制器，但每個分支也包括相位調制器。在每個分部，MZM生成雙幅度電平{1/3,1}，并且相位調制器(PM)將相位設為零或π，以在星座圖的每個象限中獲得所需的四電平信號。如J.M.Kahn和E.Ip所著“用于每符號3和4比特光傳輸的載波同步”("Carriersynchronizationfor3-and4-bit-per-symbolopticaltransmission",J.LightwaveTechnol.,vol.23,no.12,pp.4110-4114,Dec.2005)中報告的一樣，第四個16-QAM傳送器結構包括嵌套在具有80:20輸出合并比的Mach-Zehnder干涉儀內的兩個四相相移鍵控(QPSK)調制器。此方案通過為每個QPSK調制器使用二進制驅動信號來實現16-QAM調制。然而，它仍需要輸入比特序列的電處理以應用象限差分編碼。諸如四相幅度調制(4-QAM)和64-QAM等較低和較高階QAM對于數字數據編碼也是已知的，并且將在本文中統稱為2n-QAM。
技術實現思路
目的是減輕至少部分上述缺點和提供改進的2n-QAM光調制器和光信號傳輸設備。根據本專利技術的第一方面，提供了一種2n正交幅度調制光調制器，包括：光輸入端；第一光調制設備，配置為將2n-2幅度調制方案應用到收到的光信號，該2n-2幅度調制方案在其星座圖的第一象限中具有在星座中布置的2n-2個星座點；以及第二光調制設備，配置為選擇性地旋轉收到的光信號的相位，其中光輸入端配置為將要調制的光信號輸送到第一光調制設備和第二光調制設備之一，所述設備生成中間光信號并且還配置為將中間光信號輸送到第一光調制設備和第二光調制設備的另一設備，由此生成調制的輸出光信號，該信號具有包括在星座圖的四個象限上分布的2n個星座點的方形星座圖。由此通過旋轉在第一象限中的星座點，設置2n-QAM星座圖象限，而不是如在嵌套QPSK16-QAM傳送器方案中一樣平移它們。此旋轉相當于應用四象限差分編碼。2n-QAM光調制器由此自動執行象限差分編碼，其中應用該編碼無需附加的光組件。優選的是n為偶數，并且至少為4，最優選是為4或6，第一光調制設備的星座點布置在大致方形星座中。因此提供了具有固有差分象限編碼的16-QAM或64-QAM光調制器。第一象限優選是象限I。第一光調制設備優選包括：同相/正交光調制器，包括配置為接收要調制的光信號的光輸入端、包括第一光調制器的同相分支、包括第二光調制器和π/2移相器的正交分支及光輸出端；以及驅動設備，配置為將電平電驅動信號輸送到第一光調制器和第二光調制器，使得同相/正交光調制器可操作用于應用2n-2幅度調制方案。16-QAM光調制器因此只需要雙電平（二進制）電驅動信號，并且執行象限差分編碼而無需附加的光組件。另外，二進制電驅動信號的使用基本上避免了多電平驅動信號在高速傳輸應用中由于調制器帶寬限制和非線性原因而可能經歷的嚴重畸變。64-QAM光調制器將只需要四電平電驅動信號，并且因此需要比已知64-QAM光調制器所需更簡單的驅動信號。第一光調制器和第二光調制器優選包括Mach-Zehnder調制器。電驅動信號中的任何噪聲將因此基本上由Mach-Zehnder調制器的sin2傳遞函數吸收。2n-QAM光調制器也產生在輸出信號符號之間通常直接的轉變，這提供了為所有符號組合創建穩定判定點的益處。優選的是n為4，并且雙電平電驅動信號包括大約0.39Vπ和零伏，其中，Vπ是相應Mach-Zehnder調制器的開斷電壓。Mach-Zehnder調制器由此生成1/3和1的輸出信號幅度電平，為同相/正交光調制器提供輸出信號符號星座，所述輸出信號符號星座具有在I1（同相軸），Q1（正交軸）位置在象限I中的點：1/3，1/3；1，1/3；1/3，1；及1，1。優選的是，第二光調制設備配置為將四相相移鍵控調制方案應用于收到的光信號，由此選擇性地旋轉收到的光信號的相位，四相相移鍵控調制方案具有大致等幅和90度分相的四個調制電平，從而為調制方案提供在每個象限中具有星座點的方形星座圖。優選的是，第二光調制設備包括：第二同相/正交光調制器，其包括光輸入端、包括第三光調制器的同相分支、包括第四光調制器和π/2移相器的正交分支及光輸出端；以及第二驅動設備，配置為將雙電平電驅動信號輸送到第三光調制器和第四光調制器，這些電驅動信號的電壓與到第一光調制器和第二光調制器的電驅動信號的電壓不同，使得第二光調制設備將四相相移鍵控調制方案應用到收到的調制的光信號，四相相移鍵控調制方案具有大致等幅和90度分相的四個調制電平，從而為調制方案提供在每個象限中具有星座點的方形星座圖。在象限I中在星座點處的輸出信號符號由此分別保留在象限I中或者旋轉到星座圖的象限II、III或IV。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種2n?正交幅度調制光調制器設備，包括：第一光調制設備，配置為將2n?2幅度調制方案應用到收到的光信號以生成中間光信號，所述2n?2幅度調制方案具有在其星座圖的第一象限中布置的2n?2個星座點，第二光調制設備，配置為將四相相移鍵控調制方案應用到從所述第一光調制設備接收的所述中間光信號，以產生在所述星座圖的四個象限上分布的2n個星座點。

【技術特征摘要】
2008.07.31 EP 08161561.91.一種2n-正交幅度調制光調制器設備，包括：第一光調制設備，配置為將2n-2幅度調制方案應用到收到的光信號以生成中間光信號，所述2n-2幅度調制方案具有在其星座圖的第一象限中布置的2n-2個星座點，第二光調制設備，配置為將四相相移鍵控調制方案應用到從所述第一光調制設備接收的所述中間光信號，以產生在所述星座圖的四個象限上分布的2n個星座點。2.根據權利要求1所述的2n-正交幅度調制光調制器設備，其中n為偶數且至少為4，所述第一光調制設備的所述星座點布置在方形星座中。3.根據權利要求2所述的2n-正交幅度調制光調制器設備，其中n為4或6。4.根據權利要求3所述的2n-正交幅度調制光調制器設備，其中所述第一光調制設備包括：同相/正交光調制器，包括配置為接收要調制的光信號的光輸入端、包括第一光調制器的同相分支、包括第二光調制器和π/2移相器的正交分支及光輸出端；以及驅動設備，配置為將-電平電驅動信號輸送到所述第一光調制器和第二光調制器，使得所述同相/正交光調制器可操作用于應用所述2n-2幅度調制方案。5.根據權利要求4所述的2n-正交幅度調制光調制器設備，其中所述第一光調制器和第二光調制器包括Mach-Zehnder調制器。6.根據權利要求5所述的2n-正交幅度調制光調制器設備，其中n為4，并且雙電平電驅動信號包括0.39Vπ和零伏，其中Vπ是相應Mach-Zehnder調制器的開斷電壓。7.一種2n-正交幅度調制光調制器設備，包括：第一光調制設備，配置為將四相相移鍵控調制方案應用到收到的光信號以生成中間光信號，第二光調制設備，配置為將2n-2幅度調制方案應用到所述中間光信號以產生在星座圖的四個象限上分布的2n個星座點。8.根據權利要求7所述的2n-正交幅度調制光調制器設備，其中n為偶數且至少為4，所述第二光調制設備的所述星座點布置在方形星...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M塞康迪尼，F卡瓦利耶，
申請(專利權)人：愛立信電話股份有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞典;SE