[发明专利]解调器及光收发机

说明书

技术领域

本发明涉及光通信系统中解调相位调制信号的解调器以及使用该种解调器的光收发机(光通信模块)。

背景技术

在光通信领域中，长期以来沿用通过进行强度调制来调制信号、通过使用光检测器将光强度直接转换为电信号来进行解调这样最单纯的方式。但是近年，为了适应超过40Gb/s的高比特率，对于信号调制进行相位调制的方式受到瞩目。相位调制信号的解调方法具有两种，一种是使信号调制后发送的光与来自接收器侧具备的本机振荡光(local oscillator lights)的光进行干涉来解调的方法(相干方式)，另一种方法是将信号调制后的光一分为二，使分支后光束间隔调制1比特信号对应的定时进行复用以进行干涉，将相位的偏移转换为光强度信号来解调(差分相移调制方式)。其中差分相移调制方式根据被调制相位的数目被称作差分二相相移键控(DBPSK或者DPSK，Differential Binary Phase Shift Keying)、差分四相相移键控(DQPSK，Differential Quadrature Phase Shift Keying)等。另外，相干方式中，例如相位四相调制的情况被称作QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)。另外，上述任一种方式都能够与对光的两种偏光成分独立进行调制的偏光分集方式并用，由此能够使信息量加倍。尤其是相干方式，组合了偏光分集方式和QPSK的称作DP-QPSK(Dual-Polarization QPSK)的方式也正在研究之中。

对于DQPSK解调方法，使用图1的解调器框图进行说明。差分相移调制后的被调制光100首先被半分束器(half beam splitter)这样的分支元件101分割成分支光102、分支光103。分支光102进一步被分支元件104一分为二，其中之一通过延迟部105附加信号调制1符号对应的光程(例如信号调制频率为20GHz的情况下，约为14mm)，分支元件104的两束分支光的光程差设定为光波长的整数倍(也就是相位差为0)。之后，两束分支光被半分束器这样的复用元件106再次复用，生成两束干涉光。通过包括平衡型光检测器(balanced photo detector)和跨阻放大器(trams-impedance amplifier)的差分检测器107检测这些干涉光的强度差来得到输出信号。由该相位差为零的干涉光得到的输出信号的通道被称作I通道(I channel)。另一方面，与分支光102相同，被分支元件101分割后的分支光103由分支元件108一分为二，通过延迟部109对其中之一赋予1信号对应的延迟，再次通过复用元件110复用，生成两束干涉光。但是，在这里将相位差设定为相差90度。与I通道相同，这些干涉光被检测器111检测出来，从而得到输出信号。由该相位差90度的干涉光得到的输出通道被称作Q通道(Q channel)。

在图2的解调器框图中显示DP-QPSK解调方法。被调制光200(以后称作信号光)被偏光分束器(polarization beam splitter)等偏光分离元件201分离成两种偏光成分。同样，在接收侧准备的本机振荡光202也被分支元件203一分为二。这里，信号光、本机振荡光的分支光输入到光90度混合器(optical 90-deg hybrid)204、205其中之一，在此生成信号光和本机振荡光的干涉光。此时，信号光和本机振荡光分别在光90度混合器内部被光分支元件分支，以彼此相差90度的相位关系进行两种复用。这里，通过一种复用生成的两束干涉光被平衡型检测器206、207、208、209中的某一个检测出来，并输出与强度差对应的电信号，因此，与DQPSK解调器相同，针对一种偏光成分生成I通道、Q通道的输出信号。