[发明专利]光通信系统、光通信方法和光通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及光通信系统，具体涉及使用DQPSK(差分正交相移键控)作为调制/解调方案的光通信方法和光通信设备，以及使用所述方法和设备的光通信系统。

背景技术

如在R.A.Griffin等的″Optical Differential Quadrature Phase-Shift Key(oDQPSK)for High Capacity Optical Transmission″，Optical Fiber Communication Conference and Exhibit，USA.March 2003，WX6，pp.367-368中描述的，DQPSK方案是一种在波长使用效率、波长色散容限以及极化波长色散容限方面卓越的调制方案，提出了对需要这些优点的多种光通信系统的应用(例如，JP2004-516743A)。以下将参考图1至3来描述一般DQPSK光通信系统的配置和操作，其中，例如如在专利文献1中描述的，DQPSK光通信系统具有使用DQPSK调制方案的光发送设备和光接收设备。

图1是示出了一般光发送设备的调制部分以及一般光接收设备的解调部分的配置示例的框图。图2A是示出了一般DQPSK光发送信号Es(t)的相位状态的信号星座图。图3是示出了DQPSK光发送信号Es(t)和解调信号Rx的时序图。

在图1中，光发送设备900具有DQPSK编码部分901、光载波产生部分902和DQPSK调制部分903。在光载波产生部分902中，通常将激光二极管用作CW(连续波)光源。

光接收设备920具有分光器923、延迟干涉计921和922以及平衡性光电转换器924和925。延迟干涉计921具有臂921a和臂921b，臂921a具有用于实现延迟时间τ的光传输路径，臂921b用于固定地给出π/4相移以及在必要时用于固定地给出精细调节相位φ₀。延迟干涉计922具有臂922a和臂922b，臂922a具有用于实现延迟时间τ的光传输路径，臂922b用于固定地给出-π/4相移以及在必要时用于固定地给出精细调节相位φ₀。

在光发送设备900中，光载波产生部分902产生具有频率ν₀的光载波并将该光载波输出至DQPSK调制部分903。DQPSK调制部分903利用如图2A所示以π/4间隔定位的四个值中的任何一个值对频率为ν₀的光载波进行相位调制，根据信号ET1和ET2产生DQPSK信号Es(t)。DQPSK编码部分901执行对与DQPSK调制相对应的发送数据d1和d2的编码，并将编码信号ET1和ET2输出至DQPSK调制部分903。

如图2A和2B所示，对于每个符号，光信号的相位θ是[π/4，3π/4，5π/4，7π/4]中的任何一个。光信号已被DQPSK编码部分901编码并且被映射到Δθ，Δθ是信号与前一信号之间的相位差。Δθ是四个值[0，π/2，π，3π/2]中的任何一个。由于发送信号Es(t)是通过以相位信息θ(t)调制光载波频率ν₀而得到的信号，所以可以由以下表达式(1)来表示发送信号Es(t)。

[表达式1]

Es(t)＝exp{i[2πν₀t+θ(t)]}...(1)

这里，θ(t)采用值[π/4，3π/4，5π/4，7π/4]中的任何一个。由于每个符号具有四个值，即，2比特信息，所以对于传输容量B[bits/s]，符号速率是B/2[符号/秒]，符号间隔是τ＝2/B[秒]。

当上述表达式(1)所表达的光信号Es(t)到达时，光接收设备920的分光器923将该光信号Es(t)分成两个光信号。将一个光信号发送至延迟干涉计921，将另一个光信号发送至延迟干涉计922。以下将作为示例描述延迟干涉计921的操作。

延迟干涉计921还将输入的光信号分成两个信号，在臂921a处将一个光信号延迟τ，在臂921b处将另一个光信号相移π/4。通过将一个光信号延迟τ，可以使另一个光信号与信号前一个符号间隔的光信号干涉，并提取相位差Δθ(t)＝θ(t)-θ(t-τ)。干涉之前的两个光信号E1(t)和E2(t)可以由以下表达式(2)来表示。

[表达式2]