專利名稱：光電場(chǎng)接收器、光多值信號(hào)接收器以及光傳送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光信息傳送技術(shù)，更詳細(xì)而言涉及適用于在光纖中傳 送的多值光信息的接收的光電場(chǎng)接收器、光多值信號(hào)接收器以及光傳 送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用一根光纖可以傳送的信息量(傳送容量)伴隨被復(fù) 用的波長(zhǎng)信道的數(shù)量的增加、光信號(hào)的調(diào)制速度的高速化而繼續(xù)擴(kuò)大，
但感覺(jué)在大致10T (Tera) bit/s達(dá)到了極限。難以進(jìn)一步擴(kuò)大傳送容 量的主要原因在于，光傳送中可以使用的波長(zhǎng)頻帶已達(dá)到被光纖放大 器的波長(zhǎng)頻帶(將C、 L、 S波段相加而大致為80nm-10THz)限制 的極限區(qū)域。在這樣的狀況下，為了進(jìn)一步增大光纖的傳送容量，需 要通過(guò)研究信號(hào)調(diào)制方式，向被限制的頻率頻帶填入多個(gè)的光信號(hào)， 而提高頻率頻帶的利用效率。
在無(wú)線通信的世界中，利用從20世紀(jì)60年代普及的多值調(diào)制技 術(shù)可以實(shí)現(xiàn)頻率利用效率超過(guò)10的高效率的傳送。多值調(diào)制有望還被 應(yīng)用于光纖傳送，從以往進(jìn)行了許多研究。例如，在R. A, Griffin， 等，"10Gb/s Optical Differential Quadrature Phase Shift Key (DQPSK ) Transmission using GaAs/AlGaAs Integration，"OFC 2002, paper PD-FD 6, 2003 (非專利文獻(xiàn)l)中，才艮告出進(jìn)4亍4值相 位調(diào)制的QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,正交相移鍵控)， 在Kenro Sekine， Nobuhiko Kikuchi, Shinya Sasaki，Shigenori Hayase and Chie Hasegawa, "Proposal and Demonstration of 10 -Gsymbol/sec 16 - ary (40 Gbit/s) Optical Modulation/Demodulation Scheme," paper We3.4.5, ECOC 2004， 2004 (圳一專矛J文獻(xiàn)2 )中，凈艮告出組合了 4值的振幅調(diào)制和4值的相位調(diào)制的16值的振幅、相位調(diào)制。 圖1的(A) (D)是示出光傳送中可以應(yīng)用的公知的各種調(diào)制 方式的特征的圖，在相位面(IQ平面上)繪制出光調(diào)制的相位點(diǎn)(識(shí) 別時(shí)刻中的光電場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示)。
(A) 示出被廣泛使用的2值振幅調(diào)制(BASK)。在BASK中， 不利用相位，而僅通過(guò)振幅的強(qiáng)弱來(lái)傳送l位的信息。
(B) 示出通過(guò)使用4值的相位角(0、 7t/2、 7t、 -tt/2)，表示使 用1個(gè)符號(hào)傳送2位的信息(11、10、01、00)的4值相位調(diào)制(QPSK)。
(C )示出在無(wú)線中被廣泛使用的16值正交振幅調(diào)制(16QAM )。 在16QAM中，相位點(diǎn)被配置成格子狀，可以使用1個(gè)符號(hào)傳送4位 的信息。在圖示的例子中，在Q軸坐標(biāo)上表現(xiàn)上位2位(llxx、 10xx、 Olxx、 OOxx)的值、在I軸坐標(biāo)上表現(xiàn)下位2位(xxll、 xx10、 xx01、 xxOO)的值。該相位點(diǎn)配置由于可以增大相位點(diǎn)間的距離，所以接收 靈敏度高，但尚未報(bào)告出光通信領(lǐng)域中的實(shí)現(xiàn)例。
(D)示出2值振幅調(diào)制的相位點(diǎn)和8值相位調(diào)制的相位點(diǎn)被同 心圓狀地配置的16值振幅相位調(diào)制(16APSK) ， (E)示出振幅與 相位的關(guān)系。
這樣，從以往對(duì)多值信號(hào)的各種相位點(diǎn)配置進(jìn)行了研究，但伴隨 多值數(shù)的增加，接收器變得復(fù)雜。另外，如果多值數(shù)增加，則用于對(duì) 相位分量進(jìn)行檢測(cè)的光延遲檢波中的符號(hào)間干擾增加，所以存在接收 靈敏度等特性急速惡化這樣的問(wèn)題。
另一方面，為了擴(kuò)大光傳送容量，還進(jìn)行了使各波長(zhǎng)(信道)的 調(diào)制速度高速化至10Gbit/秒 40Gbit/秒左右的研究。但是，如果使 調(diào)制速度高速化至該程度，則由于光纖所具有的波長(zhǎng)分散、自相位調(diào) 制效果等非線性效果，傳送質(zhì)量劣化得較大。在光傳送的情況下，由 于波長(zhǎng)分散的影響，光傳送距離以信號(hào)位速率的平方分之一急速降低。 因此，在10Gbit/秒以上的光傳送中，在光信號(hào)接收端、光中繼器中， 需要用于對(duì)在傳送路徑中發(fā)生的波長(zhǎng)分散進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆稚⒀a(bǔ)償器。例 如，正在研究如下的自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)在40Gbit/秒的光傳送中，由于針對(duì)波長(zhǎng)分散的抵抗性在通常分散光纖中僅為5km左右，所以利用配 置于光信號(hào)接收端的可變波長(zhǎng)分散補(bǔ)償器自動(dòng)地進(jìn)行控制，以使信號(hào) 質(zhì)量的劣化成為最小。
但是，可變波長(zhǎng)分散補(bǔ)償器在裝置的尺寸、復(fù)雜度、成本、控制 速度等點(diǎn)上還有較多的解決課題。近年來(lái)，正在研究在光信號(hào)接收機(jī) 的電氣電路部中配置有前饋均衡電路(FFE)或判定反饋均衡電路 (DFE)等電氣性自適應(yīng)均衡電路的結(jié)構(gòu)、使用最大似然估計(jì)電路 (MLSE)估計(jì)接收接收符號(hào)的電氣級(jí)補(bǔ)償技術(shù)。但是，基于以往技 術(shù)的電氣級(jí)的波長(zhǎng)分散補(bǔ)償僅僅是對(duì)接收光波形的眼(eye )開(kāi)口進(jìn)行 整形的不完全的補(bǔ)償。因此也是如下的不充分的補(bǔ)償效果，使接收器 的波長(zhǎng)分散抵抗性有效上擴(kuò)大至1.5 ~ 2倍，例如在40Gbk/秒的通常 的光纖傳送中將傳送距離延伸至10km左右。
作為可以解決上述問(wèn)題的以往4支術(shù)之一，例如有在M. G. Taylor, "Coherent detection method using DSP to demodulate signal and for subsequent equalization of propagation impairments," paper We4.P.111， ECOC 2003， 2003 (非專利文獻(xiàn)3 )中報(bào)告的相干光電場(chǎng)接 收系統(tǒng)。在相干光電場(chǎng)接收系統(tǒng)中，如圖2(A)所示，在光纖傳送路 徑中傳送的光多值信號(hào)123通過(guò)偏振波分離電路131被分離成水平 (P)偏振波分量133和垂直(S)偏振波分量134后，分別被輸入到 相干光電場(chǎng)接收器135-1、 135-2。
在相干光電場(chǎng)接收系統(tǒng)中，需要具有與發(fā)送光源大致相同的波長(zhǎng) 的本地振蕩激光光源130。來(lái)自上述激光光源130的輸出光(本地發(fā) 光)132通過(guò)光分支器102被分離成2個(gè)本地發(fā)光132-1和132-2 后，并被輸入到相干光電場(chǎng)接收器135-1和135-2。
相干光電場(chǎng)接收器135 - 1具備光相位分集電路136和數(shù)字運(yùn)算電 路141。光相位分集電路136從所輸入的光多值信號(hào)的P偏振波分量 133和本地發(fā)光132-1，生成由本地發(fā)光與光多值信號(hào)的同相分量構(gòu) 成的I (同相)分量輸出光137、和由本地發(fā)光與光多值信號(hào)的正交分 量構(gòu)成的Q (正交)分量輸出光138， I分量輸出光137供給到平衡型光接收器105-1， Q分量輸出光138供給到平衡型光接收器105-2。 分別通過(guò)A/D變換器106-1、 106 - 2對(duì)從平衡型光接收器105-1、 10 5 - 2輸出的模擬電信號(hào)進(jìn)行時(shí)間釆樣，而變換成數(shù)字信號(hào)。
在以下說(shuō)明中，如圖1的(E)所示，將接收信號(hào)的光電場(chǎng)定義 成r (n) exp ((|) (n))，將本地發(fā)光132-1、 132-2的光電場(chǎng)表示 成exp ( _()) (n))。此處，r表示光電場(chǎng)的振幅，(J)表示光電場(chǎng)的相 位，n表示采樣時(shí)刻，本地發(fā)光132的振幅假定成固定值"1"。另外， 0 (n)表示激光光源本質(zhì)上所具有的隨機(jī)的相位噪聲和由于本地發(fā)光 與信號(hào)光的差頻率分量而產(chǎn)生的相位變動(dòng)等。另外，發(fā)送機(jī)側(cè)的發(fā)送 光源也具有相位噪聲，但此處，為使說(shuō)明簡(jiǎn)單化，將其忽略。
各平衡型光接收器105 - 1、 105 - 2使用本地發(fā)光對(duì)所輸入的光多 值信號(hào)進(jìn)行零差檢波后，分別輸出以本地發(fā)光為基準(zhǔn)的光多值信號(hào)的 光電場(chǎng)的同相分量和正交分量。因此，A/D變換器106-1的輸出信號(hào) 140 — 1成為I， ( n ) = r ( n ) cos (小，(n ) ) ， A/D變換器106 — 2的 輸出電信號(hào)140 - 2成為Q， ( n ) = r ( n ) sin ((j)， ( n ))。但是，此 處，為簡(jiǎn)化而設(shè)為(j)， (n) (n) +0 (n),將變換效率等常數(shù)全 部設(shè)為"1"。
此處，如果忽略相位變動(dòng)0 (n)，則成為f (n) =(() (n)。因 此，在使用了相干光電場(chǎng)接收器的情況下，從所接收到的光多值信號(hào) 123，可以直接且簡(jiǎn)單地得到表示光電場(chǎng)r (n) exp ((() (n))的全部 信息(此處是指I、 Q兩個(gè)分量)，應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)多值光信號(hào)接收，但 實(shí)際上無(wú)法忽略本地發(fā)光132的相位變動(dòng)0 (n)的影響。例如，如果 假設(shè)成所接收到的光多值信號(hào)通過(guò)圖1的(C)所示的16值正交調(diào)制 (16QAM)進(jìn)行了多值調(diào)制，則在存在相位變動(dòng)0 (n)的情況下， 同等化地如圖2的(B)所示，接收信號(hào)的相位點(diǎn)配置從理想的位置 僅旋轉(zhuǎn)0 ( n )。其結(jié)果，從上述的I， ( n )和Q， ( n )，無(wú)法識(shí)別發(fā) 送了哪個(gè)符號(hào)(相位點(diǎn))。
數(shù)字運(yùn)算電路141從A/D變換器106-1、 106-2的輸出信號(hào)， 檢測(cè)相位點(diǎn)的充分的旋轉(zhuǎn)分量(~幾百M(fèi)Hz)，將該旋轉(zhuǎn)分量視為相位變動(dòng)G(n)而通過(guò)運(yùn)算處理從A/D變換器的輸出信號(hào)去除，向符號(hào) 判定電路143輸出表示正確的同相分量I(n) - r(n)cos(([)(n))、 正交分量Q (n) =r (n) sin (小(n))的輸出信號(hào)142 — 1、 142-2。
平衡型光接收器105 - 2通過(guò)與平衡型光接收器105 - 1同樣的動(dòng) 作，也輸出正確的同相分量I (n) -r (n) cos ((j) (n))、正交分 量Q(n)-r(n)sin(())(n))，而作為輸出信號(hào)142 - 3、 142 - 4。 符號(hào)判定電路143通過(guò)將從上述各數(shù)字運(yùn)算電路141輸出的I、 Q分 量與圖1 (C)所示的相位點(diǎn)配置進(jìn)行比較，而高精度地判別傳送了哪 個(gè)符號(hào)，并輸出再現(xiàn)多值數(shù)字信號(hào)144。
如果利用上述的相干光電場(chǎng)接收器，則可以通過(guò)運(yùn)算處理對(duì)起因 于波長(zhǎng)分散等的信號(hào)劣化進(jìn)行補(bǔ)償，而生成識(shí)別多值信號(hào)所需的所有 電場(chǎng)信息，所以在原理上不論如何復(fù)雜的多值信號(hào)，都可以接收。另 外，在上迷相干光電場(chǎng)接收器中，使用數(shù)字運(yùn)算電路141，對(duì)輸入信 號(hào)利用光纖傳送路徑的傳播函數(shù)的反函數(shù)進(jìn)行矯正處理，從而理論上 可以完全補(bǔ)償由于波長(zhǎng)分散等而引起的線性劣化，具有在補(bǔ)償量中也 沒(méi)有限制這樣的大的優(yōu)點(diǎn)。但是，目前，在市場(chǎng)上尚未提供具有10Gbit/ 秒以上的信號(hào)處理性能的小型的高速數(shù)字運(yùn)算電路141,所以上述的 數(shù)字處理型的相千光電場(chǎng)接收器利用計(jì)算機(jī)對(duì)使用高速的A/D變換器 取入的電信號(hào)140-1、 140-2進(jìn)行離線運(yùn)算，其效果處于驗(yàn)證中的階 段。
另一方面，圖3的(B)示出以非專利文獻(xiàn)2為代表的以往的振 幅相位調(diào)制光接收用的光多值信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖，圖3的(A)示 出相位4值、振幅2值的8個(gè)相位點(diǎn)被配置在同心圓上的8值的振幅 相位調(diào)制光(8APSK)的1個(gè)例子。如8APSK信號(hào)，在相位分量被 等間隔地分割的光調(diào)制中，通常在相位分量的調(diào)制中使用差動(dòng)編碼。
在本例子中，與振幅2值和與前一符號(hào)的相位差成為0、 71/2、 7T、 -7T/2
中的某一個(gè)的相位4值相關(guān)聯(lián)地，而使用各符號(hào)傳送3位的信息。
接收8APSK信號(hào)的光多值信號(hào)接收器是不檢測(cè)光電場(chǎng)的非相干 方式，如圖3的(B)所示，所輸入的光APSK信號(hào)124通過(guò)光分支電路150被分支成3個(gè)光信號(hào)。其中，對(duì)光延遲檢波器104 - 1和104 -2輸入2個(gè)光信號(hào)，向光強(qiáng)度接收器151輸入剩余的1個(gè)光信號(hào)。 光延遲檢波器104 - 1和104 - 2分別由對(duì)輸入信號(hào)提供符號(hào)時(shí)間T的 延遲的第l光路徑和具有-tt/4移相器或+ tt/4移相器的第2光路徑構(gòu) 成，使所接收到的光多值信號(hào)的狀態(tài)(符號(hào))與在時(shí)刻T之前接收到 的符號(hào)干涉，而將相位調(diào)制分量變換成光強(qiáng)度信號(hào)。
具有+ ;r/4移相器的光延遲檢波器104-1的輸出光在接收符號(hào)與 前一符號(hào)的相位差成為O或+兀/2時(shí)輸出強(qiáng)度變大，在相位差成為-7T/2 或71時(shí)輸出強(qiáng)度變小。通過(guò)使用平衡型接收器105-1接收光延遲檢波 器104 - 1的輸出光，并使用2值判定電路152-1對(duì)該輸出進(jìn)行2值 判定，得到1位的2值再現(xiàn)數(shù)字信號(hào)153 _ 1。
具有-；r/4移相器的光延遲檢波器104 - 2的輸出光在接收符號(hào)與 前一符號(hào)的相位差成為0或-tt/2時(shí)輸出強(qiáng)度變大，在相位差成為7T/2 或7i時(shí)輸出強(qiáng)度變小。通過(guò)經(jīng)由平衡型接收器105-2向2值判定電路 152-2輸入光延遲檢波器104-2的輸出光，再現(xiàn)出包含在相位分量 中的另外1位的2值再現(xiàn)數(shù)字信號(hào)153-2。
光強(qiáng)度接收器151將接收信號(hào)的光強(qiáng)度(光電場(chǎng)振幅的平方)變 換成電信號(hào)。光強(qiáng)度接收器151的輸出通過(guò)2值判定電路152 - 3進(jìn)行 判定，而再現(xiàn)出包含在光振幅分量中的l位的2值再現(xiàn)數(shù)字信號(hào)153 -3。該光多值信號(hào)接收器由于使用光延遲檢波，所以幾乎沒(méi)有相位變 動(dòng)6 (n)的影響和偏振波依賴性，具有無(wú)需本地振蕩光源等優(yōu)點(diǎn)，適 用于直到16值的APSK信號(hào)的接收。
圖4示出S Calabro, "Improved Detection of Differential Phase Shift Keying Through Multi - symbol Phase Estimation，，，proc. ECOC，05， We4P 118， 25 — 29 2005年9月，Glasgow, Scotland, 2005(非 專利文獻(xiàn)4)中示出的2值相位調(diào)制光的接收器。
該接收器為了高靈敏度地接收2值差動(dòng)相位調(diào)制(DPSK)的輸 入光信號(hào)159，應(yīng)用無(wú)線通信中使用的判定反饋方式。在本例子中， 將輸入信號(hào)分支成2個(gè)光信號(hào)后，輸入到光延遲檢波器104 - 1和104- 2。光延遲檢波器104 - 1和104 - 2與圖5同樣地由對(duì)輸入信號(hào)提供 符號(hào)時(shí)間T的延遲的第1光路徑和具有相位角0的移相器或tt/2移相 器的第2光路徑構(gòu)成。
此處，將相位調(diào)制分量設(shè)為(|) (n)，將2值相位調(diào)制信號(hào)的光電 場(chǎng)表示成exp ((J) ( n ))。如果分別向平衡型接收器105-1、 105-2 輸入光延遲檢波器104 - 1、 104 - 2的輸出，則2個(gè)平衡型接收器的輸 出信號(hào)被表示成cos ( A小(n) ) 、 sin ( A小(n))。其中，是A小(n ) =(()(n) -(()(n-l),振幅分量成為固定，所以被歸一化成"l"。
平衡型接收器105 - 1的輸出cos ( A(J) ( n ))的值如果沒(méi)有噪聲， 則與差動(dòng)相位調(diào)制A())對(duì)應(yīng)地，在A(|) = 0的情況下成為"l",在A(j)-7r 的情況下成為"-1",成為與DPSK信號(hào)的信息值對(duì)應(yīng)的值。因此， 在通常的DPSK接收器中，在原理上向2值判定電路152直接輸入平 衡型光接收器105 - 1的輸出，而得到2值再現(xiàn)數(shù)字信號(hào)153 (在A小 -O時(shí)為"l"，在A小-tt時(shí)為"—1")。
但是，在這樣的延遲檢波中，如果在光信號(hào)中存在噪聲或符號(hào)間 干擾，則在前一符號(hào)中相位(|) (n-1)產(chǎn)生波動(dòng)，在A小(n)的判定中 發(fā)生誤差。為了降低這樣的(n)的判定誤差，在圖4所示的接收
器中，采用判定反饋方式。
具體而言，通過(guò)使用延遲電路157-1、 157-2和乘法器158-1、 158 - 2，對(duì)前一符號(hào)的相位差信息cos ( A小(n - 1 ) ) 、 sin ( A小(n
-1))乘上從2值判定電路152輸出的2值數(shù)字信息，消除差動(dòng)相位 調(diào)制分量("0"或"7t")，僅抽取誤差分量。從所抽取的誤差分量和新 的相位差信息())(n)，使用4象限乘法器156生成補(bǔ)償信號(hào)，向加權(quán) 電路155-1、 155-2輸入補(bǔ)償信號(hào)。通過(guò)^f吏用加法電路154-1、 154
-2向接收信號(hào)加上加權(quán)后的補(bǔ)償信號(hào)，而部分地去除前位(符號(hào)) 的影響。由此，從加法電路154-1、 154-2得到正確度增加的2值差 動(dòng)相位調(diào)制分量cos (A小i (n) ) 、 sin (A小i (n))，所以可以降低2
值判定結(jié)果的誤差分量，提高接收靈敏度。
上述的2值相位調(diào)制光接收器從結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，可以比較容易地?cái)U(kuò)展至4值的差動(dòng)相位調(diào)制信號(hào)接收。但是，難以通過(guò)相位調(diào)制與振 幅調(diào)制的組合擴(kuò)展至4值以上的光多值信號(hào)接收。
非專利文獻(xiàn)1: R. A. Griffin,等,"10Gb/s Optical Differential Quadrature Phase Shift Key ( DQPSK ) Transmission using GaAs/AlGaAs Integration，"OFC 2002， paper PD - FD 6,2003
非專利文獻(xiàn)2: Kenro Sekine， Nobuhiko Kikuchi， Shinya Sasaki, Shigenori Hayase and Chie Hasegawa, "Proposal and Demonstration of 10 - Gsymbol/sec 16 - ary ( 40 Gbit/s ) Optical Modulation/Demodulation Scheme," paper We3.4.5， ECOC 2004， 2004
非專利文獻(xiàn)3: M. G. Taylor, "Coherent detection method using DSP to demodulate signal and for subsequent equalization of propagation impairments," paper We4.P.lll，ECOC 2003, 2003
非專利文獻(xiàn)4: S Calabro， "Improved Detection of Differential Phase Shift Keying Through Multi - symbol Phase Estimation," proc. ECOC，05, We4P 118,25 - 29 2005年9月，Glasgow, Scotland, 200
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在于提供一種無(wú)偏振波依賴性且無(wú)需本地振蕩 光源的實(shí)用性的光電場(chǎng)接收器以及光多值信號(hào)接收器。
本發(fā)明的第2目的在于提供一種光電場(chǎng)接收器以及光多值信號(hào)接 收器，可以對(duì)符號(hào)判定中所需的光多值調(diào)制信號(hào)的所有電場(chǎng)信息(接 收符號(hào)的振幅值、相位角、或符號(hào)間相位差)進(jìn)行檢測(cè)。
在光纖傳送中，知道傳送光信號(hào)的偏振波的狀態(tài)在時(shí)間上較大地 變動(dòng)。圖2中說(shuō)明的相干光電場(chǎng)接收器在原理上存在偏振波依賴性， 如果上述的P偏振波分量由于偏振波的變動(dòng)而喪失，則相干光電場(chǎng)接 收器135-1無(wú)法動(dòng)作。因此，在圖2所示的相干光電場(chǎng)接收系統(tǒng)中， 準(zhǔn)備接收光多值信號(hào)的P偏振波分量133的相干光電場(chǎng)接收器135 -1、和接收S偏振波分量的相干光電場(chǎng)接收器135-2，符號(hào)判定電路143作為選擇這些2個(gè)接收器中的一個(gè)而進(jìn)行符號(hào)判定的偏振波分 集結(jié)構(gòu)。
進(jìn)而，在相干光電場(chǎng)接收系統(tǒng)中，由于需要波長(zhǎng)與接收光大致一 致的本地振蕩光源130，所以存在波長(zhǎng)管理變得復(fù)雜這樣的問(wèn)題。另 外，通過(guò)采用偏振波分集結(jié)構(gòu)，即使偏振波狀態(tài)變動(dòng)也可以接收輸入 光信號(hào)，但在該情況下，需要偏振波分離電路131、光分支器102等 多余的光部件，存在接收器的硬件規(guī)模變大這樣的在實(shí)用上的大問(wèn)題。
另一方面，在圖3中說(shuō)明的多值光接收器、圖4中說(shuō)明的判定反 饋型的多值相位調(diào)制接收器中，僅對(duì)接收信號(hào)的強(qiáng)度和相對(duì)相位差分 別進(jìn)行2值判定，而無(wú)法進(jìn)行光電場(chǎng)的所有信息的檢測(cè)、例如圖1(C) 的16QAM信號(hào)的判定所需的振幅值與絕對(duì)相位值的組合。這是因?yàn)椋?在這些方式中使用的光延遲檢波器用于對(duì)根據(jù)在時(shí)間軸上連續(xù)的2個(gè) 符號(hào)的相對(duì)相位差而變化的強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法對(duì)各符號(hào)的絕對(duì) 相位進(jìn)行檢測(cè)。另外由于判定限于2值，所以還無(wú)法進(jìn)行圖1 (D)的 16APSK信號(hào)的判定所需的相對(duì)相位差的8值檢測(cè)等。
本發(fā)明的第3目的在于提供一種可以應(yīng)用于多值數(shù)不同的多種光 調(diào)制方式的通用性高的光電場(chǎng)接收器、光多值信號(hào)接收器以及光傳送 系統(tǒng)。
相干光電場(chǎng)接收器還對(duì)該課題有利。但是，如圖3中說(shuō)明的光多 值信號(hào)接收器和圖4中說(shuō)明的判定反饋型多值相位調(diào)制接收器等那 樣，在非相干型的接收器中，構(gòu)成為組合接收信號(hào)強(qiáng)度的2值判定和 相對(duì)相位差的2值判定，所以在符號(hào)的多值數(shù)以2的N次冪增加的情 況下，原則上需要N組的接收電路，接收器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。該結(jié)構(gòu)復(fù) 雜化在將來(lái)進(jìn)一步期望多值數(shù)的增加的光多值信號(hào)接收器中，成為實(shí) 用上的大問(wèn)題。另外，對(duì)于這些非相干型的接收器，由于接收器的結(jié) 構(gòu)依賴于所接收的光信號(hào)的調(diào)制方式和相位點(diǎn)配置等而改變，所以還 存在通用性欠缺這樣的問(wèn)題。在非專利文獻(xiàn)2中，使用l個(gè)光強(qiáng)度接 收器來(lái)接收4值的強(qiáng)度多值調(diào)制信號(hào)，但多值模擬信號(hào)在電氣性電路 級(jí)中的劣化變大，所以不易實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的4值以上的多值化。本發(fā)明的第4目的在于，實(shí)現(xiàn)以非相干方式對(duì)光電場(chǎng)的全部信息 進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)傳送中產(chǎn)生的線性劣化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓怆妶?chǎng)接收器。一 般在延遲檢波中，人們?nèi)缦驴紤]如果光信號(hào)具有振幅調(diào)制分量，則 輸出信號(hào)強(qiáng)度隨著振幅調(diào)制分量而變動(dòng)，所以如果不是使用了本地振 蕩光源的相干光接收方式，則無(wú)法得到光電場(chǎng)信息。如果接收包含以 往的2值振幅調(diào)制的多值調(diào)制后的光信號(hào)，而可以得到所有電場(chǎng)信息， 則在接收器的電氣性電路級(jí)中，通過(guò)運(yùn)算處理對(duì)在傳送中產(chǎn)生的線性 劣化進(jìn)行補(bǔ)償，例如可以實(shí)現(xiàn)高度的分散補(bǔ)償。
為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器以及光多值信號(hào)接 收器中，向相位相互偏移卯度的1對(duì)光延遲檢波器輸入接收光信號(hào)， 將各自的延遲檢波輸出變換成電信號(hào)，使用電場(chǎng)運(yùn)算部計(jì)算出光電場(chǎng) 信息。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于不進(jìn)行零差檢波，所以無(wú)需本地振蕩光源， 并且由于在光延遲檢波器中無(wú)偏振波依賴性，所以可以實(shí)現(xiàn)無(wú)偏振波 依賴性的光電場(chǎng)接收器。
在具體說(shuō)明時(shí)，在本發(fā)明中，從l對(duì)光延遲檢波器，發(fā)生表示復(fù) 數(shù)信號(hào)的正交分量x分量和y分量(或者I分量和Q分量)的2個(gè)延 遲檢波信號(hào)，使用電場(chǎng)運(yùn)算部計(jì)算出上述復(fù)數(shù)信號(hào)的相位分量(符號(hào) 間相位差)，從所計(jì)算出的相位分量減去過(guò)去計(jì)算出的前一符號(hào)的相 位角，從而計(jì)算出接收符號(hào)的相位角。另外，通過(guò)從上述2個(gè)延遲檢 波信號(hào)，計(jì)算出復(fù)數(shù)信號(hào)的振幅值，并將該值除以過(guò)去計(jì)算出的前一 符號(hào)的振幅值，從而計(jì)算出接收符號(hào)的振幅值。
另外，接收符號(hào)的振幅值也可以根據(jù)與光延遲檢波器獨(dú)立設(shè)置的 光強(qiáng)度檢波器的輸出而運(yùn)算出。通過(guò)將光延遲檢波器的輸出信號(hào)變換 成電氣性模擬信號(hào)，并使用A/D變換器對(duì)其進(jìn)行數(shù)字變換，從而使用 電氣性數(shù)字運(yùn)算處理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)算。
在接收光信號(hào)為多值相位調(diào)制信號(hào)的情況下，本發(fā)明的光電場(chǎng)接 收器以及光多值信號(hào)接收器具備多值符號(hào)判定電路，該多值符號(hào)判定 電路從使用電場(chǎng)運(yùn)算部計(jì)算出的符號(hào)間相位差，判定接收符號(hào)。另外， 在接收光信號(hào)例如為如QAM信號(hào)和APSK信號(hào)等那樣組合了振幅調(diào)制和相位調(diào)制的光多值調(diào)制信號(hào)的情況下，本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器以 及光多值信號(hào)接收器具備多值符號(hào)判定電路，該多值符號(hào)判定電路從 使用電場(chǎng)運(yùn)算部計(jì)算出的光電場(chǎng)的振幅值和相位分量(符號(hào)間相位差 或符號(hào)相位角)、或者同相分量和正交分量，判定接收符號(hào)。在這樣 的光多值信號(hào)的接收中，相位、振幅的低速度變動(dòng)成為問(wèn)題，但可以
在本發(fā)明的第1實(shí)施例中，將光延遲檢波器的延遲時(shí)間T和A/D 變換器的采樣時(shí)間分別設(shè)定為1/2f( f為輸入光信號(hào)所具有的最高頻率 分量)以下，以滿足奈奎斯特定理。由此，作為數(shù)字光電場(chǎng)信號(hào)，可 以還包含時(shí)間區(qū)域而再現(xiàn)輸入光波形的完全的復(fù)制，可以緩和由波長(zhǎng) 分散等的波形劣化而引起的光傳送距離限制。
另外，針對(duì)所再現(xiàn)的光電場(chǎng)信號(hào)，例如如果可以使用光電場(chǎng)補(bǔ)償 電路進(jìn)行光傳送路徑傳播特性的逆運(yùn)算，則可以進(jìn)一步完全地補(bǔ)償波 長(zhǎng)分散。在該情況下，需要對(duì)光電場(chǎng)補(bǔ)償電路指定應(yīng)補(bǔ)償?shù)牟ㄩL(zhǎng)分散 量，但在波長(zhǎng)分散值為已知的情況下預(yù)先指定固定的補(bǔ)償值即可，在 波長(zhǎng)分散值不清楚的情況下，釆用補(bǔ)償值根據(jù)接收狀態(tài)自動(dòng)變更的自 適應(yīng)補(bǔ)償型的光電場(chǎng)補(bǔ)償電路即可。另外，在可以使用外部裝置判定 波長(zhǎng)分散量的補(bǔ)償值、恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償算法的情況下，可以從外部裝置對(duì) 光電場(chǎng)補(bǔ)償電路設(shè)定補(bǔ)償值。
例如，在付隨構(gòu)成光網(wǎng)絡(luò)的光傳送裝置而配置了本發(fā)明的光電場(chǎng) 接收器以及光多值信號(hào)接收器的情況下，利用與光網(wǎng)絡(luò)連接的控制終 端來(lái)計(jì)算出沿著光信號(hào)路徑的光纖的總波長(zhǎng)分散量，向光信號(hào)接收側(cè) 的光傳送裝置發(fā)送該值，提供到光電場(chǎng)接收器以及光多值信號(hào)接收器 的光電場(chǎng)補(bǔ)償電路而作為補(bǔ)償量的初始值，從而可以設(shè)定最佳的補(bǔ)償 量。根據(jù)該方式，在光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光信號(hào)路徑被變更的情況下，可以對(duì) 光電場(chǎng)補(bǔ)償電路迅速地設(shè)定再次計(jì)算出的補(bǔ)償量，所以無(wú)需自適應(yīng)補(bǔ) 償型的光電場(chǎng)補(bǔ)償電路，可以縮短自適應(yīng)補(bǔ)償控制中的向最佳狀態(tài)的 引入時(shí)間。本發(fā)明由于使用光延遲檢波器，所以不依賴于輸入光的偏振波狀 態(tài)，與以往的相干檢波方式不同，無(wú)需本地振蕩光源，所以可以簡(jiǎn)化 接收器的結(jié)構(gòu)。另外，在以往的非相干型的多值光接收器中，伴隨接 收信號(hào)的多值數(shù)增加，電路規(guī)模大型化，但本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器以 及多值光接收器可以直接再現(xiàn)接收光電場(chǎng)的相位面上的二維坐標(biāo)信 息，所以具有即使在為了提高傳送效率而增多了光調(diào)制信號(hào)的多值數(shù) 的情況下，也可以通過(guò)實(shí)用性的硬件規(guī)模判定接收信號(hào)的符號(hào)這樣的 優(yōu)點(diǎn)。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以使用電氣性數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)接收光信 號(hào)的電場(chǎng)運(yùn)算和多值判定等，所以可以通過(guò)同一接收器結(jié)構(gòu)適用于多 值數(shù)和調(diào)制方式等不同的光信號(hào)。


圖1是可以應(yīng)用于光傳送的調(diào)制方式的說(shuō)明圖。
圖2是示出以往的相干光電場(chǎng)接收器的1個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖(A) 和示出相位變動(dòng)的影響的圖(B)。
圖3是8值振幅相位調(diào)制(APSK)信號(hào)的相位點(diǎn)配置(A)和以 往的8 APSK信號(hào)接收用的光多值信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖(B)。
圖4是示出判定反饋型的以往的2值相位調(diào)制光接收器的1個(gè)例 子的圖。
圖5是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是示出第1實(shí)施例中的電氣性接收信號(hào)(A)和再現(xiàn)電場(chǎng)信
號(hào)(B)的變化的圖。
圖7是示出將第1實(shí)施例中的電場(chǎng)運(yùn)算部lll并聯(lián)化時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。 圖8是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第2實(shí)施例的光多值信號(hào)接
收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是通過(guò)實(shí)施例2中的判定反饋實(shí)現(xiàn)的相位噪聲去除的原理說(shuō) 明圖。
圖IO是用于說(shuō)明第2實(shí)施例中采用的初始相位判定方法的圖。 圖11是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第3實(shí)施例的光多值信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的笫4實(shí)施例的光多值信號(hào)接 收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第5實(shí)施例的光APSK信
號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是光APSK信號(hào)的差動(dòng)接收的原理說(shuō)明圖。
圖15是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第5實(shí)施例的N值光相位
調(diào)制信號(hào)用的光信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖16是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第6實(shí)施例的完全型光電場(chǎng)
接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖17是第7實(shí)施例中的波長(zhǎng)分散補(bǔ)償?shù)脑碚f(shuō)明圖。
圖18是通過(guò)第7實(shí)施例的光電場(chǎng)接收器實(shí)現(xiàn)的波長(zhǎng)分散補(bǔ)償?shù)恼f(shuō)明圖。
圖19是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第8實(shí)施例的自適應(yīng)補(bǔ)償型 的光電場(chǎng)接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖20是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第9實(shí)施例的2值強(qiáng)度調(diào)制 信號(hào)用的光電場(chǎng)接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖21是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第10實(shí)施例的波長(zhǎng)復(fù)用光 傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖22是在第10實(shí)施例中本地控制部所執(zhí)行的補(bǔ)償量設(shè)定例程的 流程圖。
圖23是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第11實(shí)施例的由多個(gè)ADM 構(gòu)成的光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖。
圖24是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第12實(shí)施例的光多值信號(hào) 接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖25是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第13實(shí)施例的光多值信號(hào) 接收器的結(jié)構(gòu)圖。
圖26是示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第14實(shí)施例的交叉釆樣型 的光多值信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖。圖27是第14實(shí)施例中的交叉動(dòng)作的說(shuō)明圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
100光電場(chǎng)接收器 101輸入光信號(hào) 102光分支電路 103光信號(hào)路徑 104光延遲檢波器 105平衡型光接收器 106 A/D變換器 107采樣時(shí)鐘 108延遲調(diào)整電路 109電信號(hào)的路徑 111電場(chǎng)運(yùn)算部 112平方運(yùn)算電路 113反正切運(yùn)算電路 115延遲除法電路 116延遲加法電路 117再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào) 120分組分割電路 121分組合成電路 123光多值信號(hào) 124光APSK信號(hào) 130本地振蕩激光光源 131偏振波分離電路 132本地發(fā)光
133光多值信號(hào)的P偏振波分量 134光多值信號(hào)的S偏振波分量 136相位分集電路137I分量輸出光 138Q分量輸出光 141數(shù)字運(yùn)算電路 143符號(hào)判定電路 144再現(xiàn)多值數(shù)字信號(hào) 150光分支電路 151光強(qiáng)度接收器
152 2值判定電路
153 2值再現(xiàn)數(shù)字信號(hào) 154加法器
155加權(quán)電路
156 4象限乘法器
157延遲電路
158乘法電路
159 2值差動(dòng)相位調(diào)制光
160平方才艮電路
161時(shí)鐘抽取電路
171減法電路
174相位變動(dòng)估計(jì)電路
175相位變動(dòng)的估計(jì)值
176不依賴相位變動(dòng)的符號(hào)判定電路
191倍頻時(shí)鐘源
192再采樣電路
193判定反饋均衡電路
194判定反饋信號(hào)
195自動(dòng)增益控制電路
197N值光相位調(diào)制信號(hào)
198正交坐標(biāo)變換電路
200完全型光電場(chǎng)接收器201延遲量T/2的光延遲檢波器
202電場(chǎng)補(bǔ)償電路
203補(bǔ)償后的電場(chǎng)信號(hào)
206光纖傳送路徑
207補(bǔ)償量輸入端子
208電場(chǎng)計(jì)算部
210光多值信號(hào)發(fā)送器
211 4倍電路
212偏差最小化控制電路
213 2值振幅調(diào)制光發(fā)送器
214眼開(kāi)口檢測(cè)電路
215最大化控制電路
220光波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置
221終端控制部
222數(shù)據(jù)庫(kù)
223波長(zhǎng)合波器
224波長(zhǎng)分波器
225光^L大器
226光發(fā)送器
230光分插裝置
231控制操作臺(tái)
232光信號(hào)的路徑
233補(bǔ)償量設(shè)定信號(hào)的通信路徑
234延遲檢波電路
240分頻時(shí)4中源
241電場(chǎng)同步電路
242矯正信號(hào)
243復(fù)用電路
244延遲量3T的光延遲檢波器
具體實(shí)施例方式
以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 實(shí)施例1
圖5示出本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器100的第1實(shí)施例。在圖5中， 光信號(hào)的路徑用粗線表示，電信號(hào)的路徑用細(xì)線表示。
用式r ( n ) exp ((|) ( n ))表示的輸入光信號(hào)101與圖4中說(shuō)明 的以往的判定反饋型的多值相位調(diào)制接收器同樣地，通過(guò)光分支電路 102被分支成2個(gè)光信號(hào)后，被輸入到光延遲檢波器104 - 1和104 - 2。 光延遲檢波器104 - 1和104 - 2由對(duì)輸入信號(hào)提供符號(hào)時(shí)間T的延遲 的第1光路徑、和具有相位角0的移相器或71/2移相器以在2個(gè)檢波 器中相位相互偏移7T/2的第2光路徑構(gòu)成，使相移后的光多值信號(hào)的 狀態(tài)(符號(hào))與僅在時(shí)刻T之前接收到的符號(hào)干涉。
從光延遲檢波器104 - 1、 104 - 2輸出的光信號(hào)在分別通過(guò)光平衡 型接收器(光檢測(cè)器)105-1、 105-2變換成電信號(hào)之后，通過(guò)A/D 變換器106-1、 106-2變換成數(shù)字信號(hào)。從A/D變換器106-1、 106 -2輸出的數(shù)字信號(hào)分別通過(guò)延遲調(diào)整電路108-1、 108-2,將2個(gè) 信號(hào)路徑的定時(shí)偏移調(diào)整到符號(hào)時(shí)間T以下之后，作為電氣性接收信 號(hào)110-1、 110-2被供給到電場(chǎng)運(yùn)算部111。
電氣性接收信號(hào)110-1、 110-2為復(fù)數(shù)信號(hào)，根據(jù)光延遲檢波的 原理，分別寫(xiě)成x-r(n)r(n-l)cos(A(J)(ii) )、 y = r(n)r(n 一 1 ) sin ( A(J) ( n ))。此處，^:A(|)(n)=(})(n)-(J)(n — l)。A 上述正交分量x、 y可知，在電氣性接收信號(hào)110-1、 110-2中，混 合有第n個(gè)接收符號(hào)信息、其前一個(gè)的第n-l個(gè)接收符號(hào)信息。因 此，在本實(shí)施例中，向電場(chǎng)運(yùn)算部111輸入這些信號(hào)，去除前一個(gè)的 第n-l個(gè)符號(hào)信息，僅抽取第n個(gè)接收符號(hào)信息，作為再現(xiàn)光電場(chǎng) 信號(hào)117-1、 117-2而輸出。在本例子中，再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117-1 表示電場(chǎng)振幅r (n),再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117-2表示相位角(j) (n)。
電場(chǎng)運(yùn)算部111具體而言包括平方運(yùn)算電路112，用于從電氣性接收信號(hào)110-1、 110-2計(jì)算出延遲檢波信號(hào)的振幅r (n) r (n -l);反正切運(yùn)算電路113，用于從電氣性接收信號(hào)110-1、 110-2 計(jì)算出延遲檢波信號(hào)的相位差A(yù)(J) (n);延遲除法電路115，與平方 運(yùn)算電路112連接；以及延遲加法電路116，與反正切運(yùn)算電路113 連接。
延遲除法電路115通過(guò)從振幅r ( n ) r ( n - 1)去除前一接收符 號(hào)的振幅r (n-l)分量，而輸出表示接收符號(hào)的電場(chǎng)振幅r (n)的 再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117-1。另一方面，延遲加法電路116通過(guò)從相位差 /M) ( n )去除前一接收符號(hào)的相位分量())(n - 1 )，而輸出表示接收符 號(hào)的相位角(j) (n)的再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117-2。
此處所示的光電場(chǎng)接收器通過(guò)在電場(chǎng)運(yùn)算部111的后級(jí)連接用于 判定與再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)r (n)和小(n)對(duì)應(yīng)的位值的多值符號(hào)判定電
路，可以構(gòu)成光多值信號(hào)接收器。另外，通過(guò)將光延遲檢波器104-1、 104-2的延遲時(shí)間和釆樣時(shí)間設(shè)定為符號(hào)時(shí)間T的1/2以下，并設(shè)置 使用傳送路徑的傳播函數(shù)的逆特性來(lái)矯正再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)的補(bǔ)償運(yùn)算 電路，可以構(gòu)成完全地補(bǔ)償由于波長(zhǎng)分散等而引起的信號(hào)劣化的光電 場(chǎng)接收器以及光多值信號(hào)接收器。
圖6是上述第1實(shí)施例的光電場(chǎng)接收器的動(dòng)作定時(shí)的說(shuō)明圖。
A/D變換電路106-1、 106-2分別以使用采樣時(shí)鐘107-1、 107 -2決定的期望的周期和定時(shí)，對(duì)光平衡型接收器105-1、 105-2的 輸出信號(hào)進(jìn)行A/D變換。
圖6 (A)示出輸入到電場(chǎng)運(yùn)算部111的電氣性接收信號(hào)110-1 (x分量)和電氣性接收信號(hào)110-2 (y分量)的變化，圖6 (B)示 出從電場(chǎng)運(yùn)算部111輸出的再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117-1 (振幅分量r)和再 現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117-2 (相位分量(j))的變化。此處，使采樣時(shí)鐘的頻率 與接收光多值信號(hào)的符號(hào)速率一致，在各符號(hào)期間的中央的定時(shí)對(duì)接 收信號(hào)進(jìn)行采樣。
平方運(yùn)算電路112通過(guò)以符號(hào)周期計(jì)算出輸入信號(hào)x、y的平方和 的平方才艮，消除余弦項(xiàng)和正弦項(xiàng)，輸出表示振幅之積r (n) r (n-l)的信號(hào)114-1。另外，反正切運(yùn)算電路113通過(guò)計(jì)算出輸入信號(hào)x、 y 的反正切taiT1 (y/x),輸出表示將輸入信號(hào)x、 y設(shè)為正交分量的復(fù) 數(shù)信號(hào)(以下稱為"延遲檢波信號(hào)，，)的相位差A(yù)小(例如-7r<A(j^7r) 的信號(hào)114-2。
這些信號(hào)被分別輸入到延遲除法電路115和延遲加法電路116。 如果電場(chǎng)運(yùn)算部111正常地動(dòng)作，則應(yīng)在之前的符號(hào)周期，已判明前 一符號(hào)的電場(chǎng)信息r (n-1)和(j) (n-1)的值。因此，在延遲除法電 路115中，通過(guò)用從平方運(yùn)算電路112輸出的振幅積r (n) r (n-l) 除以前一符號(hào)的振幅r (n-1)，可以計(jì)算出接收符號(hào)的振幅r (n)。 另外，在延遲加法電路中，通過(guò)對(duì)從反正切運(yùn)算電路113輸出的 (n)加上前一符號(hào)的相位A(j) (n-l)，可以計(jì)算出接收符號(hào)的相位 角小(n)。這樣，在本實(shí)施例中，可以使用作為非相干接收器的光延 遲檢波型的光接收器，從輸入光信號(hào)101抽取表示振幅值和相位角的 光電場(chǎng)信息。
另外，在圖5中，在光信號(hào)路徑103上的光部件間的結(jié)合中，可 以采樣利用光部件間的光纖實(shí)現(xiàn)的結(jié)合、利用體光學(xué)元件空間束實(shí)現(xiàn) 的結(jié)合、利用集成化的光部件間的波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的結(jié)合等各種連接方式。 另外，如圖所示，如果組合光延遲檢波器104和平衡型接收器105， 則對(duì)檢波器輸出信號(hào)的振幅進(jìn)行倍增，具有可以去除無(wú)需的直流信號(hào) 的優(yōu)點(diǎn)。但是，還可以代替平衡型接收器105而應(yīng)用通常的光強(qiáng)度檢 測(cè)器。
延遲調(diào)整電路108 - 1、 108 - 2用于使光分支電路102和電場(chǎng)運(yùn)算 部lll之間的2個(gè)信號(hào)路徑中的信號(hào)傳播時(shí)間一致，使x分量與y分 量的運(yùn)算定時(shí)一致，例如可以使用緩沖電路實(shí)現(xiàn)。但是，在采用了在 制造階段可以使2個(gè)信號(hào)路徑長(zhǎng)度完全地一致的電路結(jié)構(gòu)的情況下， 延遲調(diào)整電路108-1、 108-2可以省略。另外，也可以不使用延遲調(diào) 整電路108-1、 108-2，而利用其他方法、例如利用對(duì)A/D變換器 106- 1、 106 - 2供給的采樣時(shí)鐘107 - 1、 107-2的施加定時(shí)來(lái)控制x 分量與y分量的相對(duì)相位。在圖5中，在A/D變換器106- 1 ( 106 -2 )之后，配置了數(shù)字延 遲調(diào)整電路108 - 1 ( 108 - 2 )，但也可以設(shè)為將模擬延遲線用作延遲 調(diào)整電路，并在其之后配置了 A/D變換器106的電路結(jié)構(gòu)。另外，也 可以省略A/D變換器106，而使用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)運(yùn)算部111的 一部分或全部運(yùn)算功能。
在此處所示的實(shí)施例中，使用了極坐標(biāo)(r (n) 、 (J) (n))運(yùn)算 型的電場(chǎng)運(yùn)算部111，但還可以將正交坐標(biāo)(I (n) 、 Q (n))運(yùn)算 型的部件用作電場(chǎng)運(yùn)算部111。在該情況下，根據(jù)需要，使用坐標(biāo)變 換電路。
電場(chǎng)運(yùn)算部111的功能可以例如用FPGA、 ASIC、 DSP或可重構(gòu) 功能的處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該情況下，在由電場(chǎng)運(yùn)算部111應(yīng)進(jìn)行的運(yùn) 算的步驟和運(yùn)算方法等中，根據(jù)其目的，有與實(shí)施例不同的各種變型 和近似計(jì)算方法。另外，也可以如下構(gòu)成與不同的輸入信號(hào)值對(duì)應(yīng) 地，向存儲(chǔ)器存儲(chǔ)預(yù)先運(yùn)算出的輸出值，并根據(jù)輸入信號(hào)值以表查詢 形式求出運(yùn)算結(jié)果。也可以在電場(chǎng)運(yùn)算部111的內(nèi)部，根據(jù)需要具備 其他功能電路、例如對(duì)信號(hào)的振幅和強(qiáng)度等進(jìn)行歸一化的自動(dòng)增益控 制(AGC)電路。
在1個(gè)電場(chǎng)運(yùn)算部111中，在不能得到充分的計(jì)算速度的情況下， 也可以例如如圖7所示，向分組分割電路120輸入電場(chǎng)數(shù)據(jù)串，按照 時(shí)間序列，如1 N、 N + 1~2N、 2N + 1 3N那樣，按照每N個(gè)數(shù)據(jù) 分割成3序列的數(shù)據(jù)分組(數(shù)據(jù)塊)，使用并列配置的3個(gè)電場(chǎng)運(yùn)算 部111-1~111-3來(lái)處理各數(shù)據(jù)分組，使用分組合成電路121來(lái)合成 從各電場(chǎng)運(yùn)算部輸出的再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)。另外，在這樣分割處理電場(chǎng)數(shù) 據(jù)串的情況下，需要調(diào)在各數(shù)據(jù)分組的連結(jié)部分進(jìn)行整成以使光電場(chǎng) 相位連續(xù)，其可以例如通過(guò)使前后的數(shù)據(jù)分組具有多位的重復(fù)部分并 矯正成使重復(fù)位的相位一致來(lái)解決。
實(shí)施例2
圖8作為本發(fā)明的第2實(shí)施例而示出利用了圖5所示的光電場(chǎng)接 收器100的光多值信號(hào)接收器。如果在發(fā)送光源和光放大器等中發(fā)生噪聲，則這些噪聲(例如相
位變動(dòng))成為使用光電場(chǎng)接收器再現(xiàn)的光電場(chǎng)相位的變動(dòng)要因。第2 實(shí)施例的特征在于，在接收到包含相位變動(dòng)e (n)的光多值信號(hào)123 的情況下，可以從再現(xiàn)多值數(shù)字信號(hào)去除相位變動(dòng)e (n)的影響。
利用由光分支電路102、光延遲檢波器104 ( 104 - 1、 104-2)、 光平衡型接收器105 ( 105 - 1、 105-2) 、 A/D變換器106 ( 106- 1、 106-2)、延遲調(diào)整電路108 ( 108 - 1、 108-2)和電場(chǎng)運(yùn)算部111 構(gòu)成的與圖1同樣的光電場(chǎng)接收器對(duì)所接收到的光多值信號(hào)123進(jìn)行 處理。在本實(shí)施例中，從電場(chǎng)運(yùn)算部lll輸出表示振幅分量r (n)的 再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117 - 1和表示受到相位變動(dòng)e( n )的影響的相位分量())， (n)的再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117-2。這些再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117-1、 117-2被 輸入到不依賴相位變動(dòng)的符號(hào)判定部176。
符號(hào)判定部176由符號(hào)判定電路143、相位變動(dòng)估計(jì)電路174、延 遲電路157-1、 157-2和減法電路171構(gòu)成。對(duì)符號(hào)判定電路143, 輸入再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117 - 1 (振幅分量r ( n ))和通過(guò)后述的判定反饋 從再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)117-2去除了相位變動(dòng)分量0 (n)而得到的再現(xiàn)電 場(chǎng)信號(hào)172 (相位分量(l) (n))，輸出符號(hào)判定結(jié)果而作為再現(xiàn)多值 數(shù)字信號(hào)144。
參考圖9對(duì)接收光多值信號(hào)123為16QAM信號(hào)時(shí)的符號(hào)判定部 176的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
16QAM信號(hào)的正確的相位點(diǎn)位于圖9( A)中用白圓表示的位置。 此處，假定成從電場(chǎng)運(yùn)算部111輸出的時(shí)刻n的光電場(chǎng)信息表示在圖 9(A)中用黑圓表示的相位點(diǎn)。由于起因于發(fā)送裝置中的光源的相位
擺動(dòng)、噪聲、波形失真等的光信號(hào)的相位變動(dòng)e (n)，在相位面上發(fā)
生旋轉(zhuǎn)偏移，在接收裝置側(cè)觀察到的相位點(diǎn)從正確的相位點(diǎn)偏移。由 此，無(wú)法判定所觀察到的相位點(diǎn)相當(dāng)于16QAM信號(hào)的哪個(gè)符號(hào)，所 以在本實(shí)施例中，使用相位變動(dòng)估計(jì)電路174從過(guò)去(時(shí)刻n_l)的 相位點(diǎn)信息計(jì)算出時(shí)刻n的相位變動(dòng)的估計(jì)值175 (6 (n))，使用 運(yùn)算電路171從時(shí)刻n的相位分量())，(n )去除上述相位變動(dòng)的估計(jì)值e (n)，從而計(jì)算出正確的相位角小(n) l72。
通過(guò)上述估計(jì)值e (n)的去除，如圖9 (C)所示修正相位點(diǎn)的 配置。符號(hào)判定電路143從接收信號(hào)的振幅信息r (n)和相位信息小 (n),選擇似乎是最準(zhǔn)確的接收符號(hào)。簡(jiǎn)言之，計(jì)算出16QAM信號(hào) 中的各符號(hào)位置(白圓)與接收信號(hào)所表示的相位點(diǎn)(黑圓)的距離， 將距離最近的符號(hào)判定成接收符號(hào)即可。符號(hào)判定電路143輸出在 16QAM信號(hào)中對(duì)接收符號(hào)分配的4位的數(shù)字值而作為再現(xiàn)多值數(shù)字 信號(hào)144。在本例子中，用二重圓表示的符號(hào)被判定成接收符號(hào)，相 位角成為小D(n)，輸出數(shù)字值成為"1011"。
對(duì)相位變動(dòng)估計(jì)電路174，經(jīng)由延遲電路157 _ 1和157 - 2,輸入 1個(gè)符號(hào)周期前的接收信號(hào)相位())，(n-l)和在1個(gè)符號(hào)周期前判定 的相位角(f)D (n-1)。在該情況下，如果忽略由于噪聲引起的接收電 場(chǎng)的隨機(jī)偏差(圖9 ( A)中的黑圓與二重圓的距離)，則1個(gè)符號(hào)周 期前的相位變動(dòng)分量6 (n-1)如圖9 (B)所示可以計(jì)算成e (n-l) =())，(n - 1 )-小D (n - 1 )。實(shí)際上，相位變動(dòng)分量0的變化速度與 符號(hào)速度(千兆赫以上)相比非常慢(兆赫左右)，通過(guò)在過(guò)去N符 號(hào)(N-2 幾千左右)期間計(jì)算出9 (n-1)的時(shí)間平均值，可以平 均地去除隨機(jī)噪聲的影響。即，將相位變動(dòng)的估計(jì)值0(n)設(shè)為e(n) =ZM>， (n-k) —(|)D (n —k) }/N (其中，k = l、 2、…、N)即可。
根據(jù)本實(shí)施例，即使在光源的相位噪聲和光放大器噪聲等的影響 下，也可以高精度地計(jì)算出接收光電場(chǎng)的相位。在圖8中，不依賴相 位變動(dòng)的符號(hào)判定部176利用判定反饋去除了相位變動(dòng)，但判定反饋 技術(shù)還可以適用于振幅運(yùn)算誤差和其他誤差的矯正。另外，在過(guò)去N 位期間，計(jì)算出所輸入的相位點(diǎn)與符號(hào)判定部176所判定的符號(hào)位置 的距離，動(dòng)態(tài)地調(diào)整相位角和符號(hào)振幅等，以使該平均值成為最小， 從而可以維持最佳的接收狀態(tài)。相反，還可以通過(guò)根據(jù)輸入相位點(diǎn)的 分布來(lái)移動(dòng)成為判定基準(zhǔn)的符號(hào)位置，例如動(dòng)態(tài)地適應(yīng)于波形變化， 而維持最佳的接收靈敏度。
在從再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117 - 2去除相位變動(dòng)的方法中，除了實(shí)施例中示出的方法以外，還存在各種變型。例如，在接收N值的相位調(diào)制 信號(hào)的情況下，通過(guò)對(duì)N倍電路(或者將光電場(chǎng)的相位項(xiàng)exp小，(n) 設(shè)為輸入的N次冪電路)輸入再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117-2所表示的相位 角f (n)，消除相位調(diào)制分量(相位點(diǎn)的間隔為；r/N)，可以簡(jiǎn)單地 估計(jì)相位變動(dòng)分量。如果在過(guò)去M位期間對(duì)該估計(jì)值進(jìn)行平均化，并 從所檢測(cè)到的相位角(J)， (n)減去，則可以去除變動(dòng)分量。
另外，即使如16QAM信號(hào)那樣相位調(diào)制間隔為不等間隔的情況 下，僅抽取振幅成為最大的4角的相位點(diǎn)、例如圖1 (C)所示的點(diǎn) "1111"、 "0000"、 "1100"、 "0011"的相位角，將這些相位角輸入到4 倍電路并平均化，從而可以與上述同樣地估計(jì)相位變動(dòng)分量。也可以 在時(shí)間上追蹤特定相位點(diǎn)的平均位置，而將該偏移量估計(jì)成相位變動(dòng)。 在相位變動(dòng)分量的估計(jì)中，也可以應(yīng)用無(wú)線通信領(lǐng)域中公知的其他方 法。
例如，如上述實(shí)施例所述，在逐次計(jì)算光電場(chǎng)信息的方式中，噪 聲和運(yùn)算誤差等的影響累積，在最壞的情況下，有可能在長(zhǎng)時(shí)間引起 錯(cuò)誤傳播。作為防止這樣的錯(cuò)誤傳播的方法，例如有對(duì)振幅和相位等 應(yīng)用差動(dòng)編碼等編碼、在發(fā)送側(cè)定期地插入已知參考代碼號(hào)等。另外， 也可以應(yīng)用通過(guò)振幅的歸一化運(yùn)算防止振幅值的發(fā)散和衰減等、或者 從接收相位點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分部和特定的相位點(diǎn)位置等的逐次判定反饋等方 法。
在此處示出的實(shí)施例中，在接收符號(hào)的判定中應(yīng)用了最小距離規(guī) 則，但也可以應(yīng)用在無(wú)線通信領(lǐng)域中被用作多值信號(hào)用的公知的其他
符號(hào)判定法。例如，還可以優(yōu)先判定相位和振幅半徑中的任一個(gè)，或 者應(yīng)用利用連續(xù)的多個(gè)符號(hào)的電場(chǎng)狀態(tài)的MLSE;最大似然判定 (Viterbi解碼)；軟判定FEC (前向糾錯(cuò))；網(wǎng)格(trellis)編碼/ 解碼處理等方法。另外，代替單純的平方距離的判定，例如也可以預(yù) 先定義與噪聲發(fā)生要因(光放大器的噪聲、熱噪聲、串?dāng)_等)對(duì)應(yīng)的 非歐幾里德距離，并將其應(yīng)用為判定基準(zhǔn)。另外，符號(hào)判定電路例如 也可以是如下的模擬型的結(jié)構(gòu)并列配置與各符號(hào)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配濾波器并選擇輸出成為最大的濾波器，來(lái)確定輸入碼元。
圖10示出上述第2實(shí)施例中采用的初始相位判定方法1個(gè)例子。 逐次再現(xiàn)的光電場(chǎng)由于最初的符號(hào)的振幅信息和相位信息不確 定，所以再現(xiàn)值與輸入光信號(hào)的真實(shí)的光電場(chǎng)不一致。該問(wèn)題是通過(guò) 在發(fā)送光信號(hào)(在此處所示的例子中是指16QAM信號(hào))的頭部插入 在接收器側(cè)已知的特殊的數(shù)據(jù)模式來(lái)解決的。
圖10 (A)示出發(fā)送光電場(chǎng)，圖10 (B)示出16QAM信號(hào)的符 號(hào)(相位點(diǎn))配置。此處，在圖10 (B)的符號(hào)配置中，將位于相互 對(duì)稱位置的2個(gè)角"llll"、 "0000"的符號(hào)用作已知數(shù)據(jù)，在用戶信息 之前，發(fā)送由5個(gè)符號(hào)"llll"、 "0000"、 "1111"、 "0000"、 "oooo，，構(gòu)
成的已知數(shù)據(jù)模式。這些符號(hào)未被振幅調(diào)制，所以再現(xiàn)光電場(chǎng)的振幅
如圖10(C)所示，第1符號(hào)的振幅值變得不明確，但第2符號(hào)以后 成為固定值。因此，在接收側(cè)，矯正再現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度以使第2符號(hào)以后 的振幅值成為16QAM信號(hào)中的符號(hào)"1111"、 "0000"的半徑即可。
在上述已知數(shù)據(jù)模式的接收期間中，作為相位角，理想情況下應(yīng) 檢測(cè)出符號(hào)"0000"的相位角tt/4、或符號(hào)"1111"的相位角-3tt/4。但是， 實(shí)際上，由于第1符號(hào)的相位角不確定，所以在第2符號(hào)以后，將第 1符號(hào)的相位角(j) 0 (不確定值)作為初始相位，而呈現(xiàn)^C-;r/4調(diào)制 或-3;r/4調(diào)制的相位角。在此處所示的例子中，在已知數(shù)據(jù)模式的接 收期間中，僅在第4、第5符號(hào)的接收時(shí)，連續(xù)2位而呈現(xiàn)同一相位 角。另外，此時(shí)檢測(cè)出的相位角與符號(hào)"0000，，的相位角對(duì)應(yīng)。因此， 從在第4、第5符號(hào)中檢測(cè)出的相位角的值和符號(hào)"OOOO，，本來(lái)應(yīng)具有 的相位角tt/4,可以確定相位的偏移量(初始相位角(j)O)。
即，在圖10 (D)所示的相位點(diǎn)配置中，計(jì)算出在第3象限中用 黑圓表示的第5符號(hào)的檢測(cè)相位角與符號(hào)"0000"應(yīng)具有的標(biāo)準(zhǔn)的相位 角71/4之差(|)0，之后從檢測(cè)出的再現(xiàn)光電場(chǎng)的相位角減去())O，從而可 以矯正檢測(cè)相位角。
作為已知數(shù)據(jù)模式，例如如果如圖10(B)所示的"OOOO"、 "0011" 那樣使用處于非對(duì)稱位置關(guān)系的2個(gè)符號(hào)，則即使如圖10 (C)的第4、第5符號(hào)那樣使同一符號(hào)不連續(xù)，也可以判別初始相位。
初始相位和初始振幅等的判定在光通信領(lǐng)域、無(wú)線通信領(lǐng)域中成 為共同的課題。因此，在本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器中，除了上述的解決 法以外，還可以應(yīng)用這些通信領(lǐng)域中成為爿^知的其他方法。例如，也
的參考信號(hào)，或者無(wú)需初始相位和初始振幅等的判定的差動(dòng)調(diào)制等技 術(shù)。另外，也可以從所再現(xiàn)的相位點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分布自適應(yīng)學(xué)習(xí)地調(diào)整初 始相位和振幅等以可以實(shí)現(xiàn)正常的接收。 實(shí)施例3
圖11作為本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的第3實(shí)施例而示出追加了光強(qiáng) 度接收功能和時(shí)鐘抽取功能的結(jié)構(gòu)的光多值信號(hào)接收器。
在本實(shí)施例中，輸入光多值信號(hào)123通過(guò)光分支電路150被分支 成3個(gè)光信號(hào)。第1、第2光信號(hào)分別被輸入到光延遲檢波器104-1、
104- 2,第3光信號(hào)被輸入到光強(qiáng)度接收器151。光延遲檢波器104 -1、 104-2的輸出與圖8同樣地通過(guò)光平衡型接收器105 ( 105 - 1、
105- 2)變換成電信號(hào)，經(jīng)由A/D變換器106 ( 106- 1、 106-2)、 延遲調(diào)整電路108 ( 108- 1、 108-2)被供給到電場(chǎng)運(yùn)算部111。光強(qiáng) 度接收器151的輸出信號(hào)通過(guò)A/D變換器106-3變換成數(shù)字信號(hào)， 并通過(guò)延遲調(diào)整電路108-3進(jìn)行定時(shí)調(diào)整之后，被輸入到電場(chǎng)運(yùn)算部 111。
在從延遲調(diào)整電路108 - 1、108-2輸出了表示第n符號(hào)的正交分 量x、 y的輸出信號(hào)110-1、 110-2時(shí)，延遲調(diào)整電路108-3的輸出 信號(hào)110-3表示第n符號(hào)的強(qiáng)度r (n)的平方值r2 ( n )。在本實(shí)施 例中，通過(guò)使用設(shè)置于電場(chǎng)運(yùn)算部111中的平方根電路106，運(yùn)算出 來(lái)自延遲調(diào)整電路108-3的輸出信號(hào)110-3的平方根，而得到第n 符號(hào)的振幅值r (n)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以與圖5所示的第1實(shí)施例 的光電場(chǎng)接收器相比更簡(jiǎn)單且高精度地得到光電場(chǎng)振幅r (n)，而無(wú)
需振幅的初始值估計(jì)和誤差傳播對(duì)策等。
在圖11所示的實(shí)施例中，對(duì)時(shí)鐘抽取電路161輸入光強(qiáng)度接收器151的輸出信號(hào)的一部分，抽取與符號(hào)速率的倒數(shù)(1/T)相當(dāng)?shù)念l率 f的時(shí)鐘信號(hào)，將其供給到A/D變換器106-1、 106-2、 106-3。時(shí) 鐘信號(hào)的發(fā)生定時(shí)被調(diào)整成A/D變換器在各符號(hào)期間的中央對(duì)輸入信 號(hào)進(jìn)行采樣。由此，即使在光多值信號(hào)123中產(chǎn)生了定時(shí)抖動(dòng)和時(shí)鐘 速度的變動(dòng)等，也可以總是進(jìn)行最佳的信號(hào)接收。另外，也可以對(duì)時(shí) 鐘抽取電路161提供平衡型接收器105 - 1或105 - 2的輸出而代替光 強(qiáng)度接收器151的輸出。另外，時(shí)鐘抽取電路161也可以針對(duì)各光檢 測(cè)器獨(dú)立地設(shè)置，也可以對(duì)時(shí)鐘抽取準(zhǔn)備專用的光檢測(cè)器。 實(shí)施例4
圖12作為本發(fā)明的第4實(shí)施例而示出具備判定反饋均衡電路的光 多值信號(hào)接收器。
在本實(shí)施例中，從時(shí)鐘源191發(fā)生具有輸入光多值信號(hào)123的符 號(hào)速率(1/T)的2倍(或其以上)的頻率f的時(shí)鐘，將其供給到A/D 變換器106-1、 106-2而作為采樣時(shí)鐘107-1、 107-2。 A/D變換 器106-1、 106-2響應(yīng)于上述釆樣時(shí)鐘，與和輸入符號(hào)的定時(shí)同步無(wú) 關(guān)地進(jìn)行釆樣。
A/D變換器106-1、 106-2的輸出分別經(jīng)由延遲調(diào)整電路108-1、 108-2，被輸入到再采樣電路192-1、 192-2。各再采樣電路可 以利用奈奎斯特定理進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)串的內(nèi)插，而在任意的定時(shí)再現(xiàn)采 樣點(diǎn)。此處，進(jìn)行再采樣，以使釆樣點(diǎn)位于各符號(hào)期間的中央。采樣 的定時(shí)例如可以使用數(shù)據(jù)遷移點(diǎn)的判別電路和眼開(kāi)口的最大點(diǎn)的檢測(cè) 電路等來(lái)調(diào)整。
這樣，在以輸入光多值信號(hào)123的符號(hào)速率的倍速度進(jìn)行了采樣 的情況下，由于得到電場(chǎng)波形的詳細(xì)的信息，所以通過(guò)設(shè)置在運(yùn)算處 理的過(guò)程中使用了前饋均等(FFE)和判定反饋(DFE)均等等的均 衡電路193，可以高效地補(bǔ)償波形劣化。其為與高速的無(wú)線信號(hào)和光 接收器等中利用的自適應(yīng)波形均等相同的技術(shù)，可以部分地改善由于 符號(hào)間干涉、偏振波模式分散(PMD)、波長(zhǎng)分散、自相位調(diào)制效果 等而引起的波形劣化。另外，在采樣速率與符號(hào)速率相同的情況下，如果應(yīng)用這樣的均衡電路，則與倍頻率釆樣的情況相比，改善量被限 定。
在第4實(shí)施例中，利用與電場(chǎng)運(yùn)算部111連接的正交坐標(biāo)變換電 路198，將從電場(chǎng)運(yùn)算部111輸出的光電場(chǎng)的坐標(biāo)從極坐標(biāo)變換成正 交坐標(biāo)之后，經(jīng)由判定反饋均衡電路193向不依賴相位變動(dòng)的符號(hào)判 定部176供給光電場(chǎng)值。通過(guò)對(duì)從符號(hào)判定部176得到的判定反饋信 號(hào)194進(jìn)行反饋，使用均衡電路193進(jìn)行使用了判定反饋的波形均等。
另外，與通常的波形均等同樣地，在本實(shí)施例中，也可以通過(guò)安 裝公知的高速光信號(hào)中使用的前向糾錯(cuò)碼(FEC)，進(jìn)行再現(xiàn)多值數(shù) 字信號(hào)144的糾錯(cuò)，可以進(jìn)一步改善性能。
實(shí)施例5
圖13作為本發(fā)明的第5實(shí)施例而示出光APSK信號(hào)用的光多值
信號(hào)接收器。
第5實(shí)施例的光多值信號(hào)接收器使用光延遲檢波器104-1、 104 -2對(duì)光APSK信號(hào)124進(jìn)行差動(dòng)接收，向自動(dòng)增益控制電路(AGC ) 195-1、 195-2輸入延遲調(diào)整電路108-1、 108-2的輸出信號(hào)，進(jìn) 行歸一化，以使平均強(qiáng)度成為固定。通過(guò)設(shè)置AGC 195-1、 195-2， 即使輸入光信號(hào)124的接收強(qiáng)度產(chǎn)生了變動(dòng)，也可以使接收特性穩(wěn)定 化。
AGC 195-1、 195-2的輸出信號(hào)x、 y被分別并列地供給到光電 場(chǎng)運(yùn)算部111的平方運(yùn)算電路112和反正切運(yùn)算電路ll3。光電場(chǎng)運(yùn) 算部111向符號(hào)判定電路143輸出利用平方運(yùn)算電路112和延遲除法 電路115計(jì)算出的接收光電場(chǎng)的振幅r(n)即第l信號(hào)117-1、和利 用反正切運(yùn)算電路113計(jì)算出的符號(hào)間相位差A(yù)小(n )即第2信號(hào)117
圖14 ( A)示出振幅為2值("l"和"a")、相位為8值的16值 APSK信號(hào)的相位點(diǎn)配置。APSK信號(hào)如用虛線所示那樣，具有同心 圓狀的相位點(diǎn)配置。因此，APSK信號(hào)通過(guò)對(duì)相位分量應(yīng)用差動(dòng)接收， 可以增大相位變動(dòng)抵抗力，而無(wú)需相位變動(dòng)的去除。圖14 ( B )是表示相位差A(yù)小(n )的值與D3、 D2、 Dl這3個(gè)信
息位的對(duì)應(yīng)關(guān)系的差動(dòng)相位調(diào)制用的編碼表。符號(hào)判定電路143判定 作為第1信號(hào)171-1而輸入的振幅r (n)的強(qiáng)弱，并且逆向地使用 圖14(B)的編碼表對(duì)作為第2信號(hào)而輸入的相位差A(yù)(J)的值進(jìn)行解碼。
在發(fā)送側(cè)，按照?qǐng)D14 (C)所示的差動(dòng)振幅調(diào)制用的編碼表，對(duì) 信息位D4進(jìn)行振幅調(diào)制。即，在信息位D4為"O"的情況下，使第n 符號(hào)的振幅與前一個(gè)的第(n-l)符號(hào)相同，在信息位D4為"1"的情 況下，設(shè)為將前一個(gè)的第(n-l)符號(hào)的振幅r (n-1)反轉(zhuǎn)而得到 的振幅值(如果前一符號(hào)的振幅r (n-l)為1，則設(shè)為"a"，在r(n -1)為"a，，的情況下設(shè)為"l")。
在接收側(cè)得到的r (n) r (n-l)的大小如圖14 ( D )的差動(dòng)振 幅調(diào)制用的解碼表所示，可以取"1"、 "a"、 "32"這3個(gè)值。其中，僅 在第n符號(hào)與前一個(gè)的第(n-1)符號(hào)不同的情況下，振幅成為"a"。 因此，在振幅為"a，，的情況下，信息位D4為"l，，，在除此以外的情況 下，可以判定信息位D4為"0"。這樣相位、振幅的差動(dòng)接收具有防止 錯(cuò)誤傳播的效果，可以應(yīng)用于本發(fā)明中的APSK信號(hào)接收。另外，公 知在QAM信號(hào)中也使用其4次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性而僅對(duì)2位進(jìn)行差動(dòng)相位 調(diào)制的方法，也可以將其應(yīng)用于本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在符號(hào)判定中使用通過(guò)反正切運(yùn)算計(jì)算出的
與非專利文獻(xiàn)4所示的接收器相比，可以容易地接收多值數(shù)大的 多值信號(hào)。即，根據(jù)本實(shí)施例，即使接收信號(hào)的多值數(shù)增加，也不會(huì) 增大硬件規(guī)模。另外，在APSK信號(hào)的情況下，通過(guò)在發(fā)送側(cè)也對(duì)振 幅進(jìn)行差動(dòng)編碼，還可以構(gòu)成為從光電場(chǎng)運(yùn)算部lll省略延遲除法電 路115,而向符號(hào)判定電路143直接輸入平方運(yùn)算電路112的輸出信 號(hào)114 -1: r ( n ) r ( n -1 )。
實(shí)施例6
圖15作為本發(fā)明的第6實(shí)施例而示出N值光相位調(diào)制信號(hào)用的 光多值信號(hào)接收器。
在第6實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)N值光相位調(diào)制信號(hào)197進(jìn)行差動(dòng)接收，無(wú)需接收光的振幅判定，從圖13所示的電場(chǎng)運(yùn)算部lll省略平方運(yùn)算 電路112和延遲除法電路115，而僅剩余反正切運(yùn)算電路113。雖未在 圖15中示出，但在本實(shí)施例中，也可以通過(guò)使用圖8、圖9中說(shuō)明的 判定反饋電路來(lái)降低相位變動(dòng)的影響，而可以改善接收靈敏度。
另外，第6實(shí)施例從表面上來(lái)看類似于圖4所示的以往的2值相 位調(diào)制光用的接收器，但在圖4的接收器中，接收信號(hào)被限于2值相 位調(diào)制信號(hào)，對(duì)成為符號(hào)判定電路的2值判定電路152,輸入從平衡 型接收器105-1輸出的cos ( A(J) (n))。因此，上述以往技術(shù)的接 收器并非如本實(shí)施例所示那樣，根據(jù)從平衡型接收器輸出的復(fù)數(shù)信號(hào) 的x、 y分量生成符號(hào)間相位差A(yù)(j) (n),并利用該A小(n)的值來(lái)判 定接收符號(hào)的數(shù)字值。根據(jù)本實(shí)施例，即使在接收到2值以上的多值 相位調(diào)制信號(hào)的情況下，也可以利用使用電場(chǎng)運(yùn)算部111生成的A(j) (n)的值，容易地判定接收符號(hào)的數(shù)字值。
實(shí)施例7
圖16作為本發(fā)明的第7實(shí)施例而示出讀取光電場(chǎng)所具有的信息全 部的完全型的光電場(chǎng)接收器200。
此次示出的完全型的光電場(chǎng)接收器200與第6實(shí)施例不同，通過(guò) 以符號(hào)速率的倍速對(duì)輸入光信號(hào)101的光電場(chǎng)進(jìn)行直接采樣，而讀取 光電場(chǎng)所具有的信息全部。
如果與圖5所示的第1實(shí)施例進(jìn)行比較，則光延遲檢波器201 - 1、 202 - 2的延遲量成為符號(hào)周期T的1/2，對(duì)A/D變換器106輸入的采 樣時(shí)鐘107成為與輸入光信號(hào)同步的符號(hào)速率的2倍(頻率=2/1)的 時(shí)鐘。從光延遲檢波器204 - 1、 204 - 2至電場(chǎng)運(yùn)算部111的動(dòng)作與第 1實(shí)施例類似。在本實(shí)施例中，對(duì)從電場(chǎng)運(yùn)算部lll輸出的電場(chǎng)信號(hào) 117-1、 117-2通過(guò)電場(chǎng)補(bǔ)償電路202實(shí)施補(bǔ)償運(yùn)算，將補(bǔ)償后的電 場(chǎng)信號(hào)203 - 1、 203 - 2設(shè)為光多值信號(hào)接收器的輸出。
圖17的(A) 、 (B)分別示出電氣性接收信號(hào)x、 y和再現(xiàn)電場(chǎng) 信號(hào)r (n) 、 (J) (n)的采樣定時(shí)。在這些圖中，n、 n - 1并表示符號(hào) 序號(hào)，而表示172間隔的時(shí)間序列采樣的順序。在本實(shí)施例中，光延遲檢波器201-1、 202 - 2的延遲量成為172，所以光延遲檢波是在時(shí) 間軸上偏移了半個(gè)符號(hào)的接收符號(hào)間進(jìn)行的。其結(jié)果，如圖(B)所 示，作為再現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)，可以針對(duì)每半個(gè)符號(hào)逐次得到電場(chǎng)信息。這 樣，如果可以以T/2間隔得到全部電場(chǎng)信息，則可以與相干光接收器 同樣地，完全補(bǔ)償光電場(chǎng)的劣化。另外，以往技術(shù)中的光延遲檢波由 于以專門(mén)得到符號(hào)間的相對(duì)相位信息為目的，所以無(wú)需如本實(shí)施例那 樣，以符號(hào)長(zhǎng)度以下的延遲時(shí)間差進(jìn)行光延遲檢波。
圖18是應(yīng)用第7實(shí)施例的完全型光電場(chǎng)接收器200對(duì)由于傳送路 徑中的波長(zhǎng)分散而引起光多值信號(hào)劣化進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的說(shuō)明圖。
來(lái)自光多值信號(hào)發(fā)送器210的發(fā)送光電場(chǎng)204如框501的振幅眼 圖案所示那樣，具有3個(gè)值的振幅電平。然而，如果通過(guò)光纖傳送路 徑206，則在光電場(chǎng)204中產(chǎn)生與波長(zhǎng)分散量p對(duì)應(yīng)的波形劣化，多 值信號(hào)接收器200所接收的光電場(chǎng)的振幅眼圖案如框502所示那樣劣 化得較大。傳送路徑206的波長(zhǎng)分散作為用傳播函數(shù)exp ( -JPco2) 表示的線性劣化，對(duì)發(fā)送光電場(chǎng)204帶來(lái)影響。
本實(shí)施例的完全型光電場(chǎng)接收器200接收波形劣化的發(fā)送光電場(chǎng) 204,使用電場(chǎng)計(jì)算部208計(jì)算出再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117。此處，電場(chǎng)計(jì) 算部208相當(dāng)于圖16所示的光延遲檢波器204 - 1、 204 - 2至電場(chǎng)運(yùn) 算部111為止的電路部分。A/D變換器106-1、 106-2的采樣點(diǎn),皮調(diào) 整成位于各符號(hào)的中央。
電場(chǎng)計(jì)算部208的輸出117 (r (n)和(|) (n))被供給到電場(chǎng)補(bǔ) 償電路202,使用與傳送路徑205的傳播函數(shù)相逆的特性的傳播函數(shù) exp (j(ko2)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償為頻率區(qū)域的運(yùn)算，可以利用FFT 或巻積運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。電場(chǎng)補(bǔ)償電路202通過(guò)補(bǔ)償量輸入端子207從外 部設(shè)定補(bǔ)償量(5，可以動(dòng)態(tài)地變更傳播函數(shù)。根據(jù)上述運(yùn)算的結(jié)果， 從電場(chǎng)補(bǔ)償電路202輸出對(duì)波形劣化進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)碾妶?chǎng)信號(hào)203，所 以可以用與各符號(hào)的中央一致的釆樣定時(shí)，進(jìn)行多值信號(hào)的判定處理。
上述的完全補(bǔ)償不限于在接收信號(hào)中發(fā)生的波形劣化為線性，在 原理上還可以應(yīng)用于任意的波形劣化。因此，還可以利用電場(chǎng)補(bǔ)償電路202補(bǔ)償例如光發(fā)送器或接收器的頻帶劣化、由于窄帶光濾波而引 起的頻帶削減、濾波器的脈動(dòng)的影響等。
另外，為了補(bǔ)償上述的接收信號(hào)的劣化，優(yōu)選使用數(shù)字運(yùn)算器構(gòu) 成電場(chǎng)補(bǔ)償器202，但也可以與其他運(yùn)算電路同樣地，使用FPGA和 DSP等來(lái)構(gòu)成電場(chǎng)補(bǔ)償器202。另外，也可以在電場(chǎng)補(bǔ)償器202中， 根據(jù)接收信號(hào)的劣化程度，為了節(jié)約功耗和運(yùn)算能力等而省略補(bǔ)償處 理的一部分，或者在存在多個(gè)信號(hào)劣化要因的情況下，選擇地執(zhí)行與 影響度最高的劣化要因?qū)?yīng)的補(bǔ)償模式，或者重復(fù)多個(gè)補(bǔ)償模式來(lái)執(zhí) 行。
在第7實(shí)施例中，將A/D變換器106的采樣間隔和光延遲檢波器 104的延遲量設(shè)為符號(hào)長(zhǎng)度的1/2，但從奈奎斯特定理可以求出，采樣 頻率為信號(hào)的最大頻率分量的2倍以上。因此，在發(fā)送信號(hào)包含比符 號(hào)速率更高速的調(diào)制分量的情況下，需要更高速的采樣，相反在如雙 二進(jìn)制信號(hào)那樣光電場(chǎng)的有效頻帶低的情況下，可以降低采樣速率。 但是，被RZ調(diào)制的光信號(hào)由于包含與符號(hào)速率相同的頻率的強(qiáng)度調(diào) 制分量，所以如果使采樣速度與T/2—致，則由于重疊，輸出信號(hào)的 強(qiáng)度有可能總是成為固定值。因此，在接收到被RZ調(diào)制的光信號(hào)的 情況下，需要將采樣速度設(shè)成比T/2稍微高。
在圖12中說(shuō)明的第4實(shí)施例中，也使A/D變換器106的采樣速 度成為符號(hào)速率的倍數(shù)，但在第4實(shí)施例中，光延遲檢波器104的輸 出信號(hào)由于成為與1個(gè)符號(hào)前的電場(chǎng)的合成信號(hào)，所以僅簡(jiǎn)單地通過(guò) 對(duì)采樣實(shí)現(xiàn)高速化，無(wú)法得到完全的電場(chǎng)信息。該問(wèn)題可以利用后述 的交叉采樣來(lái)解決。
實(shí)施例8
圖19作為上述完全型的光電場(chǎng)接收器200的變形例而示出適用于 光纖中發(fā)生的非線性效果的一種即自相位調(diào)制效果的補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)補(bǔ) 償型的光電場(chǎng)接收器的結(jié)構(gòu)。但是，由于在自相位調(diào)制效果的補(bǔ)償中， 未必固定需要完全的電場(chǎng)信息，所以也可以在自適應(yīng)補(bǔ)償型中應(yīng)用第 1實(shí)施例~第6實(shí)施例中說(shuō)明的其他形式的光電場(chǎng)接收器。在本實(shí)施例中，光多值信號(hào)發(fā)送器210向光纖發(fā)送8值的APSK 信號(hào)。在該情況下，發(fā)送光電場(chǎng)204的相位點(diǎn)配置如框511所示，成 為在振幅2值的同心圓上放射狀地配置了 4值的相位點(diǎn)的配置。光纖 傳送路徑206中發(fā)生的自相位調(diào)制效果在光信號(hào)中引起與該強(qiáng)度成比 例的相位旋轉(zhuǎn)(A(j) (r) =ar2)。因此，通過(guò)了光纖的光電場(chǎng)的相位 點(diǎn)配置如在框512中用黑圓所示，外側(cè)同心圓上的相位點(diǎn)比內(nèi)側(cè)同心 圓上的相位點(diǎn)旋轉(zhuǎn)得更多，而在內(nèi)周和外周，在相位點(diǎn)配置中產(chǎn)生偏 移。自相位調(diào)制效果為非線性效果。但是，該影響可以通過(guò)對(duì)接收信 號(hào)乘上逆算子exp ( - jar ( n ) 2)來(lái)消除。
在從完全型光電場(chǎng)接收器200的電場(chǎng)計(jì)算部208輸出的電場(chǎng)信號(hào) 117中，如框513所示，通過(guò)自相位調(diào)制效果而發(fā)生相位旋轉(zhuǎn)(( r ) -ar2)。因此，在本實(shí)施例中，向4倍電路211輸入從電場(chǎng)補(bǔ)償器202 輸出的電場(chǎng)信號(hào)203中的相位信號(hào)(j)j (n)并抽取偏差分量，向偏差最 小化控制電路212輸入該偏差分量。偏差最小化控制電路212通過(guò)自 動(dòng)地控制對(duì)電場(chǎng)補(bǔ)償電路202的補(bǔ)償量輸入端子207提供的補(bǔ)償量a 的值以使從電場(chǎng)補(bǔ)償器202輸出的補(bǔ)償后的電場(chǎng)信號(hào)的誤差成為最 小，而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)補(bǔ)償。
APSK信號(hào)由4值的相位調(diào)制和2值的振幅調(diào)制構(gòu)成，所以在相 位點(diǎn)配置正常的情況下，如果使用4倍電路211使各相位點(diǎn)的相位成 為4倍，則應(yīng)總是成為固定值。但是，如果由于自相位調(diào)制效果而相 位點(diǎn)產(chǎn)生偏移，則4倍電路的輸出針對(duì)每個(gè)符號(hào)發(fā)生偏差。根據(jù)本實(shí) 施例，通過(guò)進(jìn)行自適應(yīng)補(bǔ)償以使偏差分量成為最小，可以總是將從電 場(chǎng)補(bǔ)償電路202輸出的電場(chǎng)信號(hào)203的相位點(diǎn)配置修正成最佳配置。 由于自相位調(diào)制效果引起的信號(hào)劣化在APSK信號(hào)以外的光信號(hào)中也 相同，本發(fā)明的自適應(yīng)補(bǔ)償型的光電場(chǎng)接收器還可以應(yīng)用于其他調(diào)制 方式。
實(shí)施例9
圖20示出將本發(fā)明的完全型的光電場(chǎng)接收器200應(yīng)用于2值強(qiáng)度 調(diào)制信號(hào)的波長(zhǎng)分散補(bǔ)償?shù)膶?shí)施例。通常的2值調(diào)制是在消光比為10dB左右的空間級(jí)別(space level) 光強(qiáng)度低的狀態(tài)下使用的。如果是該程度的消光比，則電場(chǎng)振幅比成 為3左右，所以成為對(duì)于本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器200在動(dòng)作上沒(méi)有問(wèn) 題的信號(hào)電平。但是，在消光比非常高的情況(例如20dB左右)和 由于光纖傳送路徑中產(chǎn)生的波形劣化而采樣點(diǎn)的光強(qiáng)度降低至零附近 的情況下，光電場(chǎng)接收器200有可能無(wú)法正常地動(dòng)作。本實(shí)施例的特 征在于，在消光比非常高的情況下為了使光電場(chǎng)接收器200正常地動(dòng) 作，有意地將空間級(jí)別設(shè)定得較高，而使消光比劣化。
在從發(fā)送器213發(fā)送了框521所示的2值光信號(hào)的情況下，由于 光纖的波長(zhǎng)分散的影響，光電場(chǎng)接收器200所接收的光電場(chǎng)205如框 522所示變化得較大。在本實(shí)施例中，使用光電場(chǎng)接收器200的電場(chǎng) 計(jì)算部208如框523所示的再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào)117的白圓所示那樣，使 采樣點(diǎn)從符號(hào)的中央偏移，而設(shè)定成符號(hào)寬度的25%與75%的時(shí)刻， 從而使釆樣后的光電場(chǎng)強(qiáng)度不易成為零。通過(guò)使用電場(chǎng)補(bǔ)償電路202 針對(duì)來(lái)自電場(chǎng)計(jì)算部208的輸出信號(hào)117運(yùn)算出與波長(zhǎng)分散相逆的特 性的傳播函數(shù)，而如框524所示，得到波長(zhǎng)分散的影響被補(bǔ)償?shù)碾妶?chǎng) 信號(hào)。
另外，從自電場(chǎng)補(bǔ)償電路202輸出的電場(chǎng)信號(hào)203再現(xiàn)的信號(hào)波 形的采樣點(diǎn)偏移，所以在本實(shí)施例中，向再采樣電路192輸入振幅信 號(hào)rj(n)，使用2值判定電路152判定符號(hào)波形的中央的采樣值，從 而得到再現(xiàn)后的2值數(shù)字信號(hào)153。另外，在本實(shí)施例中，向眼開(kāi)口 檢測(cè)電路214分支再釆樣電路192的輸出，使用眼開(kāi)口檢測(cè)電路214 對(duì)電場(chǎng)補(bǔ)償后的信號(hào)的眼開(kāi)口的大小進(jìn)行檢測(cè)。向控制電路215輸入 眼開(kāi)口檢測(cè)結(jié)果，控制電路215控制電場(chǎng)補(bǔ)償電路202的補(bǔ)償量p以 使眼開(kāi)口的值成為最大，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)分散補(bǔ)償。
本發(fā)明的完全型的光電場(chǎng)接收器作為相干接收器發(fā)揮功能，通過(guò) 利用電氣性電路實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算處理，可以動(dòng)態(tài)且無(wú)限制地補(bǔ)償波長(zhǎng)分散。 本發(fā)明的完全型的光電場(chǎng)接收器如上所述，可以應(yīng)用于多值信號(hào)以外 的2值的強(qiáng)度調(diào)制光、雙二進(jìn)制信號(hào)、2值相位調(diào)制信號(hào)等各種光信號(hào)的接收。在該情況下，無(wú)需波長(zhǎng)分散補(bǔ)償器，具有可以大幅擴(kuò)大光
傳送距離這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，在RZ調(diào)制的情況下，在位間光信號(hào)強(qiáng) 度一定成為"O"，但通過(guò)與本實(shí)施例同樣地降低RZ調(diào)制的消光比、或 使采樣定時(shí)偏移，可以再現(xiàn)原來(lái)的信號(hào)波形。 實(shí)施例10
圖21示出應(yīng)用了本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的波長(zhǎng)復(fù)用光傳送系統(tǒng) 的1個(gè)實(shí)施例。
波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置220A包括與波長(zhǎng)合波器223A結(jié)合的光發(fā)送器 226 - 1A ~ 226 - 3A和與波長(zhǎng)分波器224A結(jié)合的本發(fā)明的光電場(chǎng)接收 器200 - 1A~200 - 3A。另外，波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置220B包括與波長(zhǎng)合 波器223B結(jié)合的光發(fā)送器226 - IB ~ 226 - 3B和與波長(zhǎng)分波器224B 結(jié)合的本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器200 - IB ~ 200 - 3B。
波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置220A、 220B利用上行光傳送路徑和下行光傳 送路徑連接。上行光傳送路徑由光纖206 - 1 ~ 206 - 3和光放大器225 -1、 225 - 2構(gòu)成，下行光傳送路徑由光纖206 - 4 ~ 206 - 6和光放大 器225 - 3、 225 - 4構(gòu)成。
波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置220A的光發(fā)送器226 - 1A~ 226 - 3A以分別 不同的波長(zhǎng)人l ~>3發(fā)送光信號(hào)。這些光信號(hào)在通過(guò)波長(zhǎng)合波器223A 合波之后，輸出到上行光傳送路徑，通過(guò)所對(duì)置的光傳送裝置220B 的波長(zhǎng)分波器224B針對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行分離，而輸入到光電場(chǎng)接收器 200 - 1B 200 -3B。另一方面，波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置220B的光發(fā)送器 226 - 1B ~ 226 - 3B也分別以不同的波長(zhǎng)XI ~ >3發(fā)送光信號(hào)。這些光 信號(hào)在通過(guò)波長(zhǎng)合波器223B合波之后，輸出到下行光傳送路徑，通 過(guò)光傳送裝置220A的波長(zhǎng)分波器224A針對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行分離，而輸 入到光電場(chǎng)接收器200 -lA~ 200 -3A。另外，也可以在上行光傳送 路徑和下行光傳送路徑中，使所復(fù)用的光波長(zhǎng)不同。
波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置220A ( 220B)具備終端控制部221A ( 221B ) 和數(shù)據(jù)庫(kù)222A ( 222B )。對(duì)光發(fā)送器226 - 1A ~ 226 - 3A ( 226 - IB ~ 226 — 3B)以及光電場(chǎng)接收器200 - 1A ~ 200 — 3A ( 200 - IB ~ 200 -3B)，從外部輸入發(fā)送數(shù)據(jù)，向外部輸出接收數(shù)據(jù)，但在附圖中省略 了該部分。在數(shù)據(jù)庫(kù)222A ( 222B )中，與接收波長(zhǎng)XI ~義3對(duì)應(yīng)地， 存儲(chǔ)有表示形成光傳送路徑的各光纖的波長(zhǎng)分散量的數(shù)據(jù)表。
圖22示出由終端控制部221A (221B)執(zhí)行的補(bǔ)償量設(shè)定例程的 流程圖。該例程是在波長(zhǎng)復(fù)用傳送裝置的起動(dòng)/復(fù)位時(shí)、或者發(fā)送接收 器226 ( 226 - 1A ~ 226 - 3A ) 、 200 ( 200 - 1A ~ 200 - 3A )被復(fù)位時(shí) 執(zhí)行的。
終端控制部221A從數(shù)據(jù)庫(kù)222A讀出波長(zhǎng)分散量數(shù)據(jù)表，將用于 確定波長(zhǎng)信道的參數(shù)i設(shè)定成初始值"l"(步驟601 )。終端控制部221A 對(duì)參數(shù)i的值進(jìn)行校驗(yàn)(步驟602 )，在參數(shù)i超過(guò)對(duì)光纖傳送路徑復(fù) 用的信道數(shù)N (在圖21中N = 3)的情況下，結(jié)束該例程。
在參數(shù)i為N以下的情況下，終端控制部221A從與波長(zhǎng)分散量 數(shù)據(jù)表所表示的第i信道的波長(zhǎng)ki對(duì)應(yīng)的各光纖的波長(zhǎng)分散量，計(jì)算 出沿著接收光傳送路徑(在終端控制部221 - 1的情況下是指下行光傳 送路徑)的全部光纖的總波長(zhǎng)分散量Di (步驟603 )。之后，在對(duì)笫 i信道(波長(zhǎng)Zi)的光電場(chǎng)接收器200 - iA的端子207設(shè)定補(bǔ)償量"-Di"，起動(dòng)光電場(chǎng)接收器200 - iA。終端控制部221A使參數(shù)i的值遞 增(i = i + l),直到參數(shù)i超過(guò)復(fù)用信道數(shù)N為止，反復(fù)步驟602 ~ 604。
根據(jù)本實(shí)施例，光電場(chǎng)接收器200 - 1A~ 200 - 3A可以從起動(dòng)時(shí) 高精度地估計(jì)波長(zhǎng)分散補(bǔ)償量，所以無(wú)需自適應(yīng)控制。假設(shè)使用了自 適應(yīng)控制的情況下，也可以在短時(shí)間內(nèi)遷移到最佳的控制狀態(tài)，而可 以防止誤動(dòng)作。
實(shí)施例n
圖23示出由應(yīng)用了本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的多個(gè)光分插裝置 (ADM) 230 - 1 ~ 230 - 4構(gòu)成的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的1個(gè)實(shí)施例。光分插 裝置230 - 1 ~ 230 - 4在光纖傳送路徑206 - 1 ~ 206 - 4中環(huán)狀地連接。
在使用了光分插裝置和光交叉連接器等的光網(wǎng)絡(luò)中，光信號(hào)路徑 有可能動(dòng)態(tài)地變更。在本實(shí)施例中，在光信號(hào)路徑的變更時(shí)，利用與光分插裝置230 - 1連接的控制操作臺(tái)231，使受到路徑變更的影響的 光接收器200中的分散補(bǔ)償量進(jìn)行恰當(dāng)化。222是針對(duì)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的全 部光纖，記錄了每個(gè)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)分散值的數(shù)據(jù)庫(kù)222。在光信號(hào)路徑 被變更時(shí)，控制操作臺(tái)231訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)222，計(jì)算出與新的光信號(hào)路 徑和使用波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的總波長(zhǎng)分散值，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將其分發(fā)到與成為新路 徑的終端的光分插裝置(230-2-230-4 )連接的光接收器200 (200 - 1-200 -3)而作為分散補(bǔ)償量。
例如，在圖23中，從光發(fā)送器200 - 3輸出的波長(zhǎng)>3的光信號(hào)被 輸入到光分插裝置230 - 4,經(jīng)由沿著光路徑232 - 3的3個(gè)光纖傳送 路徑206 - 1、 206 - 2、 206 - 3,到達(dá)與光分插裝置230 - 3連接的光 電場(chǎng)接收器200 - 3。在光路徑232 - 3為新的路徑的情況下，控制操 作臺(tái)231從數(shù)據(jù)庫(kù)222讀出與波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光纖傳送路徑206 - 1、 206 - 2、 206 - 3的波長(zhǎng)分散量，使用用虛線表示的通信路徑233 -3 向光電場(chǎng)接收器200 - 3通知根據(jù)該合計(jì)值決定的補(bǔ)償量的設(shè)定信號(hào)。 補(bǔ)償量設(shè)定信號(hào)被輸入到補(bǔ)償量設(shè)定端子207 - 3，由此，對(duì)光電場(chǎng)接 收器200 - 3的電場(chǎng)補(bǔ)償電路202設(shè)定最佳的分散補(bǔ)償值。
根據(jù)本實(shí)施例，即使在光網(wǎng)絡(luò)上的光路徑被切換的情況下，也可 以從控制操作臺(tái)對(duì)成為光路徑的終端的光電場(chǎng)接收器200 - 3立刻設(shè) 定恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償量，所以可以大幅削減通信的中斷時(shí)間。另外，在從控 制操作臺(tái)設(shè)定的分散補(bǔ)償值的精度不充分的情況下，如實(shí)施例10中說(shuō) 明那樣，將該值作為初始值，利用自適應(yīng)控制進(jìn)行最佳化即可。
實(shí)施例12
圖24示出應(yīng)用了本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的光多值信號(hào)接收器的 其他實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，使用圖16中說(shuō)明的完全型的光電場(chǎng)接收器的光延 遲檢波器201-1、 201 - 2接收光多值信號(hào)123,向電場(chǎng)補(bǔ)償電路202 輸入電場(chǎng)運(yùn)算部111的輸出，向不依賴相位變動(dòng)的符號(hào)判定部176輸 入電場(chǎng)補(bǔ)償后的電場(chǎng)信號(hào)203 - 1、 203 -2，從而進(jìn)行相位變動(dòng)分量去 除和多值信號(hào)的符號(hào)判定。這樣，通過(guò)在光電場(chǎng)接收器的后級(jí)連接符號(hào)判定電路和FFE、 DFE等均衡電路、糾錯(cuò)電路等，可以構(gòu)成高性能 的光多值調(diào)制信號(hào)接收器。 實(shí)施例13
圖25示出應(yīng)用了本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器的光多值信號(hào)接收器的 又一實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，在來(lái)自圖16中說(shuō)明的完全型的光電場(chǎng)接收器的電 場(chǎng)補(bǔ)償電路202的輸出信號(hào)中，表示振幅分量的ri (n)的信號(hào)203 -1直接輸入到不依賴相位變動(dòng)的符號(hào)判定部176，表示相位分量(j)i (n) 的信號(hào)203 - 2輸入到電氣性區(qū)域的延遲檢波電路234,向不依賴相位 變動(dòng)的符號(hào)判定部176供給從延遲檢波電路234輸出的差動(dòng)相位信號(hào) A())(n),從而進(jìn)行相位變動(dòng)分量的去除和多值信號(hào)的符號(hào)判定。
為了使用電場(chǎng)補(bǔ)償電路202進(jìn)行完全的分散補(bǔ)償，需要使用前級(jí) 的電場(chǎng)運(yùn)算部lll預(yù)先再現(xiàn)全部光電場(chǎng)信息r (n) 、 (|) (n)。但是， 在如APSK信號(hào)那樣將可以應(yīng)用延遲檢波的信號(hào)設(shè)為接收信號(hào)的情況 下，向電氣性區(qū)域的延遲檢波電路234輸入使用電場(chǎng)補(bǔ)償電路202補(bǔ) 償完的電場(chǎng)信號(hào)中的相位分量(J)i (n),計(jì)算出差動(dòng)相位信號(hào)A(j)(n)， 將其應(yīng)用于符號(hào)判定，從而可以去除相位變動(dòng)的影響。
實(shí)施例14
圖26作為本發(fā)明的第14實(shí)施例示出應(yīng)用了交叉采樣的光多值信 號(hào)接收器。
在本實(shí)施例中，在圖8中說(shuō)明的第2實(shí)施例的光多值信號(hào)接收器 中，代替光延遲檢波器104-1、 104-2,而使用延遲量3T的光延遲 檢波器244 - 1、 244 - 2，向平衡型光接收器105 - 1 、 105-2分別連 接3個(gè)A/D變換器106-1A~ 106-3A、 106 - IB ~ 106 - 3B,向電場(chǎng) 運(yùn)算部111 - 1 ~ 111-3分別輸入相互成對(duì)的3組A/D變換輸出"xl、 yl"、 "x2、 y2，，、 "x3、 y3，，。電場(chǎng)運(yùn)算部111 - 1 ~ 111 - 3的輸出信號(hào) 117-1~ 117-3被分別輸入到不依賴相位變動(dòng)的符號(hào)判定部176-1~176_3。通過(guò)使這些3個(gè)符號(hào)判定部交叉動(dòng)作，可以將符號(hào)判定所 需的電路速度降低至1/3。240是與接收符號(hào)定時(shí)同步地發(fā)生頻率為1/3T的時(shí)鐘的分頻時(shí)鐘 源，通過(guò)使用延遲時(shí)間T和2T的延遲電路157，生成具有符號(hào)時(shí)間T 的相位差的3相的時(shí)鐘信號(hào)串。3組A/D變換器106 - iA、 106 - iB (i =1 ~ 3 )將這些3相的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘，對(duì)平衡型光接收器105 -l、 105-2的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。
其結(jié)果，對(duì)于從平衡型光接收器105-1、 105-2輸出的延遲檢波 信號(hào)，如圖27中用黑圓、二重圓、白圓所示那樣，通過(guò)這些3組A/D 變換器，在時(shí)間軸上對(duì)3個(gè)序列進(jìn)行交叉采樣。在該情況下，由于光 延遲檢波器244 - 1、 244- 2的延遲量成為3T，所以在電場(chǎng)運(yùn)算部111 -1~111-3中可以相互獨(dú)立地執(zhí)行光電場(chǎng)的再現(xiàn)運(yùn)算。所再現(xiàn)的光 電場(chǎng)信號(hào)117 - 1 ~ 117 - 3分別通過(guò)獨(dú)立的符號(hào)判定部176 - 1 ~ 176 -3進(jìn)行相位變動(dòng)的去除和符號(hào)判定。從符號(hào)判定部176-1~ 176-3輸 出的3個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)通過(guò)復(fù)用電路243合成，并作為再現(xiàn)多值數(shù) 字信號(hào)144而輸出。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果使用電場(chǎng)運(yùn)算部111 - 1~111-3獨(dú)立地對(duì)在 時(shí)間上交叉后的3個(gè)序列的相位點(diǎn)(圖26的黑圓、二重圓、白圓)進(jìn) 行處理，并互不相關(guān)地供給到符號(hào)判定電路176-1~176-3，則在相 位和振幅等中有可能具有誤差。
因此，在本實(shí)施例中，向電場(chǎng)同步電路241分支再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào) 117-1~ 117-3，對(duì)同一相位點(diǎn)的平均振幅、平均相位相互進(jìn)4亍比較， 將該差分作為矯正信號(hào)242供給到符號(hào)判定部176 - 1 ~ 176 - 3供給。 各符號(hào)判定部176根據(jù)上述矯正信號(hào)，進(jìn)行輸入信號(hào)振幅的歸一化和 基準(zhǔn)相位的矯正，以使3個(gè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)的振幅、相位基準(zhǔn)總是一 致。另外，也可以設(shè)為矯正信號(hào)242供給到電場(chǎng)運(yùn)算部111 _ 1 ~ 111 -3而代替供給到符號(hào)判定部176,各電場(chǎng)運(yùn)算部111 - 1 ~ 111 - 3對(duì) 各個(gè)輸出信號(hào)(再現(xiàn)光電場(chǎng)信號(hào))117-1-117-3進(jìn)行矯正。
在本實(shí)施例中，交叉數(shù)和釆樣速度等可以任意地選擇。例如，在 使用圖16所示的完全型的光電場(chǎng)接收器200進(jìn)行交叉數(shù)為2的交叉采 樣的情況下，將光延遲檢波器201 - 1、 201 - 2的延遲時(shí)間設(shè)為T(mén)，將采樣速度設(shè)為1/T即可。
如從以上的實(shí)施例可知，本發(fā)明的光電場(chǎng)接收器使用光延遲檢波 器，所以不依賴于輸入光的偏振波狀態(tài)，無(wú)需本地振蕩光源。實(shí)施例 中示出的光多值信號(hào)接收器在處理光延遲檢波器的輸出信號(hào)的電場(chǎng)運(yùn) 算電路中，可以直接再現(xiàn)光信號(hào)相位點(diǎn)的二維坐標(biāo)信息，所以可以使 用與電場(chǎng)運(yùn)算電路連接的符號(hào)判定電路一并判定多值符號(hào)，可以使用 比較小型的硬件規(guī)模來(lái)實(shí)現(xiàn)傳送效率高的32值、64值等多值數(shù)大的 光多值信號(hào)接收器。
另外，在本發(fā)明中，由于可以使用電氣性數(shù)字電路來(lái)執(zhí)行電場(chǎng)運(yùn) 算和多值判定等，所以可以容易地實(shí)現(xiàn)與傳送路徑的損失、信號(hào)的SN 比、劣化要因等對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)型接收器。在對(duì)光電場(chǎng)接收器連接了電 場(chǎng)補(bǔ)償電路的情況下，理論上可以完全補(bǔ)償波長(zhǎng)分散和頻帶劣化等線 性的傳送劣化，還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地變更補(bǔ)償內(nèi)容的自適應(yīng)分散補(bǔ)償。 另外，本發(fā)明除了光纖通信用的接收器以外，例如還可以應(yīng)用于光電 場(chǎng)波形測(cè)定裝置和光空間傳送裝置等。
另外，在無(wú)線通信領(lǐng)域中的多值信號(hào)傳送和應(yīng)用了本發(fā)明的光通 信領(lǐng)域中，技術(shù)上存在以下那樣的不同點(diǎn)。
(1 )無(wú)線通信領(lǐng)域的接收器構(gòu)成為一般使用本地振蕩器，對(duì)輸入 電場(chǎng)的正交分量進(jìn)行相干接收。其對(duì)應(yīng)于本說(shuō)明書(shū)中圖2示出的相干 光傳送方式。在無(wú)線通信的領(lǐng)域中，與光通信不同，接收信號(hào)的偏振 波依賴性和本地發(fā)送器等的成本不會(huì)成為問(wèn)題，所以可以比較簡(jiǎn)單地 構(gòu)成這樣的相干電場(chǎng)接收器。本發(fā)明不使用本地振蕩器，而使用光延 遲檢波器得到與相干檢波同樣的效果，與無(wú)線通信領(lǐng)域的接收器的解 決課題不同。
(2)在無(wú)線通信領(lǐng)域中，也使用延遲檢波器。但是，在無(wú)線通信 領(lǐng)域中， 一般情況下通過(guò)使用了本地振蕩器的相干正交檢波生成基帶 信號(hào)，并針對(duì)該基帶信號(hào)應(yīng)用延遲檢波。本發(fā)明的光延遲檢波適用于 無(wú)法正交分離的復(fù)數(shù)光信號(hào)，作用效果與無(wú)線通信中的延遲檢波不同。 工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以用于在光通信領(lǐng)域中的高傳送效率的多值調(diào)制信號(hào)接 收中。
權(quán)利要求
1. 一種光電場(chǎng)接收器，用于接收光多值信號(hào)，其特征在于，包括光分支器，將所接收到的光多值信號(hào)分支成第1、第2光信號(hào)；第1光延遲檢波器，以延遲時(shí)間T(T＝符號(hào)時(shí)間)對(duì)上述第1光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第2光延遲檢波器，通過(guò)相對(duì)上述第1光延遲檢波器偏移90度的光相位差，以延遲時(shí)間T對(duì)上述第2光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第1、第2光接收器，將從上述第1、第2延遲檢波器輸出的表示復(fù)數(shù)信號(hào)的x分量、y分量的延遲檢波信號(hào)分別變換成第1、第2電信號(hào)；以及電場(chǎng)運(yùn)算部，從上述第1、第2電信號(hào)，針對(duì)每個(gè)符號(hào)時(shí)間T，生成表示接收符號(hào)的相位角或符號(hào)間相位差的第1再現(xiàn)信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光電場(chǎng)接收器，其特征在于，上迷電場(chǎng)運(yùn) 算部從上述第1、第2電信號(hào)，針對(duì)每個(gè)符號(hào)時(shí)間T，生成表示接收符號(hào) 的振幅值的第2再現(xiàn)信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電場(chǎng)接收器，其特征在于，上述電場(chǎng)運(yùn) 算部將通過(guò)上述第1、第2電信號(hào)的平方和的平方才降算得到的延遲檢波 信號(hào)的振幅值除以在1個(gè)符號(hào)時(shí)間之前作為上述第2再現(xiàn)信號(hào)被輸出的 接收符號(hào)的振幅值，生成作為上述第2再現(xiàn)信號(hào)應(yīng)新輸出的振幅值。
4. 一種光電場(chǎng)接收器，接收通過(guò)相位調(diào)制和振幅調(diào)制的組合得到的 多值的光信號(hào)，其特征在于，包括光分支器，將所接收到的光多值信號(hào)分支成第1、第2、第3光信號(hào)； 第1光延遲檢波器，以延遲時(shí)間T ( T -符號(hào)時(shí)間)對(duì)上述第1光信 號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第2光延遲檢波器，通過(guò)相對(duì)上述第1光延遲檢波器偏移90度的光 相位差，以延遲時(shí)間T對(duì)上述第2光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第1、第2光接收器，將從上述第1、第2延遲檢波器輸出的表示復(fù) 數(shù)信號(hào)的x分量、y分量的延遲檢波信號(hào)分別變換成第1、第2電信號(hào)；第3光接收器，將上述第3光信號(hào)變換成電氣性光強(qiáng)度信號(hào)；以及 電場(chǎng)運(yùn)算部，針對(duì)每個(gè)符號(hào)時(shí)間T，從上述第1、第2光接收器的輸 出信號(hào)，生成表示接收符號(hào)的相位角或符號(hào)間相位差的第l再現(xiàn)信號(hào)， 從上述笫3光接收器的輸出信號(hào)，生成表示接收光信號(hào)的振幅值的第2 再現(xiàn)信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器，其特征 在于，上述電場(chǎng)運(yùn)算部通過(guò)上述第1、第2電信號(hào)的反正切運(yùn)算，生成作 為上述第l輸出信號(hào)應(yīng)輸出的符號(hào)間相位差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器，其特征 在于，上述電場(chǎng)運(yùn)算部根據(jù)依據(jù)上述第1、第2電信號(hào)計(jì)算出的符號(hào)間相 位差、和至少在1個(gè)符號(hào)時(shí)間之前作為上述第1再現(xiàn)信號(hào)被輸出的相位 角，生成應(yīng)作為上述第1再現(xiàn)信號(hào)輸出的相位角。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器，其特征 在于，具備延遲調(diào)整單元，該延遲調(diào)整單元用于將從上述光分支器經(jīng)由 上述第1、第2光延遲檢波器到達(dá)上述電場(chǎng)運(yùn)算部的2個(gè)信號(hào)路徑中的傳 播時(shí)間差調(diào)整到上述符號(hào)時(shí)間T以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2~4中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器，其特征 在于，具備正交坐標(biāo)變換部，該正交坐標(biāo)變換部用于將由上述電場(chǎng)運(yùn)算 部生成的振幅值和相位角變換成復(fù)數(shù)信號(hào)的同相分量(I分量)和正交分 量(Q分量)，而作為上述第l、第2再現(xiàn)信號(hào)輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2~4中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器，其特征 在于，具備多個(gè)A/D變換器，上述多個(gè)A/D變換器用于將從上述各光接 收器輸出的電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，上述電場(chǎng)運(yùn)算部通過(guò)數(shù)字運(yùn)算生成 上述第1、第2再現(xiàn)信號(hào)。
10. —種光多值信號(hào)接收器，其特征在于，包括 權(quán)利要求1 ~9中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器；以及 符號(hào)判定電路，根據(jù)來(lái)自上述光電場(chǎng)接收器的輸出信號(hào)，對(duì)與接收符號(hào)對(duì)應(yīng)的多值數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼。
11. 一種光多值信號(hào)接收器，其特征在于，包括權(quán)利要求2所述的光電場(chǎng)接收器；以及符號(hào)判定電路，根據(jù)從上迷光電場(chǎng)接收器輸出的上述第1、第2再現(xiàn) 信號(hào)，對(duì)與接收符號(hào)對(duì)應(yīng)的多值數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼，上述符號(hào)判定電路具備用于從上述第1再現(xiàn)信號(hào)表示的相位角去除 相位變動(dòng)分量的單元，根據(jù)去除了該相位變動(dòng)分量的相位角和上述第2 再現(xiàn)信號(hào)表示的振幅值，生成上述多值數(shù)字信號(hào)。
12. —種光多值信號(hào)接收器，其特征在于，包括 權(quán)利要求9所述的光電場(chǎng)接收器；以及符號(hào)判定電路，根據(jù)從上述光電場(chǎng)接收器輸出的上述第1、第2再現(xiàn) 信號(hào)，生成與接收符號(hào)對(duì)應(yīng)的多值數(shù)字信號(hào)，上述各A/D變換器以符號(hào)速率(1/T )的2倍以上的采樣速度，將從 上述各光接收器輸出的電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光多值信號(hào)接收器，其特征在于，上述 符號(hào)判定電路具備波形均衡單元，該波形均衡單元用于補(bǔ)償上述第1、 第2再現(xiàn)信號(hào)的波形劣化。
14. 一種光電場(chǎng)接收器，接收實(shí)施了 2值以上的多值調(diào)制的光信號(hào)， 其特征在于，包括光分支器，將所接收到的光多值信號(hào)分支成第1、第2光信號(hào)；第1光延遲檢波器，以T/2以下(T-符號(hào)時(shí)間)的延遲時(shí)間t對(duì)上 述第1光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第2光延遲檢波器，通過(guò)相對(duì)上述第1光延遲檢波器偏移卯度的光 相位差，以延遲時(shí)間t對(duì)上述第2光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第1、第2光接收器，將從上述第1、第2延遲檢波器輸出的表示復(fù) 數(shù)信號(hào)的x分量、y分量的延遲檢波信號(hào)分別變換成第1、笫2電信號(hào)；第l、第2A/D變換器，用于以釆樣周期t將上述各光接收器的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)；以及電場(chǎng)運(yùn)算部，從上述第1、第2電信號(hào)，以周期t生成表示接收符號(hào) 的相位角的第1再現(xiàn)信號(hào)和表示接收符號(hào)的振幅值的第2再現(xiàn)信號(hào)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電場(chǎng)接收器，其特征在于，上述電場(chǎng)運(yùn)算部具備光電場(chǎng)補(bǔ)償電路，該光電場(chǎng)補(bǔ)償電路用于對(duì)上述第1、第2 再現(xiàn)信號(hào)，補(bǔ)償上述光多值信號(hào)通過(guò)的外部光傳送路徑中產(chǎn)生的波形劣 化。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電場(chǎng)接收器，其特征在于，上述光電 場(chǎng)補(bǔ)償電路具備用于對(duì)波形劣化補(bǔ)償量進(jìn)行最優(yōu)化的自動(dòng)控制單元。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14~16中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器，其特 征在于，具備延遲調(diào)整單元，該延遲調(diào)整單元用于將從上述光分支器經(jīng) 由上述第1、第2光延遲檢波器到達(dá)上述電場(chǎng)運(yùn)算部的2個(gè)信號(hào)路徑中的 傳播時(shí)間差調(diào)整到上述延遲時(shí)間t以下。
18. —種光多值信號(hào)接收器，其特征在于，包括 權(quán)利要求14 ~ 17中的任意一項(xiàng)所述的光電場(chǎng)接收器；以及 符號(hào)判定電路，根據(jù)上述第1、第2再現(xiàn)信號(hào)，生成與接收符號(hào)對(duì)應(yīng)的多值數(shù)字信號(hào)。
19. 一種光傳送裝置，其特征在于，包括 權(quán)利要求15所述的至少1個(gè)光電場(chǎng)接收器；存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)有構(gòu)成外部光傳送路徑的多個(gè)光纖區(qū)間的波長(zhǎng)分散 信息；以及 控制部，上述控制部根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)裝置中的波長(zhǎng)分散信息，計(jì)算出成 為向上述光多值信號(hào)接收器輸入的光多值信號(hào)的路徑的外部光傳送路徑 中的波長(zhǎng)分散的總量，對(duì)上述光電場(chǎng)補(bǔ)償電路設(shè)定通過(guò)該波長(zhǎng)分散總量 決定的波形劣化補(bǔ)償量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電場(chǎng)接收器、光多值信號(hào)接收器以及光傳送系統(tǒng)，該光電場(chǎng)接收器包括光分支器，將所接收到的光多值信號(hào)分支成第1、第2光信號(hào)；第1光延遲檢波器，以延遲時(shí)間T(T＝符號(hào)時(shí)間)對(duì)上述第1光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第2光延遲檢波器，通過(guò)相對(duì)上述第1光延遲檢波器偏移90度的光相位差，以延遲時(shí)間T對(duì)上述第2光信號(hào)進(jìn)行延遲檢波；第1、第2光接收器，將從上述第1、第2延遲檢波器輸出的表示復(fù)數(shù)信號(hào)的x分量、y分量的延遲檢波信號(hào)分別變換成電信號(hào)；以及電場(chǎng)運(yùn)算部，從上述第1、第2光接收器的輸出信號(hào)，針對(duì)每個(gè)符號(hào)時(shí)間T，生成表示以上述復(fù)數(shù)信號(hào)表示的接收符號(hào)的振幅值和相位角的第1、第2再現(xiàn)信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B10/142GK101438517SQ200680054548
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者菊池信彥 申請(qǐng)人:日立通訊技術(shù)株式會(huì)社