[发明专利]相干光接收机、用于检测相干光接收机中的通道间时滞的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及相干光接收机以及用于检测相干光接收机中的通道间时滞(skew)的装置和方法，更具体地，涉及通过相干检测和数字信号处理接收极化复用光信号的相干光接收机，以及用于检测该相干光接收机中的通道间时滞的装置和方法。

背景技术

由于互联网的广泛分布，网络中的数据容量已在逐年增加。在连接城市区域的干线中，已经引入了其每通道传输能力为10Gb/s或40Gb/s的光传输链路。在10Gb/s传输中，使用开关键控(OOK)来作为调制方案。虽然也在40Gb/s传输中使用OOK方案，对于长距离的传输来说，这是不适合的，因为25ps的窄光脉冲宽度，传输特性受到色散的极大影响。因此，已经采用了使用相位调制的多级调制方案以及极化复用方案，并且针对100Gb/s种类的传输系统，主要使用双极化正交相移键控(DP-QPSK)方案。

相关光接收机对在发射机中通过DP-QPSK方案调制的光信号进行接收和解调(例如，参见非专利文献1)。图12示出了相关的相干光接收机的配置的示例。相关的相干光接收机600具有本地光源610、90度混合电路(90°HYBRID)620、光电转换器(O/E)630、模数转换器(ADC)640和数字信号处理单元(DSP)650。

可以通过以下公式将信号光和本地光分别表示为单个极化信号。

S(t)＝exp[jωt]               (1)

L(t)＝exp[j(ω+Δω)t]        (2)

在此，Δω表示信号光与本地光之间的频率时滞。将信号光和本地光输入到90度混合电路(90°HYBRID)620中，穿过光干涉系统，并由光电转换器(O/E)630转换为电信号，光电转换器(O/E)630中的每一个由不同配置的光电二极管组成。此时，从I_X端口和Q_X端口分别获得由以下的公式(3)和(4)表示的输出。

I_X(t)＝cos(Δωt)             (3)

Q_X(t)＝sin(Δωt)             (4)

在极化复用信号的情况下，信号光S(t)被表示为S(t)＝E_X+E_Y，从I_X端口和I_Y端口输出混合信号E_X+E_Y的余弦分量，以及从Q_X端口和Q_Y端口输出混合信号E_X+E_Y的正弦分量。

模数转换器(ADC)640对从每个端口输出的信号进行AD转换，然后输入到数字信号处理单元(DSP)650中。数字信号处理单元(DSP)650通过极化解复用处理将输入信号解复用为E_X信号和E_Y信号，并通过相位估计处理将E_X和E_Y信号解调为四个电平。

通过这种方式，可以使用相干光接收机来解调DP-QPSK信号。

非专利文献1：M.G.Taylor，“Coherent Detection Method Using DSP for Demodulation of Signal and Subsequent Equalization of Propagation Impairments”，IEEE Photonics Technology Letters，vol.16，No.2，February 2004，p.674-676

发明内容

本发明要解决的问题

上述公式(3)和(4)中的信号的表达式仅在以下情况下成立：在相干光接收机600中，从90度混合电路620的输出到模数转换器640的输入的所有四条信号线的长度都相等。然而，很难使这四条通道之间的长度(亦即，从90度混合电路620的输出到光电转换器630的输入的光纤缆线的长度以及从光电转换器630的输出到模数转换器640的输入的同轴缆线的长度)精确相等。

在此，如果这四个通道之间的线路的长度不相等，在信号传输中出现延迟，即，时滞。将参考图13来描述时滞的影响。图13是示出相关的90度混合电路620及其外设的配置的框图。在该图中，分别地，“PBS”表示极化波束分离器，“CPL”表示光耦合器，“τ”表示90度相差单元，以及“BR”表示作为光电转换器(O/E)630的均衡光检测器。