專利名稱：光信號調(diào)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2n正交幅度調(diào)制(QAM)光調(diào)制器、2n正交幅度調(diào)制的方法及包括 2n-QAM光調(diào)制器的光信號傳輸設(shè)備。
背景技術(shù)：
帶有16個電平的正交幅度調(diào)制(16-QAM)是用于到光纖中每秒100千兆比特 (Gbit/s)傳輸?shù)暮蜻x調(diào)制格式之一。它在十六個點(diǎn)的星座上將四個比特編碼，傳送的信號的同相和正交分量均帶有四個不同幅度值。在考慮用于lOOGbit/s的傳輸?shù)钠穹旨?16-QAM格式時，傳送器所需的符號率為12. 5Gbaud。甚至在此降低的符號率，多電平驅(qū)動信號的生成可能是復(fù)雜的。進(jìn)一步的復(fù)雜產(chǎn)生于必需在光調(diào)制前將差分?jǐn)?shù)字編碼應(yīng)用到光信號，以解決QAM星座的π /2相位模糊度，否則在接收器處估計(jì)載波相位時將產(chǎn)生該相位模糊度。有如下四個已知16-QAM傳送器/調(diào)制器方案。第一個方案包括常規(guī)同相/正交(I-Q)調(diào)制器，其中，每個同相和正交分量是能夠通過使用四電平驅(qū)動電壓獲得的四電平信號。不管光方案的簡單性如何，生成四電平驅(qū)動電壓的要求使得該傳送器對于實(shí)現(xiàn) 100Gbit/s系統(tǒng)不具吸引力。如在K. -P. Ho和H. -W. Cue i所著“使用一個雙驅(qū)動調(diào)制器的任意正交信號的 ^L ( “ Generation of arbitrary quadrature signals using one dual-drive modulator, “ J. Lightwave Technol.，vol. 23，no. 2，pp. 764—770，F(xiàn)eb. 2005)中報(bào)告的一樣，第二個方案包括單個雙驅(qū)動Mach Zehnder調(diào)制器(MZM)。輸出信號能夠通過為兩個 MZM適當(dāng)選擇驅(qū)動電壓而在復(fù)平面中采用任何值。此方案以最簡單的光組件為特色，然而， 16-QAM星座的生成要求帶有多達(dá)16電平信號的極其復(fù)雜的驅(qū)動電壓方案。已在M. Seimetz所著“用于相干光M-PSK和M-QAM傳輸?shù)亩喔袷絺魉?( ‘‘ Multi-format transmitters for coherent optical M-PSK and M-QAM
transmission"，in Proc. ICTON' 05，2005，pp. 225-229，paper Th. Bi. 5)中報(bào)告包括相位和幅度I-Q調(diào)制器的第三個16-QAM傳送器結(jié)構(gòu)，其只要求雙電平驅(qū)動電壓?；窘Y(jié)構(gòu)類似于常規(guī)I-Q調(diào)制器，但每個分支也包括相位調(diào)制器。在每個分部，MZM生成雙幅度電平{1/3， 1}，并且相位調(diào)制器(PM)將相位設(shè)為零或η，以在星座圖的每個象限中獲得所需的四電平信號。如J. M. Kahn和E. Ip所著“用于每符號3和4比特光傳輸?shù)妮d波同步”(〃 Carrier synchronization for 3-and 4-bit-per-symbo1 optical transmission" ，J. Lightwave Technol.，vol. 23，no. 12，pp. 4110-4114，Dec. 2005)中報(bào)告的一樣，第四個 16-QAM 傳送器結(jié)構(gòu)包括嵌套在具有80 20輸出合并比的Mach-Zehnder干涉儀內(nèi)的兩個四相相移鍵控 (QPSK)調(diào)制器。此方案通過為每個QPSK調(diào)制器使用二進(jìn)制驅(qū)動信號來實(shí)現(xiàn)16-QAM調(diào)制。 然而，它仍需要輸入比特序列的電處理以應(yīng)用象限差分編碼。諸如四相幅度調(diào)制(4-QAM)和64-QAM等較低和較高階QAM對于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼也是已知的，并且將在本文中統(tǒng)稱為2n-QAM。

發(fā)明內(nèi)容
目的是減輕至少部分上述缺點(diǎn)和提供改進(jìn)的2n_QAM光調(diào)制器和光信號傳輸設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種2n正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，包括光輸入端；第一光調(diào)制設(shè)備，配置為將2n_2幅度調(diào)制方案應(yīng)用到收到的光信號，該2n_2幅度調(diào)制方案在其星座圖的第一象限中具有在星座中布置的2n_2個星座點(diǎn)；以及第二光調(diào)制設(shè)備，配置為選擇性地旋轉(zhuǎn)收到的光信號的相位，其中光輸入端配置為將要調(diào)制的光信號輸送到第一光調(diào)制設(shè)備和第二光調(diào)制設(shè)備之一，所述設(shè)備生成中間光信號并且還配置為將中間光信號輸送到第一光調(diào)制設(shè)備和第二光調(diào)制設(shè)備的另一設(shè)備，由此生成調(diào)制的輸出光信號，該信號具有包括在星座圖的四個象限上分布的2"個星座點(diǎn)的方形星座圖。由此通過旋轉(zhuǎn)在第一象限中的星座點(diǎn)，設(shè)置2n_QAM星座圖象限，而不是如在嵌套 QPSK 16-QAM傳送器方案中一樣平移它們。此旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于應(yīng)用四象限差分編碼。2n-QAM光調(diào)制器由此自動執(zhí)行象限差分編碼，其中應(yīng)用該編碼無需附加的光組件。優(yōu)選的是η為偶數(shù)，并且至少為4，最優(yōu)選是為4或6，第一光調(diào)制設(shè)備的星座點(diǎn)布置在大致方形星座中。因此提供了具有固有差分象限編碼的16-QAM或64-QAM光調(diào)制器。第一象限優(yōu)選是象限I。第一光調(diào)制設(shè)備優(yōu)選包括同相/正交光調(diào)制器，包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端、包括第一光調(diào)制器的同相分支、包括第二光調(diào)制器和η /2移相器的正交分支及光輸出端；以及驅(qū)動設(shè)備，配置為將V (2η-2)電平電驅(qū)動信號輸送到第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器，使得同相/正交光調(diào)制器可操作用于應(yīng)用2η_2幅度調(diào)制方案。16-QAM光調(diào)制器因此只需要雙電平(二進(jìn)制)電驅(qū)動信號，并且執(zhí)行象限差分編碼而無需附加的光組件。另外，二進(jìn)制電驅(qū)動信號的使用基本上避免了多電平驅(qū)動信號在高速傳輸應(yīng)用中由于調(diào)制器帶寬限制和非線性原因而可能經(jīng)歷的嚴(yán)重畸變。64-QAM光調(diào)制器將只需要四電平電驅(qū)動信號，并且因此需要比已知64-QAM光調(diào)制器所需更簡單的驅(qū)動信號。第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器優(yōu)選包括Mach-Zehnder調(diào)制器。電驅(qū)動信號中的任何噪聲將因此基本上由Mach-Zehnder調(diào)制器的sin2傳遞函數(shù)吸收。2n-QAM光調(diào)制器也產(chǎn)生在輸出信號符號之間通常直接的轉(zhuǎn)變，這提供了為所有符號組合創(chuàng)建穩(wěn)定判定點(diǎn)的益處。優(yōu)選的是η為4，并且雙電平電驅(qū)動信號包括大約0.39Vn和零伏，其中，νπ是相應(yīng) Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。Mach-Zehnder調(diào)制器由此生成1/3和1的輸出信號幅度電平，為同相/正交光調(diào)制器提供輸出信號符號星座，所述輸出信號符號星座具有在I1 (同相軸)，Q1(正交軸)位置在象限I中的點(diǎn)1/3，1/3 ；1,1/3 ；1/3，1 ；及1，1。優(yōu)選的是，第二光調(diào)制設(shè)備配置為將四相相移鍵控調(diào)制方案應(yīng)用于收到的光信號，由此選擇性地旋轉(zhuǎn)收到的光信號的相位，四相相移鍵控調(diào)制方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。優(yōu)選的是，第二光調(diào)制設(shè)備包括第二同相/正交光調(diào)制器，其包括光輸入端、包括第三光調(diào)制器的同相分支、包括第四光調(diào)制器和η/2移相器的正交分支及光輸出端；以及第二驅(qū)動設(shè)備，配置為將雙電平電驅(qū)動信號輸送到第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器，這些電驅(qū)動信號的電壓與到第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器的電驅(qū)動信號的電壓不同， 使得第二光調(diào)制設(shè)備將四相相移鍵控調(diào)制方案應(yīng)用到收到的調(diào)制的光信號，四相相移鍵控調(diào)制方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。在象限I中在星座點(diǎn)處的輸出信號符號由此分別保留在象限I中或者旋轉(zhuǎn)到星座圖的象限II、III或IV。第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器優(yōu)選包括Mach-Zehnder調(diào)制器。到第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器的雙電平電驅(qū)動信號優(yōu)選包括Vn和零伏，其中， V,是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。第三和第四Mach-Zehnder調(diào)制器由此生成_1 和1的輸出信號幅度電平，從而為第二同相/正交光調(diào)制器提供包括在I2 (同相軸)，Q2 (正交軸)位置的四個星座點(diǎn)的星座圖1，1 ；1，-1 ；-1，-1 ；-Li0此旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于應(yīng)用四象限差分編碼。第二同相/正交光調(diào)制器由此固有地將象限差分編碼應(yīng)用到調(diào)制的光信號。優(yōu)選的是，同相/正交光調(diào)制器的光輸出端耦合到第二同相/正交光調(diào)制器的光輸入端，由此級聯(lián)光調(diào)制器。第一和第二驅(qū)動設(shè)備優(yōu)選各包括分別驅(qū)動每個Mach-Zehnder調(diào)制器的第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器。備選，第一和第二驅(qū)動設(shè)備可作為單個設(shè)備提供。第二光調(diào)制設(shè)備可備選包括配置為選擇性地將收到的信號的相位旋轉(zhuǎn)0度、90 度、180度或270度的相位調(diào)制器。此旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于應(yīng)用四象限差分編碼。相位調(diào)制器由此固有地將象限差分編碼應(yīng)用到調(diào)制的光信號。2η正交幅度調(diào)制光調(diào)制器可還包括可操作用于將差分編碼應(yīng)用到2η正交幅度調(diào)制光調(diào)制器生成的數(shù)據(jù)符號的η個比特的前兩個比特的差分編碼器。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了光信號傳輸設(shè)備，包括具有光輸出端并可操作用于生成光數(shù)據(jù)信號的光源；以及根據(jù)本發(fā)明的第一方面的2η正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，光源的光輸出端耦合到第一光調(diào)制設(shè)備。光信號傳輸設(shè)備由此固有地將象限差分編碼應(yīng)用到傳送的光信號，其中實(shí)現(xiàn)編碼無需附加的操作。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種2η正交幅度調(diào)制的方法，包括以下步驟a)接收要調(diào)制的光信號；b)通過將以下之一應(yīng)用于收到的光信號，生成中間光信號a.到光信號的2n_2幅度調(diào)制方案，該幅度調(diào)制方案在其星座圖的第一象限中具有在星座中布置的2"個星座點(diǎn)；以及
b.對光信號的選擇性相位旋轉(zhuǎn)以選擇性地旋轉(zhuǎn)光信號的相位；以及c)對中間光信號應(yīng)用a.和b.中的另一方案，由此生成輸出光信號，該信號具有包括星座圖的四個象限上分布的2n個星座點(diǎn)的星座圖。方法在光信號的調(diào)制期間固有地應(yīng)用象限差分編碼，其中實(shí)現(xiàn)所需編碼無需附加的處理步驟。優(yōu)選的是，η為偶數(shù)，并且至少為4，最優(yōu)選是為4或6，這些星座點(diǎn)布置在大致方
形星座中。優(yōu)選的是應(yīng)用a.包括I.將光信號輸送到同相/正交光調(diào)制器，同相/正交光調(diào)制器包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端、包括第一光調(diào)制器的同相分支、包括第二光調(diào)制器和η /2移相器的正交分支及光輸出端；以及II.將V (2η_2)電平電驅(qū)動信號輸送到第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器，使得同相/ 正交光調(diào)制器將2η_2幅度調(diào)制方案應(yīng)用到收到的光信號，該2η_2幅度調(diào)制方案在其星座圖的第一象限中具有在方形星座中布置的2η_2個星座點(diǎn)。16-QAM光調(diào)制因此只需要使用雙電平(二進(jìn)制)電驅(qū)動信號，由此執(zhí)行象限差分編碼而不需要附加的處理步驟。另外，通過二進(jìn)制電驅(qū)動信號驅(qū)動第一光調(diào)制和第二光調(diào)制基本上避免了多電平驅(qū)動信號在高速傳輸應(yīng)用中由于調(diào)制器帶寬限制和非線性原因而可能經(jīng)歷的嚴(yán)重畸變。使用本發(fā)明方法的64-QAM光調(diào)制只需要四電平電驅(qū)動信號，并且類似地固有地執(zhí)行象限差分編碼。優(yōu)選的是，第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器包括Mach-Zehnder調(diào)制器，η為4，以及步驟II.包括輸送大約0. 39νπ和零伏的雙電平電驅(qū)動信號到每個Mach-Zehnder調(diào)制器， 其中，是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。電驅(qū)動信號中的任何噪聲將因此基本上由Mach-Zehnder調(diào)制器的sin2傳遞函數(shù)吸收。2n-QAM的方法也產(chǎn)生在輸出信號符號之間通常直接的轉(zhuǎn)變，這提供了為所有符號組合創(chuàng)建穩(wěn)定判定點(diǎn)的益處。優(yōu)選的是，b.包括應(yīng)用四相相移鍵控調(diào)制方案，該方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。應(yīng)用QPSK調(diào)制方案選擇性地保留象限I中的星座點(diǎn)處的輸出信號符號，或者將它們旋轉(zhuǎn)所需量到星座圖的象限II、III或IV。優(yōu)選的是應(yīng)用b.包括i.將光信號輸送到第二同相/正交光調(diào)制器，該調(diào)制器包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端、包括第三光調(diào)制器的同相分支、包括第四光調(diào)制器和η /2移相器的正交分支及光輸出端；以及ii.將雙電平電驅(qū)動信號輸送到第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器，使得同相/正交光調(diào)制器應(yīng)用四相相移鍵控調(diào)制方案，該調(diào)制方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。選擇性地旋轉(zhuǎn)光信號的相位相當(dāng)于應(yīng)用四象限差分編碼。應(yīng)用QPSK調(diào)制方案由此在光信號的調(diào)制期間固有地應(yīng)用象限差分編碼。優(yōu)選的是，第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器包括Mach-Zehnder調(diào)制器，以及步驟 .包括輸送大約νπ和零伏的雙電平電驅(qū)動信號到每個Mach-Zehnder調(diào)制器，其中，νπ是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。應(yīng)用b.可備選包括將光信號輸送到相位調(diào)制器，并且選擇性地將0度、90度、180 度或270度的相位旋轉(zhuǎn)應(yīng)用到光信號。應(yīng)用相位旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于應(yīng)用四象限差分編碼。2n_QAM調(diào)制的方法由此在光信號的調(diào)制期間固有地應(yīng)用象限差分編碼。2n_正交幅度調(diào)制的方法可還包括應(yīng)用差分編碼到使用所述方法生成的數(shù)據(jù)符號的η個比特的前兩個比特?，F(xiàn)在將僅通過示例，參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的16-QAM光調(diào)制器的示意表示；圖2是圖1的16-QAM光調(diào)制器的第一同相/正交光調(diào)制器(第一調(diào)制設(shè)備)的
星座圖；圖3是圖1的16-QAM光調(diào)制器的第二同相/正交光調(diào)制器(第二調(diào)制設(shè)備)的
星座圖；圖4示出圖2和3的星座圖的乘積產(chǎn)生用于方形16-QAM光調(diào)制方案的星座圖；圖5示出用于現(xiàn)有技術(shù)QPSK或16-QAM傳送器的通用方案；圖6是流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，使用圖1的16-QAM光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)的16-QAM的方法的步驟；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的16-QAM光調(diào)制器的示意表示；圖8是流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，使用圖7的16-QAM光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)的16-QAM的方法的步驟；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的光信號傳輸設(shè)備的示意表示。
具體實(shí)施例方式參照圖1到4，本發(fā)明的第一實(shí)施例提供16-QAM光調(diào)制器10形式的2η-正交幅度調(diào)制(QAM)光調(diào)制器，其中包括光輸入端11、第一光調(diào)制設(shè)備12及第二光調(diào)制設(shè)備20。在此實(shí)施例中，要調(diào)制的光信號由光輸入端11接收，并且耦合到第一光調(diào)制設(shè)備12，該設(shè)備將四相幅度調(diào)制方案應(yīng)用到光信號，從而生成中間光信號。中間光信號隨后輸送到第二光調(diào)制設(shè)備20，該設(shè)備配置為選擇性地旋轉(zhuǎn)中間光信號的相位。16-QAM調(diào)制的光信號由此從光調(diào)制器10輸出，其具有如圖4所示的方形星座圖19，包括在星座圖的4個象限上分布的 16個星座點(diǎn)16。第一光調(diào)制設(shè)備12包括同相/正交(I-Q)光調(diào)制器22，同相/正交(I-Q)光調(diào)制器22包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端24、同相分支沈及正交分支30。同相分支沈包括由第一驅(qū)動器單元(未示出)驅(qū)動的Mach-Zehnder調(diào)制器(MZM) 28形式的第一光調(diào)制器。正交分支包括由第二驅(qū)動器單元(未示出)驅(qū)動的第二 Mach-Zehnder調(diào)制器 32形式的第二光調(diào)制器和π移相器34。同相分支沈和正交分支30在其輸出末端耦合以形成I-Q調(diào)制器22的光輸出端36。
第一 Mach-Zehnder調(diào)制器28通過大約0. 39V,和零伏的二進(jìn)制驅(qū)動電壓(Vxl)驅(qū)動，其中，V,是Mach-Zehnder調(diào)制器28的開斷電壓。第二 Mach-Zehnder調(diào)制器32類似地通過相同二進(jìn)制電壓電平(Vyl)驅(qū)動。Mach-Zehnder調(diào)制器28、32由此生成1/3和1的輸出信號幅度電平，從而為I-Q光調(diào)制器22提供如圖2所示在同相軸(X1)和正交軸(yi) 位置在象限I中具有4個星座點(diǎn)16的輸出信號符號星座14 :1/3，1/3 ；1，1/3 ；1/3，1 ；以及 1，1。在此實(shí)施例中，第二光調(diào)制設(shè)備20包括第二 I-Q光調(diào)制器38，第二 I-Q光調(diào)制器 38包括光輸入端40、同相分支42和正交分支46。同相分支包括第三Mach-Zehnder調(diào)制器44。正交分支46包括第四Mach-Zehnder調(diào)制器48和第二 π/2移相器50。同相和正交分支42、46的光輸出末端耦合在一起以形成第二 I-Q調(diào)制器38的輸出端52，而第二 I-Q 調(diào)制器38的輸出端52形成了 16-QAM光調(diào)制器10的輸出端。第三Mach-Zehnder調(diào)制器44通過V 和零伏的二進(jìn)制電驅(qū)動電壓(Vx2)驅(qū)動，并且第四Mach-Zehnder調(diào)制器48類似地通過νπ和零伏的二進(jìn)制電驅(qū)動信號(Vy2)驅(qū)動。第三和第四Mach-Zehnder調(diào)制器因此通過與到第一和第二 Mach-Zehnder調(diào)制器28、32不同的電壓驅(qū)動。應(yīng)用的二進(jìn)制電驅(qū)動信號為第二 I-Q調(diào)制器38提供具有大致等幅和90°分相的4個調(diào)制電平的四相相移鍵控(QPSK)調(diào)制方案。第二 I-Q調(diào)制器38因此應(yīng)用具有如圖3所示其中包括位于每個象限中的星座點(diǎn)16的方形星座圖39的調(diào)制方案。圖5中示出已知差分光傳送器的通用方案。由于4重(4-fold)旋轉(zhuǎn)對稱的原因， QAM格式在載波相位的估計(jì)中受到4重相位模糊度(π/2的倍數(shù))的影響。通過最小編碼代價(jià)解決QAM中相位模糊度問題的最佳編碼是象限差分編碼。給定2n-QAM格式，η為偶數(shù)， 則每個符號由2η個比特表示。前兩個比特被差分編碼，如在差分QPSK格式中一樣，并且表示象限的更改，而其余比特在每個象限中被格雷編碼。在已知相位和幅度I-Q及嵌套QPSK調(diào)制器中，兩個驅(qū)動電壓確定象限，而其它兩個確定象限內(nèi)的點(diǎn)。因此，通過借助為DQPSK提供的相同邏輯運(yùn)算以差分方式將前兩個比特編碼，能夠?qū)崿F(xiàn)編碼器。
權(quán)利要求
1.一種2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，包括光輸入端；第一光調(diào)制設(shè)備，配置為將2n_2幅度調(diào)制方案應(yīng)用到收到的光信號，所述2n_2幅度調(diào)制方案在其星座圖的第一象限中具有在星座中布置的2n_2個星座點(diǎn)；以及第二光調(diào)制設(shè)備，配置為選擇性地旋轉(zhuǎn)收到的光信號的相位，其中所述光輸入端配置為將要調(diào)制的光信號輸送到所述第一光調(diào)制設(shè)備和第二光調(diào)制設(shè)備其中之一，所述設(shè)備生成中間光信號并且還配置為將所述中間光信號輸送到所述第一光調(diào)制設(shè)備和第二光調(diào)制設(shè)備中的另一設(shè)備，由此生成調(diào)制的輸出光信號，所述調(diào)制的輸出光信號具有包括在所述星座圖的四個象限上分布的2n個星座點(diǎn)的方形星座圖。
2.如權(quán)利要求1所述的2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中η是偶數(shù)且至少為4，所述第一光調(diào)制設(shè)備的所述星座點(diǎn)布置在大致方形星座中。
3.如權(quán)利要求2所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中η為4或6。
4.如權(quán)利要求3所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第一光調(diào)制設(shè)備包括同相/正交光調(diào)制器，包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端、包括第一光調(diào)制器的同相分支、包括第二光調(diào)制器和η /2移相器的正交分支及光輸出端；以及驅(qū)動設(shè)備，配置為將V (2η_2)電平電驅(qū)動信號輸送到所述第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器，使得所述同相/正交光調(diào)制器可操作用于應(yīng)用所述2η_2幅度調(diào)制方案。
5.如權(quán)利要求4所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器包括Mach-Zehnder調(diào)制器。
6.如權(quán)利要求5所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中η為4，并且所述雙電平電驅(qū)動信號近似地包括0. 39V,和零伏，其中νπ是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。
7.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第二光調(diào)制設(shè)備配置為將四相相移鍵控調(diào)制方案應(yīng)用到所述收到的光信號，由此選擇性地旋轉(zhuǎn)所述收到的光信號的相位，其中所述四相相移鍵控調(diào)制方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為所述調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。
8.如權(quán)利要求4到7任一項(xiàng)所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第二光調(diào)制設(shè)備包括第二同相/正交光調(diào)制器，包括光輸入端、包括第三光調(diào)制器的同相分支、包括第四光調(diào)制器和η /2移相器的正交分支及光輸出端；以及第二驅(qū)動設(shè)備，配置為將雙電平電驅(qū)動信號輸送到所述第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器，所述電驅(qū)動信號的電壓與到所述第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器的所述電驅(qū)動信號的電壓不同，使得所述第二光調(diào)制設(shè)備將四相相移鍵控調(diào)制方案應(yīng)用到所述收到的調(diào)制的光信號，所述四相相移鍵控調(diào)制方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為所述調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。
9.如權(quán)利要求8所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器包括Mach-Zehnder調(diào)制器。
10.如權(quán)利要求9所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中到所述第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器的所述雙電平電驅(qū)動信號包括和零伏，其中νπ是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。
11.如權(quán)利要求8到10任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述同相/正交光調(diào)制器的所述光輸出端耦合到所述第二同相/正交光調(diào)制器的光輸入端。
12.如權(quán)利要求1到7任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第二調(diào)制設(shè)備包括配置為選擇性地將所述收到的信號的相位旋轉(zhuǎn)0度、90度、180度或270度的相位調(diào)制器。
13.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，其中所述第一象限是象限I。
14.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器(10，60)，其中所述調(diào)制器還包括可操作用于將差分編碼應(yīng)用到所述2n-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器生成的數(shù)據(jù)符號的 η個比特的前兩個比特的差分編碼器。光信號傳輸設(shè)備，包括光源，具有光輸出端并可操作用于生成光信號；以及如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的2η-正交幅度調(diào)制光調(diào)制器，所述光源的所述光輸出端耦合到所述第一光調(diào)制設(shè)備。
15.一種2η-正交幅度調(diào)制的方法，包括以下步驟a)接收要調(diào)制的光信號；b)通過應(yīng)用以下之一到所述收到的光信號，生成中間光信號a.到所述光信號的2n_2幅度調(diào)制方案，所述2n_2幅度調(diào)制方案在其星座圖的第一象限中具有在星座中布置的2"個星座點(diǎn)；以及b.對所述光信號的選擇性相位旋轉(zhuǎn)以選擇性地旋轉(zhuǎn)所述光信號的相位；以及c)對所述中間光信號應(yīng)用a.和b.中的另一個，由此生成輸出光信號，所述輸出光信號具有包括所述星座圖的四個象限上分布的2n個星座點(diǎn)的星座圖。
16.如權(quán)利要求16所述的2n-正交幅度調(diào)制的方法，其中η是偶數(shù)且至少為4，所述星座點(diǎn)布置在大致方形星座中。
17.如權(quán)利要求17所述的2η-正交幅度調(diào)制的方法，其中η為4或6。
18.如權(quán)利要求18所述的2η-正交幅度調(diào)制的方法，其中應(yīng)用a.包括I.將所述光信號輸送到同相/正交光調(diào)制器，所述同相/正交光調(diào)制器包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端、包括第一光調(diào)制器的同相分支、包括第二光調(diào)制器和η /2 移相器的正交分支及光輸出端；以及II.將V(2η_2)電平電驅(qū)動信號輸送到所述第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器，使得所述同相/正交光調(diào)制器將2η_2幅度調(diào)制方案應(yīng)用到所述收到的光信號，所述2η_2幅度調(diào)制方案在其星座圖的所述第一象限中具有在方形星座中布置的2η_2個星座點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求19所述的2η-正交幅度調(diào)制的方法，其中所述第一光調(diào)制器和第二光調(diào)制器包括Mach-Zehnder調(diào)制器，η為4，以及步驟II.包括將大約0. 39V,和零伏的雙電平電驅(qū)動信號輸送到每個所述Mach-Zehnder調(diào)制器，其中是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。
20.如權(quán)利要求16到20任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制的方法，其中b.包括應(yīng)用四相相移鍵控調(diào)制方案，所述四相相移鍵控調(diào)制方案具有大致等幅和90度分相的四個調(diào)制電平，從而為所述調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。
21.如權(quán)利要求19到21任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制的方法，其中應(yīng)用b.包括 i.將所述光信號輸送到第二同相/正交光調(diào)制器，所述第二同相/正交光調(diào)制器包括配置為接收要調(diào)制的光信號的光輸入端、包括第三光調(diào)制器的同相分支、包括第四光調(diào)制器和π /2移相器的正交分支及光輸出端；以及 .將雙電平電驅(qū)動信號輸送到所述第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器，使得所述同相/ 正交光調(diào)制器應(yīng)用四相相移鍵控調(diào)制方案，所述四相相移鍵控調(diào)制方案具有大致等幅和90 度分相的四個調(diào)制電平，從而為所述調(diào)制方案提供在每個象限中具有星座點(diǎn)的方形星座圖。
22.如權(quán)利要求22所述的2n-正交幅度調(diào)制的方法，其中所述第三光調(diào)制器和第四光調(diào)制器包括Mach-Zehnder調(diào)制器，并且步驟ii.包括將大約Vn和零伏的雙電平電驅(qū)動信號輸送到每個所述Mach-Zehnder調(diào)制器，其中Vn是相應(yīng)Mach-Zehnder調(diào)制器的開斷電壓。
23.如權(quán)利要求18到20任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制的方法，其中應(yīng)用b.包括將所述光信號輸送到相位調(diào)制器，以及選擇性地將0度、90度、180度或270度的相位旋轉(zhuǎn)應(yīng)用到所述光信號。
24.如權(quán)利要求16到M任一項(xiàng)所述的2n-正交幅度調(diào)制的方法，其中所述方法還包括將差分編碼應(yīng)用到使用所述方法生成的數(shù)據(jù)符號的η個比特中的前兩個比特。
全文摘要
一種2n-QAM(例如，16-QAM)光調(diào)制器10包括級聯(lián)I-Q調(diào)制器(22，38)。第一I-Q調(diào)制器22將2n-2(例如，4)QAM應(yīng)用到光信號，具有其中2n-2個星座點(diǎn)位于象限I中的星座圖。第二I-Q調(diào)制器(38)隨后將四相相移鍵控(QPSK)調(diào)制方案應(yīng)用到光信號，由此將2n-2-QAM調(diào)制方案的星座點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到象限II、III和IV以產(chǎn)生2n-QAM調(diào)制星座圖。旋轉(zhuǎn)促使2n-QAM調(diào)制器固有地將四像限差分編碼應(yīng)用到光信號。也提供了2n-QAM光調(diào)制的方法和包括2n-QAM光調(diào)制器的光信號傳輸設(shè)備。
文檔編號H04L27/36GK102171980SQ200880131440
公開日2011年8月31日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者F·卡瓦利耶, M·塞康迪尼 申請人:愛立信電話股份有限公司