光發(fā)送器、光接收器和光收發(fā)器的制造方法
【專利摘要】光發(fā)送器、光接收器和光收發(fā)器。一種光接收器，包括：光接收裝置，其被構造成生成表示接收到的調(diào)制光信號的模擬接收信號；A/D轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述模擬接收信號生成數(shù)字接收信號；E/O電路，其被構造成從所述數(shù)字接收信號生成光數(shù)字信號；O/E電路，其被構造成從所述光數(shù)字信號生成電數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理器，其被構造成從所述電數(shù)字信號恢復數(shù)據(jù)信號。
【專利說明】光發(fā)送器、光接收器和光收發(fā)器

【技術領域】
[0001]本文討論的實施方式涉及光發(fā)送器、光接收器和光收發(fā)器。

【背景技術】
[0002]為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ陙?，通過使用數(shù)字信號處理技術來生成和/或恢復信號的傳輸系統(tǒng)已經(jīng)投入實際使用。例如，在骨干傳輸系統(tǒng)中，實際使用的是通過使用偏振復用多級調(diào)制和數(shù)字相干接收來提供10Gbps的傳輸系統(tǒng)。
[0003]圖1示出光收發(fā)器的示例。光收發(fā)器1000包括數(shù)字信號處理器(DSP) 1001、D/A轉(zhuǎn)換器(DAC:數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器)1002、光發(fā)送裝置(Tx) 1003、光接收裝置(Rx) 1004、A/D轉(zhuǎn)換器(ADC:模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)1005，如圖1中所示。
[0004]DSP1001使用數(shù)字信號處理用輸入的數(shù)據(jù)信號生成發(fā)送信號。D/A轉(zhuǎn)換器1002將DSP1001生成的發(fā)送信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。光發(fā)送裝置1003基于D/A轉(zhuǎn)換器1002的輸出信號生成光信號。光接收裝置1004生成表示接收到的光信號的接收信號。A/D轉(zhuǎn)換器1005將接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。然后，DSP1001通過使用數(shù)字信號處理解調(diào)A/D轉(zhuǎn)換器1005的輸出信號來恢復數(shù)據(jù)信號。
[0005]DPS1001、D/A轉(zhuǎn)換器1002和A/D轉(zhuǎn)換器1005被安裝在例如IC芯片上。在圖1中，DPS1001、D/A轉(zhuǎn)換器1002和A/D轉(zhuǎn)換器1005被安裝在DSP-DAC/ADC芯片1006上。此夕卜，DSP-DAC/ADC芯片1006、光發(fā)送裝置1003和光接收裝置1004被安裝在例如一個模塊內(nèi)。在圖1中，DSP-DAC/ADC芯片1006、光發(fā)送裝置1003和光接收裝置1004被安裝在光收發(fā)器模塊1007內(nèi)。在這種情況下，光收發(fā)器模塊1007在例如母板上實現(xiàn)。
[0006]例如，在國際公開小冊子N0.W097/14093和日本特許公開專利公開N0.2010-63173中描述了相關技術。
[0007]在包括光收發(fā)器的光傳輸設備中，有時要求的是，光器件(圖1中的光發(fā)送裝置1003和光接收裝置1004)是可取下的。在下面的描述中，其中裝置能從光傳輸設備中取下的構造有時被稱為是“可插拔的”。
[0008]這里，為了實現(xiàn)大容量的光傳輸設備，優(yōu)選的是，可插拔模塊的尺寸小，以增大光收發(fā)器的安裝密度。因此，提出了諸如CFP2、CFP4等標準來縮小可插拔模塊的尺寸。
[0009]然而，在圖1中示出的光收發(fā)器1000中，包括DSP1001的DSP-DAC/ADC芯片1006的功耗高。此外，相比于光器件，難以縮小DSP-DAC/ADC芯片1006的尺寸。為此原因，當包括光器件的可插拔模塊的尺寸縮小時，難以在可插拔模塊內(nèi)實現(xiàn)DSP-DAC/ADC芯片1006。因此，在這種情況下，可插拔模塊1008和DSP-DAC/ADC芯片1006分開布置在母板上，如圖2中所示。即，可插拔模塊1008和DSP-DAC/ADC芯片1006之間的信號線變長。
[0010]在圖2中示出的構造中，在可插拔模塊1008和DSP-DAC/ADC芯片1006之間傳輸模擬信號。當數(shù)據(jù)信號的比特率或符號率高時，同樣地，在可插拔模塊1008和DSP-DAC/ADC芯片1006之間傳輸?shù)哪M信號的速度或頻率變高。此外，難以縮短如上所述的可插拔模塊1008和DSP-DAC/ADC芯片1006之間的信號線。因此，可能的是，在可插拔模塊1008和DSP-DAC/ADC芯片1006之間，信號的波形劣化。當模擬信號的波形劣化時，同樣地，諸如誤碼率等的傳輸特性劣化。
[0011]不是只在光器件在可插拔模塊內(nèi)實現(xiàn)的情況下出現(xiàn)上述問題。即，在使用數(shù)字信號處理的光收發(fā)器中，當光器件和DSP的布置自由度提高時，傳輸特性有時劣化。此外，不是只在包括光發(fā)送器和光接收器的光收發(fā)器中出現(xiàn)上述問題。即，在使用數(shù)字信號處理的光發(fā)送器中或者使用數(shù)字信號處理的光接收器中也可能出現(xiàn)上述問題。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠靈活設計使用數(shù)字信號處理的光發(fā)送器、光接收器或光收發(fā)器的構造。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]根據(jù)實施方式的一方面，一種光接收器，包括:光接收裝置，其被構造成生成表不接收到的調(diào)制光信號的模擬接收信號；A/D轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述模擬接收信號生成數(shù)字接收信號；E/0電路，其被構造成從所述數(shù)字接收信號生成光數(shù)字信號；0/E電路，其被構造成從所述光數(shù)字信號生成電數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理器，其被構造成從所述電數(shù)字信號恢復數(shù)據(jù)信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1示出光收發(fā)器的示例；
[0015]圖2示出使用可插拔模塊的光收發(fā)器的問題；
[0016]圖3A至圖3C示出根據(jù)實施方式的光收發(fā)器、光發(fā)送器和光接收器的構造；
[0017]圖4示出根據(jù)第一實施方式的光收發(fā)器的構造；
[0018]圖5示出光數(shù)字信號的并行傳輸；
[0019]圖6示出用于使用波分復用傳輸光數(shù)字信號的構造；
[0020]圖7示出用于使用偏振復用傳輸光數(shù)字信號的構造；
[0021]圖8示出用于使用多級調(diào)制傳輸光數(shù)字信號的構造；
[0022]圖9示出根據(jù)第二實施方式的光收發(fā)器的構造；
[0023]圖10示出根據(jù)實施方式的光傳輸設備的示例；
[0024]圖11不出根據(jù)實施方式的使用光傳輸設備的光傳輸系統(tǒng)的不例。

【具體實施方式】
[0025]圖3A至圖3C示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的光收發(fā)器、光發(fā)送器和光接收器的構造。圖3A示出光收發(fā)器的構造的示例，圖3B示出光發(fā)送器的構造的示例，圖3C示出光接收器的構造的示例。
[0026]光收發(fā)器I包括數(shù)字信號處理器(DSP)ll、E/0(電-光轉(zhuǎn)換器)電路12、0/E (光-電轉(zhuǎn)換器)電路13、D/A轉(zhuǎn)換器(DAC) 14、光發(fā)送裝置(Tx) 15、光接收裝置(Rx) 16、A/D轉(zhuǎn)換器(ADC) 17、E/0電路18和0/E電路19，如圖3A中所示。
[0027]DSPll使用數(shù)字信號處理從輸入的數(shù)據(jù)信號生成發(fā)送信號。此時，DSPll基于指定的調(diào)制方案和/或復用方案生成發(fā)送信號。例如，當指定偏振復用QPSK時，DSPll生成X偏振I分量信號、X偏振Q分量信號、Y偏振I分量信號、Y偏振Q分量信號作為發(fā)送信號。此夕卜，DSPll可以針對發(fā)送信號執(zhí)行預均衡，預均衡旨在抑制光纖的分散和/或非線性劣化。
[0028]E/0電路12將DSPll生成的發(fā)送信號轉(zhuǎn)換成光信號。這個發(fā)送信號是DSPl I生成的數(shù)字信號。即，E/0電路12生成表示發(fā)送信號的光數(shù)字信號。E/0電路12生成的光數(shù)字信號經(jīng)由光路被導向0/E電路13。該光路是例如用光纖或光波導實現(xiàn)的。另選地，該光路可以用光纖和光波導的組合來實現(xiàn)。
[0029]0/E電路13將E/0電路12生成的光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電信號。即，0/E電路13生成表示發(fā)送信號的電數(shù)字信號。D/A轉(zhuǎn)換器14將0/E電路13生成的電數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。即，D/A轉(zhuǎn)換器14生成表示發(fā)送信號的模擬發(fā)送信號。光發(fā)送裝置15基于D/A轉(zhuǎn)換器14生成的模擬發(fā)送信號生成調(diào)制光信號。
[0030]光接收裝置16從光網(wǎng)絡接收調(diào)制光信號。然后，光接收裝置16生成表示接收到的調(diào)制光信號的模擬接收信號。A/D轉(zhuǎn)換器17將光接收裝置16生成的模擬接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。即，A/D轉(zhuǎn)換器17生成表示接收到的調(diào)制光信號的數(shù)字接收信號。E/0電路18將A/D轉(zhuǎn)換器17生成的數(shù)字接收信號轉(zhuǎn)換成光信號。即，E/0電路18生成表示接收到的調(diào)制光信號的光數(shù)字信號。E/0電路18生成的光數(shù)字信號經(jīng)由光路被導向0/E電路19。0/E電路19將E/0電路18生成的光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電信號。即，0/E電路19生成表示接收到的調(diào)制光信號的電數(shù)字信號。
[0031]DSPll從0/E電路19生成的電數(shù)字信號恢復數(shù)據(jù)信號。即，DSPll使用數(shù)字信號處理解調(diào)通過電數(shù)字信號表示的接收到的調(diào)制光信號。此時，DSPll可以執(zhí)行偏振分離、分散補償、非線性劣化補償、頻率偏移補償、相位恢復、符號決定等。
[0032]在具有上述構造的光收發(fā)器I中，D/A轉(zhuǎn)換器14和光發(fā)送裝置15緊密排列。即，D/A轉(zhuǎn)換器14和光發(fā)送裝置15可以被設置在一個模塊內(nèi)。在這種情況下，D/A轉(zhuǎn)換器14和光發(fā)送裝置15可以被安裝或集成到同一基板上。因此，(D/A轉(zhuǎn)換器14和光發(fā)送裝置15之間的)模擬信號的傳輸距離短。
[0033]從DSPll發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器14的信號是數(shù)字信號。此外，E/0電路12和0/E電路13被設置在DSPll和D/A轉(zhuǎn)換器14之間，光數(shù)字信號從E/0電路12發(fā)送到0/E電路13。假設DSPll和E/0電路12緊密排列并且0/E電路13和D/A轉(zhuǎn)換器14緊密排列。在這種情況下，即使DSPll和D/A轉(zhuǎn)換器14沒有緊密排列，從DSPll發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器14的信號的波形劣化也得以抑制。因此，即使當數(shù)據(jù)信號的比特率或符號率高(例如，10Gbps或每秒25G符號)時，也變得可以增加從DSPll到D/A轉(zhuǎn)換器14和光發(fā)送裝置15的距離。
[0034]類似地，光接收裝置16和A/D轉(zhuǎn)換器17緊密排列在光收發(fā)器I中。即，光接收裝置16和A/D轉(zhuǎn)換器17可以被設置在一個模塊內(nèi)。在這種情況下，光接收裝置16和A/D轉(zhuǎn)換器17可以被安裝或集成在同一基板上。因此，(光接收裝置16和A/D轉(zhuǎn)換器17之間的)模擬信號的傳輸距離短。
[0035]從A/D轉(zhuǎn)換器17發(fā)送到DSPll的信號是數(shù)字信號。此外，E/0電路18和0/E電路19被設置在A/D轉(zhuǎn)換器17和DSPll之間，光數(shù)字信號從E/0電路18發(fā)送到0/E電路19。假設DSPll和0/E電路19緊密排列并且E/0電路18和A/D轉(zhuǎn)換器17緊密排列。在這種情況下，即使DSPll和A/D轉(zhuǎn)換器17沒有緊密排列，從A/D轉(zhuǎn)換器17發(fā)送到DSPll的信號的波形劣化也得以抑制。因此，即使當數(shù)據(jù)信號的比特率或符號率高時，也變得可以增加從DSPll到A/D轉(zhuǎn)換器17和光接收裝置16的距離。
[0036]如上所述，在根據(jù)實施方式的光收發(fā)器I中，可以增加從DSPll到光發(fā)送裝置15的距離和從DSPll到光接收裝置16的距離。因此，可以靈活地設計使用數(shù)字信號處理的光收發(fā)器。
[0037]注意的是，圖3A中示出的光收發(fā)器可以被分成具有光發(fā)送器功能的模塊和具有光接收器功能的模塊。在這種情況下，光發(fā)送器2包括DSP1UE/0電路12、0/E電路13、D/A轉(zhuǎn)換器14和光發(fā)送裝置15，如圖3B中所示。另外，光接收器3包括DSP11、光接收裝置16、A/D轉(zhuǎn)換器17、E/0電路18和0/E電路19，如圖3C中所示。
[0038]<第一實施方式>
[0039]圖4不出根據(jù)第一實施方式的光收發(fā)器的構造。根據(jù)第一實施方式的光收發(fā)器20包括DSP1UE/0電路12、0/E電路19和可插拔模塊30，如圖4中所示。由于DSP1UE/0電路12和0/E電路19在圖3A和圖4中基本上相同，因此省略對這些組件的說明。
[0040]可插拔模塊30包括0/E電路13、D/A轉(zhuǎn)換器14、驅(qū)動器電路15a、調(diào)制器15b、前端電路16a、光電檢測器(PD) 16b、放大器(AMP) 16c、A/D轉(zhuǎn)換器17、E/0電路18、光源(LD) 31。0/E電路13、D/A轉(zhuǎn)換器14、驅(qū)動器電路15a、調(diào)制器15b、前端電路16a、光電檢測器16b、放大器16c、A/D轉(zhuǎn)換器17、E/0電路18和光源(LD) 31可以在一個基板上實現(xiàn)。注意的是，由于0/E電路13、D/A轉(zhuǎn)換器14、A/D轉(zhuǎn)換器17和E/0電路18在圖3A和圖4中基本上相同，因此省略對這些組件的說明。
[0041]驅(qū)動器電路15a和調(diào)制器15b對應于圖3A中示出的光發(fā)送裝置15。驅(qū)動器電路15a基于D/A轉(zhuǎn)換器14生成的模擬發(fā)送信號來生成驅(qū)動信號。調(diào)制器15b通過用驅(qū)動信號調(diào)制光源31生成的連續(xù)波光來生成調(diào)制光信號。
[0042]前端電路16a、光電檢測器16b和放大器16c對應于圖3A中示出的光接收裝置16。前端電路16是例如包括干涉儀的90度混合電路。前端電路16a通過使用光源31生成的連續(xù)波光，從接收到的調(diào)制光信號生成I分量光信號和Q分量光信號。當接收到的調(diào)制光信號是偏振復用光信號時，前端電路16a可以針對各偏振從接收到的調(diào)制光信號生成I分量光信號和Q分量光信號。光電檢測器16b將從前端電路16a輸出的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。放大器16c放大光電檢測器16b的輸出信號。
[0043]光源31包括激光元件，并且生成具有指定波長的連續(xù)波光。當光收發(fā)器20生成的調(diào)制光信號的波長和光收發(fā)器20接收的調(diào)制光信號的波長相同時，調(diào)制器15b和前端電路16a可以共用一個激光元件。
[0044]可插拔模塊30被構造成能從光收發(fā)器20的母板(這里，上面實現(xiàn)了 DSP11、E/0電路12和0/E電路19的母板)取下。因此，例如，當光收發(fā)器20在光傳輸設備中實現(xiàn)時，可插拔模塊30能從光傳輸設備取下。當可插拔模塊30在光收發(fā)器20的母板上實現(xiàn)時,E/O電路12和0/E電路13光耦合，0/E電路19和E/0電路18光耦合。
[0045]注意的是，D/A轉(zhuǎn)換器14和A/D轉(zhuǎn)換器17可以被安裝在一個芯片上。另外，驅(qū)動器電路15a、調(diào)制器15b、前端電路16a、光電檢測器16b和放大器16c可以被集成。
[0046]E/0電路12和0/E電路19可以用光集成電路來實現(xiàn)。類似地，0/E電路13和E/O電路18可以用光集成電路來實現(xiàn)。在這種情況下，IC (包括DSPll或D/A轉(zhuǎn)換器14和A/D轉(zhuǎn)換器17的集成電路)和光集成電路可以在一個封裝內(nèi)實現(xiàn)。另選地，可以使用混合封裝來安裝(例如，倒裝芯片組裝)IC和光集成電路。另外，另選地，可以用單片封裝來實現(xiàn)IC和光集成電路。
[0047]如上所述，在根據(jù)第一實施方式的光收發(fā)器20中，光器件(圖4中的調(diào)制器15b、前端電路16a等)、D/A轉(zhuǎn)換器14和A/D轉(zhuǎn)換器17在可插拔模塊30內(nèi)實現(xiàn)。然而，在DSPl I和可插拔模塊30之間傳輸?shù)男盘柺枪鈹?shù)字信號。因此，即使DSPll和可插拔模塊30沒有緊密排列，也抑制了 DSPll和可插拔模塊30之間的傳輸過程中信號的波形劣化。
[0048]在圖4中示出的示例中，光器件、D/A轉(zhuǎn)換器14和A/D轉(zhuǎn)換器17在可插拔模塊30內(nèi)實現(xiàn)。然而，本發(fā)明不限于這種構造。即，光器件、D/A轉(zhuǎn)換器14和A/D轉(zhuǎn)換器17可以被設置在定位或固定在光收發(fā)器20的母板上的模塊內(nèi)。
[0049]在光收發(fā)器20中，在DSPll和光器件之間傳輸?shù)墓鈹?shù)字信號的比特率高于光收發(fā)器20發(fā)送的數(shù)據(jù)信號的比特率。假設光收發(fā)器20發(fā)送的數(shù)據(jù)的比特率是lOOGbps。另外，假設A/D轉(zhuǎn)換器17的采樣速率是2比特/符號并且A/D轉(zhuǎn)換器17的分辨率是8比特。在這種情況下，表示接收到的調(diào)制光信號的數(shù)字信號(即，從A/D轉(zhuǎn)換器17發(fā)送到DSPll的信號)的比特率大致是2Tbps。類似地，表示發(fā)送信號的數(shù)字信號(即，從DSPll發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器14的信號)的比特率大致是2Tbps。
[0050]如上所述，在光收發(fā)器20內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)字信號非?？臁Ｒ虼?，這些數(shù)字信號例如并行傳輸，如圖5中所不。
[0051]在圖5中示出的示例中，光收發(fā)器20發(fā)送DP-QPSK調(diào)制光信號。在這種情況下，光發(fā)送裝置15用X偏振I分量信號(Ix)、X偏振Q分量信號(Qx)、Y偏振I分量信號(Iy)和Y偏振Q分量信號(Qy)表示接收到的調(diào)制光信號。A/D轉(zhuǎn)換器17用多個數(shù)字信號分別表不X偏振I分量信號、X偏振Q分量信號、Y偏振I分量信號和Y偏振Q分量信號。即，接收到的調(diào)制光信號用數(shù)字信號R-1至R_n來表達，并且并行地從A/D轉(zhuǎn)換器17發(fā)送到DSPlI。然后，DSPll基于數(shù)字信號R-1至R_n來恢復接收到的數(shù)據(jù)。
[0052]這里，假設發(fā)送數(shù)據(jù)的比特率是lOOGbps。另外，假設A/D轉(zhuǎn)換器17的采樣速率是2比特/符號并且A/D轉(zhuǎn)換器17的分辨率是8比特。在這種情況下，例如，分別用16個數(shù)字信號表不X偏振I分量信號、X偏振Q分量信號、Y偏振I分量信號和Y偏振Q分量信號。因此，接收到的調(diào)制光信號用64個數(shù)字信號R-1至R-64來表達。
[0053]另一方面，DSPlI用數(shù)字信號T-1至T-m表示發(fā)送數(shù)據(jù)。這里，數(shù)字信號T_1至T_m包括表不X偏振I分量信號的數(shù)字信號、表不X偏振Q分量信號的數(shù)字信號、表不Y偏振I分量信號的數(shù)字信號和表示Y偏振Q分量信號的數(shù)字信號。數(shù)字信號T-1至T-m并行地從DSPll發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器14。然后，D/A轉(zhuǎn)換器14從數(shù)字信號T-1至T_m生成X偏振I分量信號、X偏振Q分量信號、Y偏振I分量信號和Y偏振Q分量信號，光發(fā)送裝置15從這些信號生成調(diào)制光信號。表示發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)字信號的數(shù)量(即，m)可以與表示接收到的調(diào)制光信號的數(shù)字信號的數(shù)量(即，η)相同或不同。
[0054]如上所述，在光收發(fā)器20中，用并行傳輸?shù)亩鄠€數(shù)字信號表示接收到的調(diào)制光信號。類似地，用并行傳輸?shù)亩鄠€數(shù)字信號表示發(fā)送數(shù)據(jù)。這里，如果這些數(shù)字信號作為電信號傳輸，則這些信號會有可能因串擾而被劣化。此外，需要用端接電阻器進行阻抗匹配，從而造成功耗增加。相比之下，數(shù)字信號在光收發(fā)器20中被作為光信號傳輸。因此，可以避免或抑制這些問題。
[0055]注意的是，當并行傳輸?shù)墓鈹?shù)字信號的數(shù)量大時，可能變得難以縮小光收發(fā)器20的尺寸。因此，可以通過使用復用和/或多級調(diào)制，減少在光收發(fā)器20內(nèi)并行傳輸?shù)墓庑盘柕臄?shù)量。
[0056]圖6示出用于使用波分復用(WDM)發(fā)送多個光數(shù)字信號的構造。這里，示出用于將多個數(shù)字信號從E/0電路18發(fā)送到0/E電路19的構造。假設A/D轉(zhuǎn)換器17生成的多個數(shù)字信號被并行地提供給E/0電路18。
[0057]E/0電路18包括多個E/0元件41和WDM復用器42。多個E/0元件41中的每個包括光源，光源用于生成具有不同波長(λ l-λη)的連續(xù)波光。此外，向每個Ε/0元件41提供對應的數(shù)字信號。每個Ε/0元件41通過用提供的數(shù)字信號驅(qū)動光源來生成對應的光數(shù)字信號。WDM復用器42復用多個Ε/0元件41生成的光數(shù)字信號。Ε/0電路18生成的WDM光信號例如經(jīng)由光纖被導向0/Ε電路19。
[0058]0/Ε電路19包括WDM分離器43和多個0/Ε元件44。WDM分離器43針對波長分離從Ε/0電路18接收的WDM光信號。S卩，WDM光信號被分離成多個光數(shù)字信號。每個0/Ε元件44將WDM分離器43得到的對應光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0059]如上所述，在圖6中示出的構造中，多個光數(shù)字信號被復用成WDM光信號并且被發(fā)送。因此，用于將光數(shù)字信號從Ε/0電路18發(fā)送到0/Ε電路19的光路(諸如，光纖)的數(shù)量可以減少。例如，可以用現(xiàn)有技術將64個波長復用成一個WDM光信號。因此，使用這種技術使得能夠用一根光纖將光數(shù)字信號從Ε/0電路18發(fā)送到0/Ε電路19。
[0060]圖7示出用于使用偏振復用發(fā)送多個光數(shù)字信號的構造。在這種情況下，Ε/0電路18包括多個Ε/0元件51和多個偏振合束器(PBC) 52。向每個Ε/0元件51提供對應的數(shù)字信號。即，每個Ε/0元件51將對應的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成光數(shù)字信號。每個偏振合束器52通過復用一對Ε/0兀件51生成的對應的一對光數(shù)字信號來生成偏振復用光信號。Ε/0電路18生成的多個偏振復用光信號分別經(jīng)由光路被導向0/Ε電路19。在這種情況下，例如，用偏振保持光纖或偏振保持光線路實現(xiàn)光路。
[0061]0/Ε電路19包括多個偏振分束器(PBS) 53和多個0/Ε元件54。每個偏振分束器53將對應的偏振復用光信號分成一對光數(shù)字信號，并且將這些信號導向?qū)囊粚?/Ε元件54。每個0/Ε元件54將從對應的偏振分束器53提供的光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0062]如上所述，在圖7中示出的構造中，使用偏振復用將兩個數(shù)字信號經(jīng)由一條光路(諸如，光纖)發(fā)送。因此，相比于圖5中示出的構造，用于將光數(shù)字信號從Ε/0電路18發(fā)送到0/Ε電路19的光路的數(shù)量減至一半。
[0063]圖8示出用于使用多級調(diào)制發(fā)送多個光數(shù)字信號的構造。在這種情況下，Ε/0電路18包括多個映射器61和多個調(diào)制器62。向每個映射器61并行提供數(shù)字信號。并行提供給映射器61的數(shù)字信號的數(shù)量對應于指定的調(diào)制方案。例如，當指定QPSK時，提供兩個數(shù)字信號，并且當指定16QAM時，提供四個數(shù)字信號。每個映射器61從基于指定的調(diào)制方案提供的多個數(shù)字信號生成符號序列。用一對值(I分量和Q分量)表示每個符號。每個調(diào)制器62基于從對應的映射器61提供的符號序列，生成多級調(diào)制光信號。Ε/0電路18生成的多個多級調(diào)制光信號例如分別經(jīng)由光纖被導向0/Ε電路19。
[0064]0/Ε電路19包括多個解調(diào)器63和多個解映射器64。每個解調(diào)器63通過解調(diào)對應的多級調(diào)制光信號來生成解調(diào)信號(I分量信號和Q分量信號)。每個解映射器64通過解映射對應的解調(diào)信號來重新生成數(shù)字信號。
[0065]如上所述，在圖8中示出的構造中，使用多級調(diào)制將多個數(shù)字信號經(jīng)由一條光路(諸如，光纖)發(fā)送。因此，相比于圖5中示出的構造，根據(jù)指定的調(diào)制方案，用于將光數(shù)字信號從E/0電路18發(fā)送到0/E電路19的光路的數(shù)量減少。例如，當指定QPSK時，光路的數(shù)量減至一半，并且當指定16QAM時，光路的數(shù)量減至四分之一。
[0066]圖6至圖8表示接收器電路(用于將光數(shù)字信號從E/0電路18發(fā)送到0/E電路19的構造)。類似的構造也可應用于發(fā)送器電路(用于將光數(shù)字信號從E/0電路12發(fā)送至IJ0/E電路13的構造)。此外，可以任意地組合圖6至圖8中示出的構造。例如，如果組合圖6和圖7中示出的構造，則針對各波長發(fā)送偏振復用光信號。另外，如果組合圖6和圖8中示出的構造，則針對各波長發(fā)送多級調(diào)制光信號。此外，如果組合圖6至圖8中示出的構造，則針對各波長發(fā)送偏振復用多級調(diào)制光信號。
[0067]注意的是，用于減少光收發(fā)器內(nèi)的光路的數(shù)量的構造不限于圖6至圖8中示出的示例。例如，可以通過使用DMT(數(shù)字多音調(diào))來減少光路的數(shù)量。另選地，可以通過用多載波光復用數(shù)字QAM電信號來減少光路的數(shù)量。
[0068]如上所述，在第一實施方式中，在DSPll和光器件(光發(fā)送裝置15或光接收裝置16)之間傳輸?shù)男盘柋晦D(zhuǎn)換成光數(shù)字信號。因此，根據(jù)第一實施方式，相比于沒有采用第一實施方式的構造的構造(諸如，圖2中示出的構造)，可以生成以下效果。
[0069]在圖2中示出的光收發(fā)器中，在DSP1001和光器件(光發(fā)送裝置1003或光接收裝置1004)之間傳輸?shù)男盘柺悄M電信號。因此，在DSP1001和光器件之間的傳輸過程中，信號的波形劣化。此外，當光器件在可插拔模塊1008中實現(xiàn)時，在母板和可插拔模塊1008之間的界面中存在電容分量。因此，模擬電信號的波形有可能會因電容分量而劣化。此外，需要在母板和可插拔模塊1008之間的界面中執(zhí)行與模擬電信號的阻抗匹配。因此，電流流入用于進行阻抗匹配的端接電阻器，從而造成功耗增加。
[0070]同時,在根據(jù)第一實施方式的光收發(fā)器20中，在DSPll和光器件(光發(fā)送裝置15或光接收裝置16)之間傳輸?shù)男盘柺枪鈹?shù)字信號。因此，抑制了 DSPll和光器件之間的傳輸過程中信號的波形劣化。此外，當光器件在可插拔模塊30中實現(xiàn)時，母板和可插拔模塊30在光領域中耦合。因此，在母板和可插拔模塊30之間的界面中，電容分量基本上為零。另外，在母板和可插拔模塊30之間的界面中不需要用于進行阻抗匹配的端接電阻器，從而造成功耗降低。
[0071]在第一實施方式中，模擬電信號在可插拔模塊30內(nèi)傳輸。然而，由于相比于圖2中示出的構造，模擬電信號傳輸?shù)木嚯x足夠短，因此抑制了信號的波形劣化。尤其是，如果0/E電路13和E/0電路18與其它電路元件集成在可插拔模塊30中，則傳輸路徑的電容分量可以非常小。結果，進一步抑制了波形的劣化。
[0072]<第二實施方式>
[0073]圖9示出根據(jù)第二實施方式的光收發(fā)器的構造。根據(jù)第二實施方式的光收發(fā)器70容納多個光通道，如圖9中所示。例如，用WDM實現(xiàn)這多個光通道。在這種情況下，可以針對波長分離接收到的WDM光信號，多個光信號可以被饋送到光收發(fā)器70。此外，光收發(fā)器70生成的多個光信號可以被復用成WDM光信號，并且輸出到光網(wǎng)絡。
[0074]DSP71可以生成多個發(fā)送信號，并且可以恢復接收到的多個數(shù)據(jù)信號。每個發(fā)送信號表示經(jīng)由對應的光通道傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)信號。每個接收到的數(shù)據(jù)信號從對應的接收到的光信號來恢復。E/Ο電路陣列72包括多個E/Ο電路12。Ο/E電路陣列73包括多個Ο/E電路13。D/A轉(zhuǎn)換電路陣列74包括多個D/A轉(zhuǎn)換器14。光發(fā)送裝置陣列75包括多個光發(fā)送裝置15。光接收裝置陣列76包括多個光接收裝置16。A/D轉(zhuǎn)換電路陣列77包括多個A/D轉(zhuǎn)換器17。E/Ο電路陣列78包括多個E/Ο電路18。Ο/E電路陣列79包括多個Ο/E電路19。
[0075]例如，可以通過將多個光發(fā)送裝置15集成在一個基板上來實現(xiàn)光發(fā)送裝置陣列75。類似地，例如，可以通過將多個光接收裝置16集成在一個基板上來實現(xiàn)光接收裝置陣列76。此外，光發(fā)送裝置陣列75和光接收裝置陣列76可以被封裝在一個模塊中。
[0076]近年來，例如，通過使用硅光子學技術，變得可以用高密度集成電子電路元件和光學元件。因此，今后可能需要縮小其中封裝了多個光發(fā)送裝置15和/或多個光接收裝置16的模塊的尺寸。
[0077]然而，如果封裝在一個光電路模塊內(nèi)的光發(fā)送裝置15和/或光接收裝置16的數(shù)量增加，則同樣地，連接在光電路模塊和DSP17之間的傳輸線路的數(shù)量增加。因此，當光發(fā)送裝置15和/或光接收裝置16的數(shù)量增加時，變得更難以縮短光電路模塊和DSP71之間的距離。因此，在其中光電路模塊和DSP71之間傳輸?shù)男盘柺悄M電信號的構造中，隨著封裝在光電路模塊中的光發(fā)送裝置15和/或光接收裝置16的數(shù)量增加，信號的波形劣化愈發(fā)明顯。出于此原因，當封裝在光電路模塊中的光發(fā)送裝置15和/或光接收裝置16的數(shù)量大時，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的構造提供了很大優(yōu)勢。
[0078]<光傳輸設備>
[0079]如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的光收發(fā)器中，不需要將用于生成發(fā)送信號和/或恢復數(shù)據(jù)信號的DSP與光電路(光發(fā)送裝置、光接收裝置等)緊密排列。即，相對于光電路的DSP布置的自由度高。因此，可以將DSP布置在例如光傳輸設備中的所需位置。
[0080]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的光傳輸設備的示例。根據(jù)這個實施方式的光傳輸設備80包括開關模塊81和光收發(fā)器模塊82,如圖10中所不。在這個不例中，兩個光收發(fā)器模塊82 (82a、82b)在光傳輸設備80中實現(xiàn)。注意的是,光傳輸設備80包括例如針對光傳輸設備80的各支路(degree) (#a、#b)的光收發(fā)器模塊82 (82a、82b)。
[0081]開關模塊81包括開關電路83、DSP71、E/0電路陣列72和0/E電路陣列79。在圖10中示出的示例中，針對光收發(fā)器模塊82中的每個，提供一組DSP71、E/0電路陣列72和0/E電路陣列79。
[0082]開關電路83容納多條客戶端線路。每條客戶端線路包括用于將信號從對應的客戶端發(fā)送到光傳輸設備80的上行線路和用于將信號從光傳輸設備80發(fā)送到客戶端的下行線路。此外，開關電路83可以將經(jīng)由客戶端線路接收的客戶端信號導向通過路由信息指定的光傳輸線路。例如，當客戶端信號被發(fā)送到支路#a時，開關電路83將客戶端信號導向與光收發(fā)器模塊82a對應的DSP71,使得客戶端信號將被導向光收發(fā)器模塊82a。此外，開關電路83可以將經(jīng)由光傳輸線路接收的客戶端信號導向通過路由信息指定的客戶端線路。另夕卜，開關電路83可以根據(jù)提供的路由信息將經(jīng)由某條光傳輸線路接收的客戶端信號導向另一條光傳輸線路。注意的是，例如，從未示出的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)提供路由信息。
[0083]DSP71、E/0電路陣列72和0/E電路陣列79與例如圖9中示出的光收發(fā)器70的對應的電路元件基本上相同。即，DSP71可以基于客戶端信號生成發(fā)送信號。E/0電路陣列72向0/E電路陣列73發(fā)送表示對應發(fā)送信號的光數(shù)字信號。Ο/E電路陣列79從E/Ο電路陣列78接收表示對應的調(diào)制光信號的光數(shù)字信號。DSP71可以從Ο/E電路陣列79的輸出信號恢復客戶端信號，并且可以將信號導向開關電路83。
[0084]光收發(fā)器模塊82包括0/E電路陣列73、D/A轉(zhuǎn)換電路陣列74、光發(fā)送裝置陣列75、光接收裝置陣列76、A/D轉(zhuǎn)換電路陣列77和E/0電路陣列78。0/E電路陣列73、D/A轉(zhuǎn)換電路陣列74、光發(fā)送裝置陣列75、光接收裝置陣列76、A/D轉(zhuǎn)換電路陣列77和E/0電路陣列78與例如圖9中示出的光收發(fā)器70的對應電路元件基本上相同。
[0085]在光傳輸設備80中，不需要將DSP71與光電路(光發(fā)送裝置陣列75和/或光接收裝置陣列76)緊密排列。即，可以將DSP71布置在光傳輸設備80內(nèi)的所需位置。在圖10中示出的示例中，DSP71在提供開關功能的開關模塊81中實現(xiàn)。
[0086]圖11不出根據(jù)實施方式的使用光傳輸設備的光傳輸系統(tǒng)的不例。在圖11中，光傳輸設備90是傳輸WDM光信號的WDM傳輸設備。光傳輸設備90包括開關模塊91、多個光收發(fā)器電路92和復用器/分離器93。
[0087]與圖10中示出的開關模塊81類似，開關模塊91包括開關電路83、DSP71、E/0電路陣列72和0/E電路陣列79。每個光收發(fā)器電路92包括例如圖3A中示出的0/E電路13、D/A轉(zhuǎn)換器14、光發(fā)送裝置15、光接收裝置16、A/D轉(zhuǎn)換器17和E/0電路18。另選地，可以通過圖10中示出的光收發(fā)器模塊82實現(xiàn)多個光收發(fā)器電路92。復用器/分離器93復用光收發(fā)器電路92生成的調(diào)制光信號，并且將復用光信號發(fā)送到光纖傳輸線路。此外，復用器/分離器93針對波長分離經(jīng)由光纖傳輸路線接收的WDM光信號，并且將每個接收到的調(diào)制光信號導向?qū)墓馐瞻l(fā)器電路92。
[0088]在光纖傳輸線路上，可以設置放大WDM光信號的光放大器。此外,在光纖傳輸線路上，可以設置可重構光分插復用器(ROADM)。
【權利要求】
1.一種光接收器，所述光接收器包括: 光接收裝置，其被構造成生成表示接收到的調(diào)制光信號的模擬接收信號； A/D轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述模擬接收信號生成數(shù)字接收信號； E/Ο電路，其被構造成從所述數(shù)字接收信號生成光數(shù)字信號； Ο/E電路，其被構造成從所述光數(shù)字信號生成電數(shù)字信號；以及 數(shù)字信號處理器，其被構造成從所述電數(shù)字信號恢復數(shù)據(jù)信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的光接收器，其中， 所述E/Ο電路包括復用器，所述復用器被構造成生成表示所述數(shù)字接收信號的波長復用光信號作為所述光數(shù)字信號， 所述Ο/E電路包括分離器，所述分離器被構造成從所述波長復用光信號生成所述電數(shù)字信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的光接收器，其中， 所述E/Ο電路包括復用器，所述復用器被構造成生成表示所述數(shù)字接收信號的偏振復用光信號作為所述光數(shù)字信號， 所述Ο/E電路包括分離器，所述分離器被構造成從所述偏振復用光信號生成所述電數(shù)字信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的光接收器，其中， 所述E/Ο電路包括調(diào)制電路，所述調(diào)制電路被構造成生成表示所述數(shù)字接收信號的多級調(diào)制光信號作為所述光數(shù)字信號， 所述Ο/E電路包括解調(diào)電路，所述解調(diào)電路被構造成從所述多級調(diào)制光信號生成所述電數(shù)字信號。
5.一種光發(fā)送器，所述光發(fā)送器包括: 數(shù)字信號處理器，其被構造成生成發(fā)送信號； E/Ο電路，其被構造成從所述發(fā)送信號生成光數(shù)字信號； Ο/E電路，其被構造成從所述光數(shù)字信號生成電數(shù)字信號； D/A轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述電數(shù)字信號生成模擬發(fā)送信號；以及 光發(fā)送裝置，其被構造成基于所述模擬發(fā)送信號生成調(diào)制光信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的光發(fā)送器，其中， 所述E/Ο電路包括復用器，所述復用器被構造成生成表示所述發(fā)送信號的波長復用光信號作為所述光數(shù)字信號， 所述Ο/E電路包括分離器，所述分離器被構造成從所述波長復用光信號生成所述電數(shù)字信號。
7.根據(jù)權利要求5所述的光發(fā)送器，其中， 所述E/Ο電路包括復用器，所述復用器被構造成生成表示所述發(fā)送信號的偏振復用光信號作為所述光數(shù)字信號， 所述Ο/E電路包括分離器，所述分離器被構造成從所述偏振復用光信號生成所述電數(shù)字信號。
8.根據(jù)權利要求5所述的光發(fā)送器，其中， 所述E/Ο電路包括調(diào)制電路，所述調(diào)制電路被構造成生成表示所述數(shù)字接收信號的多級調(diào)制光信號作為所述光數(shù)字信號， 所述Ο/E電路包括解調(diào)電路，所述解調(diào)電路被構造成從所述多級調(diào)制光信號生成所述電數(shù)字信號。
9.一種光收發(fā)器，所述光收發(fā)器包括: 光接收裝置，其被構造成生成表示接收到的調(diào)制光信號的模擬接收信號； A/D轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述模擬接收信號生成數(shù)字接收信號； 第一 E/Ο電路，其被構造成從所述數(shù)字接收信號生成第一光數(shù)字信號； 第一 Ο/E電路，其被構造成從所述第一光數(shù)字信號生成第一電數(shù)字信號； 數(shù)字信號處理器，其被構造成從所述第一電數(shù)字信號恢復數(shù)據(jù)信號，并且生成發(fā)送信號; 第二 E/Ο電路，其被構造成從所述發(fā)送信號生成第二光數(shù)字信號； 第二 Ο/E電路，其被構造成從所述第二光數(shù)字信號生成第二電數(shù)字信號； D/A轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述第二電數(shù)字信號生成模擬發(fā)送信號；以及 光發(fā)送裝置，其被構造成基于所述模擬發(fā)送信號生成調(diào)制光信號。
10.根據(jù)權利要求9所述的光收發(fā)器，其中， 所述數(shù)字信號處理器、所述第一 Ο/E電路和所述第二 E/Ο電路在板上實現(xiàn)，所述光接收裝置、所述A/D轉(zhuǎn)換器、所述第一 E/Ο電路、所述第二 Ο/E電路、所述D/A轉(zhuǎn)換器和所述光發(fā)送裝置被封裝在能夠從所述板上取下的模塊內(nèi)。
11.一種光收發(fā)器，所述光收發(fā)器包括: 光接收電路，其被構造成生成分別表示接收到的多個調(diào)制光信號的多個模擬接收信號; A/D轉(zhuǎn)換器電路，其被構造成從所述多個模擬接收信號分別生成多個數(shù)字接收信號； 數(shù)字信號處理器，其被構造成從所述多個數(shù)字接收信號分別重新生成數(shù)據(jù)信號，并且生成多個發(fā)送信號； D/A轉(zhuǎn)換器電路，其被構造成從所述多個發(fā)送信號分別生成多個模擬發(fā)送信號； 光發(fā)送電路，其被構造成基于所述多個模擬發(fā)送信號分別生成多個調(diào)制光信號； 第一光電路，其被構造成將所述多個數(shù)字接收信號分別轉(zhuǎn)換成第一光信號并且將所述第一光信號從所述A/D轉(zhuǎn)換器電路發(fā)送到所述數(shù)字信號處理器； 第二光電路，其被構造成將所述多個發(fā)送信號分別轉(zhuǎn)換成第二光信號并且將所述第二光信號從所述數(shù)字信號處理器發(fā)送到所述D/A轉(zhuǎn)換器電路。
12.一種包括開關模塊和光收發(fā)器模塊的光傳輸設備，所述光傳輸設備包括: 開關電路，其被構造成控制數(shù)據(jù)信號的目的地； 光接收裝置，其被構造成生成表示接收到的調(diào)制光信號的模擬接收信號； A/D轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述模擬接收信號生成數(shù)字接收信號； 數(shù)字信號處理器，其被構造成從所述數(shù)字接收信號恢復數(shù)據(jù)信號并且將恢復后的所述數(shù)據(jù)信號導向所述開關電路，并且從接收自所述開關電路的數(shù)據(jù)信號生成發(fā)送信號； D/A轉(zhuǎn)換器，其被構造成從所述發(fā)送信號生成模擬發(fā)送信號； 光發(fā)送裝置，其被構造成基于所述模擬發(fā)送信號生成調(diào)制光信號； 第一光電路，其被構造成將所述數(shù)字接收信號轉(zhuǎn)換成第一光信號并且將所述第一光信號從所述A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送到所述數(shù)字信號處理器；以及 第二光電路，其被構造成將所述發(fā)送信號轉(zhuǎn)換成第二光信號并且將所述第二光信號從所述數(shù)字信號處理器發(fā)送到所述D/A轉(zhuǎn)換器，其中， 所述開關電路和所述數(shù)字信號處理器被封裝在所述開關模塊內(nèi)， 所述光接收裝置、所述A/D轉(zhuǎn)換器、所述D/A轉(zhuǎn)換器和所述光發(fā)送裝置被封裝在所述光收發(fā)器模塊內(nèi)。
【文檔編號】H04J14/02GK104243050SQ201410239307
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2013年6月6日
【發(fā)明者】西本央 申請人:富士通光器件株式會社