用于偏分复用光传输的频谱反转检测制造技术

本文中公开了一种用于偏分复用(PDM)传输的调制器(50)。调制器(50)包括：与第一和第二偏振相关联的第一和第二DP‑MZM(12、28)，每个DP‑MZM(12、28)具有用于同相驱动信号和正交驱动信号的输入端，所述同相驱动信号和正交驱动信号用于根据相应的传递函数来调制光信号的同相分量和正交分量；以及适合于检测光的检测器(58)，所述光包括由第一DP‑MZM(12)输出的至少一部分光和由第二DM‑MZM(28)输出的一部分光。调制器(50)适合于：将第一导频信号叠加在第一DP‑MZM(12)的同相驱动信号和正交驱动信号中的一者上以及第二DP‑MZM(28)的同相驱动信号和正交驱动信号中的一者上；以及将第二导频信号叠加在第一和第二DP‑MZM(12、28)的同相驱动信号和正交驱动信号中的相应另一者上。此外，选择第一和第二导频信号，使得由所述检测器(58)所检测的信号指示：针对第一和第二DP‑MZM(12、28)中的一者的同相分量和正交分量，传递函数的斜率是否不同，以及针对第一和第二DP‑MZM(12、28)中的另一者，传递函数的斜率是否相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于偏分复用光传输的频谱反转检测
本专利技术属于光学数据传送技术的领域。更具体地，本专利技术涉及一种用于偏分复用(PDM)传输的调制器、一种包括所述调制器的光发射机和一种用于控制光发射机的方法。
技术介绍
在图1中，示出了用于偏分复用(PDM)信号的常规调制器10的结构。图1的调制器10被设计成用于PDM正交调幅(QAM)。调制器10包括第一双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)12，所述第一DP-MZM包括：输入端14，其用于输入光载波；以及输出端16，其用于输出与第一偏振(下文中将其称为“H偏振”分量)相关联的QAM调制信号。在光输入端14的下游，DP-MZM12相应地分支成第一臂18和第二臂20，这两个臂在光输出端16处重新结合，由此形成在本公开中被称为“外MZM”的部分。在所述外MZM的第一臂18和第二臂20中的每一者内，提供相应的第一“内”MZM22和第二“内”MZM24。第一内MZM22包括用于施加第一驱动电压VHI以产生待传输光信号的H偏振同相分量sHI的电极(未示出)。换句话说，第一驱动电压VHI旨在根据基带信号的I分量来调制载波信号的沿外MZM的第一臂18传播的那部分。同样地，电极(未示出)与第二内MZM24相关联、用于施加第二驱动电压VHQ以产生光信号的H偏振分量正交分量sHQ。在第二臂20中，提供第一移相器26以便在经调制的信号的同相分量sHI与正交分量sHQ之间引入90°的期望移位，之后使I调制信号和Q调制信号在光输出端16处相组合。调制器10进一步包括第二DP-MZM28，所述第二DP-MZM具有与第一DP-MZM12类似的结构且同样包括：光输入端14，其与第一DP-MZM12的光输入端相同；光输出端30；以及第三臂32和第四臂34，其相应地包括第三内MZM36和第四内MZM38。在第四臂34中，提供另外的90°移相器40。在第二DP-MZM28的光输出端30的下游，提供横向电/横向磁偏振模式转换器42，其使输出端30输出的光偏振到第二偏振(下文中称为“V偏振”)，其中H偏振和V偏振彼此正交。第三内MZM36和第四内MZM38各自具有用于相应地施加第三驱动电压VVI和第四驱动电压VVQ以相应地产生待传输的光信号的V偏振分量同相分量sVI和正交分量sVQ的电极(未示出)。两个正交偏振的光信号在偏振射束分裂器/组合器(PBS)44处相组合以输出组合信号。由于这个组合信号包括两个互相正交的偏振分量H和V，所以将这种传输方法称为“偏分复用”(PDM)。第一至第四内MZM22、24、36、38中的每一者在相应的DP-MZM12、28的相应臂18、20、32、34中展现出光信号的输出电场分量的相应驱动电压(即，VHI、VHQ、VVI或VVQ)与振幅之间的周期性的、理论上为正弦的传递函数(见图2)。如图2中所示，为确保输入与输出之间的一一对应性，在电压摆动区域范围内驱动内MZM22、24、36、38，所述电压摆动区域至少不超过传递函数的周期的一半。驱动电压的摆动通常以偏置点为中心，所述偏置点为了正确操作应位于或至少接近于传递函数的零交叉点。图2示出了两个可能的偏置点A和B及驱动电压的相应摆动。由于驱动电压的目的是调制光信号，所以本文中也可将其称为“调制电压”。在本领域中，已知用于随温度和时间的过去自动调节偏置电压和追踪传递函数趋势的几种偏置控制算法，诸如在P.S.Cho、J,B.Khurgin和I.Shpantzer的“Closed-loopbiascontrolofopticalquadraturemodulator”(IEEE光电子学技术快报，第18卷，第21期，第2209页至2211页，2006年11月)和M.Sotoodeh、Y.BeauUeu、J.Harley和D.L.McGhan的“ModulatorbiasandopticalpowercontrolofopticalcomplexE-fieldmodulators”(IEEE光波技术杂志，第29卷，第15期，第2235页至2248页，2011年8月)中所公开的偏置控制算法。这些现有技术偏置控制算法经由光电二极管来监控每个相应MZM的光输出端。然而，由于所采用的光电检测器的抛物线特性，这些算法无法区别具有负传递函数斜率的偏置点(诸如，图2中的偏置点A)与具有正传递函数斜率的偏置点(图2中的偏置点B就是这种情况)，由此导致实际传递函数的符号的不确定性。出于例证起见，让我们首先仅考虑H偏振，并假设预期的QAM信号的等效复基带表示是：SH＝SHI+j·SHQ，(1)其中j表示复数的虚部。进一步假设两个内MZM22、24的偏置点具有正斜率，且光场sHI和sHQ相应地由对应的控制电压VHI、VHQ引起。然而，如果实际偏置点两者应具有负斜率，那么对于相同的控制电压VHI、VHQ来说，光信号s'H的H偏振分量(再次呈其复基带表示)将演变为：S′H＝-SHI-j·SHQ.(2)除了被旋转180°之外，这个信号s'H与sH一致。因此，传递函数的符号的不确定性将与整个光信道范围内的绝对信道相位的不确定性相组合，这可以在解调过程期间在接收器侧处得到无缝地补偿而不影响数据传输。然而，如果HI和HQ分量的传递函数的斜率应具有相反的符号，那么除了可能的旋转之外，所得符号还展现出复共轭性，所述复共轭性在频域中对应于关于载波频率的所谓的“频谱反转”。例如，如果HI分量(即，属于第一内MZM22)的传递函数在偏置点处应具有正斜率，而HQ分量(即，属于第二MZM24)的传递函数应具有负斜率，那么实际传输信号s″H(即，针对相同的驱动电压VHI和VHQ在第一DP-MZM12的输出端16处的光信号)将演变为：其为预期信号sH的经旋转和复共轭型式。频谱反转的现象(例如)描述在E.Jacobsen的“HandlingSpectralinversioninBasebandProcessing”(http://www.dsprelated.com/showarticle/51.php，2008年2月11日)中。用于针对无线电系统的情况的此类频谱反转的补偿方法描述在I.Horowitz、M.Ben-Ayun、E.Fogel的“Aradiodevicewithspectralinversion”(GB2282286(B)，1997年12月17日)中。在所谓的“盲”或“非数据辅助”光传输的情况下，已知在完成解调之后在接收器处校正频谱反转。这(例如)描述在M.Knschnerov、F.N.Hauske、K.Piyawanno、B.Spinnler、M.S.Alflad、A.Napo-li和B.Lankl的“DSPforCoherentSingle-CarrierReceivers”(光波技术杂志，第27卷，第16期，第3614页至3622页，2009年8月15日)中。这是有可能的，因为实际符号星座图拥有穿过IQ平面原点的反射对称且因此在复共轭下无变化。因此，在MZM处的频谱反转将预期的传输信号转化成基于相同符号星座图并且展现相同统计性质的另一个有效的传输信号。因此，可以在不对频谱反转的信号作任何修改的情况下应用盲解调过程。在解调之后，然后可以将所恢复(且有可能经复共轭)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于偏分复用(PDM)信号的调制器，包括：与第一和第二偏振相关联的第一和第二双平行马赫‑曾德尔调制器(DP‑DP‑MZM)(12、28)，每个DP‑MZM(12、28)具有用于同相驱动信号和正交驱动信号的输入端，所述同相驱动信号和所述正交驱动信号用于根据相应的传递函数来调制光信号的同相分量和正交分量；以及适合于检测光的检测器(58、62、64)，所述光包括由所述第一DP‑MZM(12)输出的至少一部分光和由所述第二DM‑MZM(28)输出的一部分光，其中所述调制器(50)适合于：将第一导频信号叠加在所述第一DP‑MZM(12)的同相驱动信号和正交驱动信号中的一者上以及所述第二DP‑MZM(28)的同相驱动信号和正交驱动信号中的一者上，以及将第二导频信号叠加在所述第一和第二DP‑MZM(12、28)的同相驱动信号和正交驱动信号中的相应另一者上，并且其中所述第一和第二导频信号被选择为使得能够由所述检测器(58、62、64)检测的信号指示：针对所述第一和第二DP‑MZM(12、28)中的一者的同相分量和正交分量，所述传递函数的斜率是否不同，以及针对所述第一和第二DP‑MZM(12、28)中的另一者，所述传递函数的斜率是否相同。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.02 EP 14195812.41.一种用于偏分复用(PDM)信号的调制器，包括：与第一和第二偏振相关联的第一和第二双平行马赫-曾德尔调制器(DP-DP-MZM)(12、28)，每个DP-MZM(12、28)具有用于同相驱动信号和正交驱动信号的输入端，所述同相驱动信号和所述正交驱动信号用于根据相应的传递函数来调制光信号的同相分量和正交分量；以及适合于检测光的检测器(58、62、64)，所述光包括由所述第一DP-MZM(12)输出的至少一部分光和由所述第二DM-MZM(28)输出的一部分光，其中所述调制器(50)适合于：将第一导频信号叠加在所述第一DP-MZM(12)的同相驱动信号和正交驱动信号中的一者上以及所述第二DP-MZM(28)的同相驱动信号和正交驱动信号中的一者上，以及将第二导频信号叠加在所述第一和第二DP-MZM(12、28)的同相驱动信号和正交驱动信号中的相应另一者上，并且其中所述第一和第二导频信号被选择为使得能够由所述检测器(58、62、64)检测的信号指示：针对所述第一和第二DP-MZM(12、28)中的一者的同相分量和正交分量，所述传递函数的斜率是否不同，以及针对所述第一和第二DP-MZM(12、28)中的另一者，所述传递函数的斜率是否相同。2.根据权利要求1所述的调制器(50)，其中所述第一和第二导频信号被选择为在能够由所述检测器(58、62、64)检测的所述信号中引起拍频分量。3.根据权利要求1或2所述的调制器(50)，其中所述第一和第二导频信号是周期性信号，具体地是正弦信号。4.根据权利要求2和3所述的调制器(50)，其中所述拍频分量的频率与所述第一和第二导频信号的频率有关。5.根据权利要求4所述的调制器(50)，其中所述第一导频信号和所述第二导频信号的频率至少是近似相同的，并且其中所述拍频分量的频率基本上为所述第一和第二导频信号的频率的2倍。6.根据前述权利要求中的任一项所述的调制器(50)，其中所述第一和第二导频信号基本上是正交信号。7.根据前述权利要求中的任一项所述的调制器，其中由所述第二DP-MZM(28)输出的光经受偏振转换，具体地为TE/TM偏振转换。8.根据权利要求7所述的调制器(50)，其中由所述第一DP-MZM(12)输出的至少一部分光和由所述第二DP-MZM(28)输出的至少一部分经偏振转换的光在组合输出端中相组合，具体地为借助于偏振射束分裂器(44)相组合。9.根据前述权利要求中的任一项所述的调制器(50)，其中由所述第一和第二DP-MZM(12、28)输出并在接收器处被接收的光具有非正交偏振。10.根据权利要求7至9中的任一项所述的调制器(50)，其中由所述第二DP-MZM(28)输出的光在其偏振转换之前被引导到所述检测器(58)。11.根据权利要求7和8所述的调制器(50)，其中第二偏振射束分裂器(60)被提供用于将所述组合输出的至少一部分分裂成不同偏振的第一分量和第二分量。12.根据权利要求11所述的调制器(50)，其中所述检测器(62)布置成检测所述第一分量。13.根据权利要求10或11所述的调制器(50)，其中所述检测器或另外的检测器(64)布置成检测所述第一分量和所述第二分量的重叠。14.根据前述权利要求中的任一项所述的调制器(50)，其中所述检测器(58、62、64)包括用于检测所接收的光的强度的光电检测器，具体地为光电二极管。15.一种光发射机(46)，包括：光源(48)，根据权利要求1至14中的任一项的用于偏分复用(PDM)信号的调制器(50)，所述调制器(50)用于调制由所述光源(48)输出的光；以及控制单元(52)，所述控制单元(52)被配置成基于由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡诺·卡拉布罗，伯恩哈德·施平纳勒，
申请(专利权)人：骁阳网络有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU