[發明專利]相干光接收機及其控制方法

無效

• 申請號: 201110282391.7
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102412890A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 鈴木耕一
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H04B10/06
• 分類號: H04B10/06;H04B10/12;H04J14/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

本申請要求在2010年9月21日提交的日本專利申請No.2010-210729的優先權，通過參考將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及相干光接收機及其控制方法，更具體地，涉及通過相干檢測和數字信號處理來接收偏振多路復用光信號的相干光接收機及其控制方法。

背景技術

在下一代光通信系統中，為了滿足不斷提高的電信需求，需要更高的傳輸能力。在傳統的光通信系統中，光強調制(開關鍵控)廣泛用于調制系統。然而，當比特速率超過40Gbps時，由于波長色散和偏振模色散的影響變大，出現了傳輸速率受限的問題。這種色散導致的特性限制具有在信號的符號速率翻倍時特性惡化四倍的關系。因而，為了改善特性，通過增加帶寬利用率來抑制符號速率是有效的。

作為用于提高帶寬利用率的方法之一，存在一種通過在載波相位上承載信息進行通信的方法，該方法已經廣泛用于諸如蜂窩電話系統之類的無線網絡系統。然而，在光通信系統中，僅在諸如CATV(有線電視)系統之類的一些系統中使用該方法。這是由于，因為光的頻率非常高(約193.1THz)，所以難以通過電路對光進行直接控制。因此，已經開發了對光的頻率進行下變頻的各種方法。

作為這些方法之一，存在子載波多路復用(SCM)系統。這是一種在光上疊加電載波并在其上承載信息的方法。子載波多路復用(SCM)系統已經在諸如CATV光傳輸系統之類的特定系統中投入實際使用，因為SCM系統實現了針對無線通信或同軸傳輸線的發射和接收電路的轉換(diversion)。然而，根據該方法，最大帶寬取決于電子電路的性能，因而目前難以實現大于或等于10Gbps的傳輸速率。

作為對光的頻率進行下變頻的另一方法，存在光相干接收系統。這是通過混合信號光和本地振蕩器(LO)光來執行下變頻的系統，原理上，它幾乎是與廣泛用于無線通信的相干接收系統相同的系統。在光相干接收系統中，在頻率和相位上，必需將本地振蕩器(LO)光與信號光匹配至電子電路的可控范圍，已經提出了應用于無線通信系統中的方法的各種方法。

在日本專利待審公開申請No.2008-271527中描述了被設計為補償頻率和相位的這種波動的相干光通信設備的示例。在該相關的光通信設備中，在發射側，將作為正弦信號的參考信號添加到信息信號，利用添加后的信號對光信號進行調制。接收側的光通信設備包括光信號發生器、光混合器、光電轉換器、補償器和解調器。光混合器將從發射側的光通信設備接收的調制后的光信號與由光信號發生器生成的本地振蕩器光相耦合。光電轉換器通過外差檢測來檢測從光混合器輸出的光信號，并輸出檢測到的電信號。補償器檢測從檢測到的電信號中提取的參考信號的波動，并基于指示此時波動量的信號來補償檢測到的電信號的頻率波動。通過這種配置，可以補償本地振蕩器光至接收到的調制后的光信號的波動。

此外，在日本專利待審公開申請No.1989-114832中，公開了偏振分集光接收系統之一，其中與本地振蕩器光合并的信號光被分為正交偏振分量，并被檢測。用于偏振分集光接收系統的相關光通信設備具有：用于對輸出電壓進行加權以導出每個檢測到的電信號的平方值的中頻穩定化裝置，以及用于合并中頻穩定化裝置的電壓輸出的加法裝置。通過控制信號來控制本地振蕩器激光裝置，該控制信號是通過加法裝置獲得的電信號的平方值之和。從而，可以獨立于信號光的偏振狀態，穩定本地振蕩器激光裝置的頻率。

發明內容

本發明的示例性目的是提供相干光接收機及其控制方法，所述相干光接收機及其控制方法即使用于使用偏振多路復用光信號的光相干接收系統也能夠穩定地啟動。

根據本發明示例性方面的相干光接收機包括偏振束分離器、90度混合電路、本地振蕩器、光電轉換器、模數轉換器、以及數字信號處理器，其中偏振束分離器輸入通過多路復用彼此正交的、由不同的信息信號分別調制的兩個偏振光而獲得的偏振多路復用光信號，并分開輸出第一接收偏振光信號和第二接收偏振光信號，其中90度混合電路使第一接收偏振光信號和第二接收偏振光信號分別與來自本地振蕩器的本地光進行干涉，并輸出分離為多個信號分量的多個光信號，其中光電轉換器檢測光信號，并輸出檢測到的電信號，其中模數轉換器對檢測到的電信號進行數字化，并輸出數字接收信號，其中數字信號處理器包括偏振解復用單元和相位補償單元，其中所述偏振解復用單元輸入數字接收信號，然后向相位補償單元輸出偏振解復用過程的結果，其中相位補償單元使用通過利用相同的初始信號作為信息信號所獲得的相位偏移值作為初始值，來執行相位補償處理。