[发明专利]光接收器及光传送系统

说明书

技术领域

本发明涉及光信息传送技术，更详细地讲，涉及适合接收通过光纤传送的多值光信息的光接收器及光传送系统。

背景技术

近年来，能够通过一根光纤传送的信息量（传送容量）随着被复用的波长数的增加及光信号的调制速度的高速化而持续扩大。为了使通过光纤传送的信息量更大，需要研究信号调制方式，通过在有限的频带中塞入大量光信号来提高频带的利用效率。

在无线通信领域中，通过多值调制技术能够进行频率利用效率超过10的高效率的传送。多值调制在光纤传送中有前途，以往进行了很多研究。例如，在非专利文献1中报告了进行4值相位调制的QPSK（Quadrature Phase Shift Keying），在非专利文献2中报告了将4值的振幅调制和8值的相位调制组合而成的32值的振幅·相位调制。

图1的（A）～（D）是表示用于光传送的复数相位平面的说明和公知的各种调制方式的信号点配置的图，在复相位平面（或复平面，相位面，IQ平面）上描绘有各种光多值信号的信号点（识别时刻的光电场的复数显示）。

图1的（A）是IQ平面上的信号点的说明图，各信号点能够通过复数正交坐标（IQ坐标）或由图示的振幅r（n）和相位表示的极坐标来显示。

（B）是4值相位调制（QPSK）的信号点配置的例，用于多值信号的传送的4个理想信号点（符号）显示在复平面上。这些各理想信号点的振幅一定，相位角配置在0、π/2、π、－π/2的4个位置上。通过传送这4个符号中的一个符号，每1个符号能够传送2比特的信息（00、01、11、10）。另外，在使用光延迟检波直接接收（非相干接收）该信号的情况下，一般采用预先进行了差动预编码的差动4值相位调制（DQPSK），但由于两者的信号点配置相同，因此在本说明书中不特意区分两者。

（C）表示在无线中广泛使用的16值正交振幅调制（16QAM）。在16QAM中，理想信号点配置成栅格状，每一个符号能够传送4比特的信息。在图示的例中，用Q轴坐标表现了高位2比特（10xx、11xx、01xx、00xx）的值，用I轴坐标表现了低位2比特（xx10、xx11、xx01、xx00）的值。已知该信号点配置能够使信号点间的距离变大，因此接收灵敏度高，并且已报告了在光通信中使用相干光接收器能够实现这种正交振幅调制。例如，在非专利文献3中报告了收发64QAM信号的实验例。另外，相干光接收器是为了检测光信号的相位角而使用配置在接收器内部的本振光源的方式。

（D）是将2值振幅调制和8值相位调制重叠而成的16值振幅相位调制（16APSK）方式，16个信号点以振幅不同的2个同心圆状各配置了8个。像这样研究着各种信号点配置的多值信号的利用。

另一方面，为了扩大光传送容量，还研究了将各波长（信道）的调制速度高速化为10Gbit/秒～40Gbit/秒左右。但是，若将调制速度像这样进行高速化，则由于光纤所具有的波长分散及自相位调制效果等的非线性效果，传送品质大大劣化。在光传送的情况下，由于波长分散的影响，光传送距离剧减到信号比特率的平方分之一。因此，在10Gbit/秒以上的光传送中，在光信号接收端或光中继器中需要用于补偿在传送路中发生的波长分散的分散补偿器。例如，在40Gbit/秒的光传送中，对波长分散的承受力在通常分散光纤中仅是5km量左右，因此研究了通过配置在光信号接收端的可变波长分散补偿器，自动控制成信号品质的劣化最小的自适应补偿技术。

但是，可变波长分散补偿器在装置的尺寸、复杂度、成本、控制速度等方面还有很多应解决的问题。近年来，研究了在光信号接收机的电气电路部中配置了前馈均衡电路（FFE）或判决反馈均衡电路（DFE）等的电气的自适应均衡电路的结构、及通过最大似然序列估计电路（MLSE）估计接收符号的电域补偿技术。但是，以往技术的电域中的波长分散补偿仅是对接收光波形的眼状开口进行整形的不完整的补偿。因此，补偿效果也是将接收器的波长分散承受力实际上扩大到1.5～2倍，例如，在40Gbit/秒的通常的光纤传送中将传送距离延长至10km的程度，是不充分的效果。

作为能够解决上述问题的技术之一，例如有非专利文献4中报告的相干光电场接收系统（第1技术例）。

另一方面，有以前我们提出的利用直接检波的相位预积分型光多值信号传送系统（第2技术例）。本方式是不利用相干检波而实现光多值收发器小型且低成本·低耗电的技术，其细节记载在专利文献1中。

此外，在作为第3技术例的专利文献2中，我们自己提出了利用延迟检波具有波长分散补偿功能的光电场接收器的结构。

现有技术文献