CN108139616B - 光调制器、光发射器及光调制方法 - Google Patents

光调制器、光发射器及光调制方法 Download PDF

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Abstract

为了提供一种即使当应用多进制调制方案时也能够控制偏置电压与调制装置的透射特性相对应的光调制器，光调制器(10)具备：振幅信息控制装置(20)，其生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置(50)的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到振幅信息，并且输出振幅信息；偏置值控制装置(30)，其生成并输出用于控制信息信号的振幅的中心与调制装置(50)的透射特性相对应的偏置值；数据输出装置(40)，其基于振幅信息来校正信息数据的振幅，并且输出信息数据作为信息信号；调制装置(50)，其基于偏置值来校正信息信号的振幅的中心，通过使用信息信号来调制连续波光，并且输出调制信号；以及调整装置(60)，其从调制信号中提取添加到振幅信息的抖动信号，并且调整振幅信息和偏置值，使得添加到振幅信息的抖动信号的强度的微分值变成零。

Description

光调制器、光发射器及光调制方法
技术领域
本发明涉及光调制器、光发射器以及光调制方法。
背景技术
沿袭2.5Gbit/s和10Gbit/s的光传输***，40Gbit/s和100Gbit/s以上的超高速长距离光传输***正广泛普及。光相移键控(optical phase shift keying)方案和数字相干接收方案是超高速长距离光传输***中最有可能采用的方案。这里，光相移键控方案具备长距离光纤传输中所需的优异特性，诸如光信噪比(optical signal-to-noise ratio)耐性、色散(chromatic dispersion)耐性和偏振模色散(polarization mode dispersion)耐性。在数字相干接收方案中，将接收侧的相干检测(coherent detection)与数字信号处理(digital signal processing)技术组合。
在传输特性平衡、制造难易度和成本方面，二进制相移键控(BPSK)方案和四进制相移键控(QPSK)方案在相位调制方案中尤其最具前景。另外，也有考虑到四进制振幅调制(QAM)方案，其具有优异的光频使用的频谱效率，以便增加传输容量而不增加所使用的光频带宽。人们已积极研究并开发分别使用四进制驱动信号和八进制驱动信号的光多进制相位和振幅调制方案，诸如16QAM和64QAM。例如，专利文献1至5详细公开这些光传输方案。
专利文献1公开一种光调制装置，其将低频信号叠加到偏置电压，从由调制器输出的调制信号中提取叠加的低频信号，以及控制调制器的偏置电压，并且还将低频率信号叠加到提供给驱动电路的振幅控制信号，从调制信号中提取叠加的低频信号，以及控制调制信号的振幅。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]日本专利特开2012-141565号公报
[PTL 2]日本专利特开2011-150052号公报
[PTL 3]日本专利特开2005-148329号公报
[PTL 4]日本专利特开2003-295138号公报
[PTL 5]日本专利特开H3-251815号公报
发明内容
[技术问题]
这里，专利文献1的技术在诸如BPSK和QPSK的二进制或四进制相移键控方案有效地发挥作用，但在具有更高多进制等级的诸如16QAM和64QAM的多进制调制方案中却无法有效地发挥作用。其原因在于，在诸如16QAM和64QAM的多进制调制方案中，驱动电信号振幅还需按四进制信号或八进制信号的不同振幅来驱动，即使将低频信号单独叠加到振幅，由调制器输出的调制信号中提取的低频信号的总功率在最佳点非零，这有别于二进制或四进制相移键控方案。
鉴于上述问题提出本发明，其目的在于，提供即使当应用多进制调制方案时也能够控制偏置电压与调制装置的透射特性相对应的光调制器、光发射器以及光调制方法。
[问题解决方案]
为了达成上述目的，根据本发明的光调制器包括：振幅信息控制装置，用于生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到振幅信息，并且输出振幅信息；偏置值控制装置，用于生成并输出用于控制所述信息信号的振幅的中心与所述调制装置的透射特性相对应的偏置值；数据输出装置，用于基于所输出的振幅信息来校正所输入的信息数据的振幅，并且输出信息数据作为所述信息信号；调制装置，用于基于所输出的偏置值来校正所输出的信息信号的振幅的中心，通过使用所述信息信号来调制输入连续波光，并且输出调制信号；以及调整装置，用于从所输出的调制信号中提取添加到所述振幅信息的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零。
为了达成上述目的，根据本发明的光发射器包括：光输出装置，用于生成并输出连续波光；以及上述光调制器，其被配置为调制所输出的连续波光。
为了达成上述目的，根据本发明的光调制方法包括：生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到振幅信息，并且输出振幅信息；生成并输出用于控制所述信息信号的振幅的中心与所述调制装置的透射特性相对应的偏置值；基于所输出的振幅信息来校正所输出的信息数据的振幅，并且输出信息数据作为所述信息信号；通过使用所述调制装置，基于所输出的偏置值来校正所输出的信息信号的振幅的中心；通过使用所述信息信号来调制连续波光，并且输出调制信号；以及从所输出的调制信号中提取添加到所述振幅信息的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零。
[发明有益效果]
根据本发明的上述方面，即使当应用多进制调制方案时，也能够控制偏置电压与调制装置的透射特性相对应。
附图说明
图1是根据第一示例性实施例的光调制器10的结构框图。
图2是根据第二示例性实施例的光发射器100的结构框图。
图3是根据第二示例性实施例的光检测器600的结构框图。
图4是图示出对根据第二示例性实施例的光发射器100应用二进制光相位调制方案时的驱动电压与透光率之间关系的示图。
图5是图示出在二进制光相位调制方案中将使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值的控制应用于光发射器100时的控制结果的示图。
图6是图示出对根据第二示例性实施例的光发射器100应用64QAM相位调制方案时的驱动电压与透光率之间关系的示图。
图7是应用使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值进行控制时的模拟结果。
图8是应用使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅进行控制时的模拟结果。
图9是应用使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅进行控制时关于的微分值的模拟结果。
图10是根据第二示例性实施例的控制器700的结构框图。
图11是图示出在多进制光相位调制方案中将使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅的控制应用于光发射器100时的控制结果的示图。
具体实施方式
<第一示例性实施例>
将对本发明的第一示例性实施例予以描述。在图1中图示出根据本示例性实施例的光调制器的结构框图。在图1中，光调制器10包括振幅信息控制装置20、偏置值控制装置30、数据输出装置40、调制装置50和调整装置60。
振幅信息控制装置20生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置50的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到振幅信息，并且将振幅信息输出到数据输出装置40。在此，根据本示例性实施例的振幅信息控制装置20生成振幅信息，该振幅信息将信息信号的振幅设置成等于调制装置50的透射特性的最大值与最小值之差。
偏置值控制装置30生成用于控制信息信号的振幅的中心——即，偏置电压——与调制装置50的透射特性相对应的偏置值，并且将偏置值输出到调制装置50。根据本示例性实施例的偏置值控制装置30生成偏置值，该偏置值将偏置电压设置为调制装置50的透射特性的最小点。
数据输出装置40基于由振幅信息控制装置20输入的振幅信息来校正输入信息数据的振幅，并且将该信息数据作为信息信号输出到调制装置50。
调制装置50基于由偏置值控制装置30输入的偏置值来校正由数据输出装置40输入的信息信号的振幅的中心，即偏置电压。然后，调制装置50通过使用具有经校正的偏置电压的输入信息信号来调制连续波光，并且输出调制信号。
调整装置60从由调制装置50输出的调制信号中提取添加到振幅信息的抖动信号。然后，调整装置60调整由振幅信息控制装置20生成的振幅信息以及由偏置值控制装置30生成的偏置值，使得所提取的添加到振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零。
在如上所述形成的光调制器10中，振幅信息控制装置20将添加有抖动信号的振幅信息输出到数据输出装置40，并且数据输出装置40基于振幅信息来校正信息数据的振幅并且将信息信号输出到调制装置50。另外，调制装置50通过使用基于添加有抖动信号的振幅信息校正的信息信号来生成调制信号。然后，根据本示例性实施例的调整装置60从由调制装置50输出的调制信号中提取添加到振幅信息的抖动信号，并且调整由振幅信息控制装置20生成的振幅信息以及由偏置值控制装置30生成的偏置值，使得所提取的添加到振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零。在此情形下，即使当应用多进制调制方案时，也能够控制信息信号的振幅和振幅的中心与调制装置50的透射特性相对应。
应当指出，在根据本示例性实施例的光调制器10中，还能够输出添加有抖动信号、由偏置值控制装置30生成的偏置值。在此情形下，调整装置60从输出调制信号中提取添加到偏置值的抖动信号，并且调整由振幅信息控制装置20生成的振幅信息以及由偏置值控制装置30生成的偏置值，使得添加到所提取的偏置值的抖动信号的周期设置为双倍周期。这样的光调制器10从上一级安装的成帧器电路等中获取所应用的调制方案，并且选择当应用二进制调制方案时将抖动信号添加到偏置值的控制过程，以及选择当应用多进制调制方案时将抖动信号添加到振幅信息的控制过程。应当指出，这种选择能够通过图1中未示出的切换装置来执行。
<第二示例性实施例>
将对第二示例性实施例予以描述。在图2中图示出根据本示例性实施例的光发射器的结构框图。在图2中，光发射器100包括光源200、第一驱动单元310、第二驱动单元320、光调制器400、分支单元500、光检测器600和控制器700。
光源200输出连续波(CW)光。由光源200输出的CW光在光调制器400中分成两道光，并且其中一道光被输入到如下所述的第一调制单元410，而另一道光被输入到第二调制单元420。
第一驱动单元310从成帧器电路等接收根据所应用的调制方案而编码的数据信号I的输入，而且从控制器700接收叠加有低频抖动信号的驱动振幅I的输入。第一驱动单元310基于输入驱动振幅I来调整输入数据信号I的振幅，并且将信息电信号I输出到光调制器400的第一调制单元410。
第二驱动单元320从成帧器电路等接收根据所应用的调制方案而编码的数据信号Q的输入，而且从控制器700接收叠加有低频抖动信号的驱动振幅Q的输入。第二驱动单元320基于输入驱动振幅Q来调整输入数据信号Q的振幅，并且将信息电信号Q输出到光调制器400的第二调制单元420。
光调制器400具有根据由控制器700输入并且叠加有低频抖动信号的DC偏置值而调整的DC偏置电压V。然后，光调制器400使用由驱动单元310和320输入的信息电信号来对由光源200输入的CW光执行光调制，并且输出调制信号。如图2所示，根据本示例性实施例的光调制器400包括第一调制单元410、第二调制单元420和相位调整部430。
第一调制单元410具有响应于由控制器700输入并且叠加有低频抖动信号的DC偏置值I而调整的DC偏置电压VI。然后，第一调制单元410使用由第一驱动单元310输入的信息电信号I来调制由光源200输入的其中一道CW光，并且输出调制信号I。
第二调制单元420具有响应于由控制器700输入并且叠加有低频抖动信号的DC偏置值I而调整的DC偏置电压VQ。然后，第二调制单元420使用由第二驱动单元320输入的信息电信号Q来调制由光源200输入的另一道CW光，并且输出调制信号Q。
相位调整部430将由第二调制单元420输出的调制信号Q的相位移位π/2，并且输出调制信号Q。
在路径上多路复用由第一调制单元410输出的调制信号I以及由相位调整部430输出并且相位被移位π/2的调制信号Q，以被输出为来自光调制器400的调制信号。
分支单元500将由光调制器400输出的调制信号分支成两个调制信号，其中一个调制信号被发送到光传输线路，并且另一个调制信号被发送到光检测器600。
光检测器600将由分支单元500分支的调制信号变换成电信号，并且在提取并放大频率f0的频率分量之后将该电信号输出至控制器700。在图3中图示出根据本示例性实施例的光检测器600的结构框图。在图3中，光检测器600包括光电变换器610、电流/电压变换器620、窄带通滤波器(BPF)630和放大器640。
光电变换器610将由分支单元500分支的调制信号光电变换成电信号，并且输出根据调制信号的光功率的电流值。电流/电压变换器620将由光电变换器610输出的根据调制信号的光功率的电流值变换成电压值。BPF 630从电流/电压变换器620的输出值中提取频率f0的频率分量。放大器640放大由BPF 630提取的频率f0的频率分量，并且将该频率分量输出到控制器700。
控制器700生成要输出到光调制器400的DC偏置值以及要输出到驱动单元310和320的驱动振幅。控制器700还从由光检测器600输入的频率分量f0中提取低频抖动信号，并且基于所提取的结果来调整所生成的DC偏置值和所生成的驱动振幅。另外，控制器700将低频抖动信号叠加到经调整的DC偏置值和经调整的驱动振幅中的每一个，并且将DC偏置值和驱动振幅分别输出到光调制器400以及驱动单元310和320。将在下文中对控制器700予以描述。
接下来，将描述当应用二进制光相位调制方案的如上所述配置的光发射器100以及应用多进制振幅调制方案的如上所述配置的光发射器100通过叠加有低频抖动信号的DC偏置值或者叠加有低频抖动信号的驱动振幅来进行控制时的控制结果。
首先，将描述通过使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值来对二进制光相位调制方案中的光发射器100执行控制时的控制结果，以及通过使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值来对多进制振幅调制方案中的光发射器100执行控制时的控制结果。
图4是图示出在二进制光相位调制中的光发射器100中，施加到第一调制单元410和第二调制单元420的驱动电压与光调制器400的光透射输出之间关系的示图，其中Mach-Zender型光调制器被应用于第一调制单元410和第二调制单元420中的每一个。在此情形下，控制器700调整驱动振幅，使得信息电信号的“0”/“1”与光调制器400的透射特性的相邻峰值点一致，更具体地，信息电信号的“0”/“1”等于峰值点之间的电压差(2Vπ)。同时，控制器700调整DC偏置值，使得驱动振幅的“0”/“1”的平均电压(中间电压)设置为光调制器400的透射特性的最小(零、null)点。通过这种方式，信息电信号的“0”/“1”被变换成调制信号的载波相位“0”/“π”。
具体地，将频率f0的低频抖动信号叠加到输出至光调制器400的DC偏置值，以使频率f0的信息电信号的平均电压(DC偏置电压)波动。在图5中图示出此时的DC偏置电压V与由光检测器600检测到的f0分量的检测电压之间的关系。
如图5(b)所示，当信息电信号的振幅的最大电压和最小电压与光调制器400的透射特性的峰值一致，并且它们的平均电压(DC偏置电压)与零点一致时，在由光检测器600检测到的f0分量的检测电压中出现频率2f0的振幅变化。
另一方面，如图5(a)或图5(c)所示，当DC偏置电压偏离零点时，在由光检测器600检测到的f0分量的检测电压中出现频率f0的振幅变化。然后，当DC偏置电压较大时(图5(a))以及当DC偏置电压较小时(图5(c))，频率f0的相位彼此相反。因此，在应用二进制调制方案的光发射器100中，通过使用叠加有低频抖动信号的DC偏置电压，将信息电信号的“0”/“1”变换成调制信号的载波相位“0”/“π”。
接下来，将描述将使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值的控制应用于包括多种驱动电信号振幅的多进制振幅调制方案——诸如16QAM或64QAM——中的光发射器100时的控制结果。在图6中图示出当对光发射器100应用64QAM调制方案时施加于光调制器400的驱动电压与光调制器400的光透射输出之间的关系。
如图6所示，作为64QAM调制方案的驱动电压，需要A0至A7的8个点。在下文中，将描述当基于特定模拟结果使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值时V43(＝A4-A3)、V52(＝V5-V2)、V61(＝V6-V1)和V70(＝V7-V0)这四种驱动振幅的控制结果。
在驱动振幅为V43＝0.28Vπ、V52＝0.84Vπ、V61＝1.40Vπ和V70＝1.96Vπ的情况下，在图7(a)中图示出使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值进行控制时的模拟结果。在驱动振幅为V43＝0.24Vπ、V52＝0.72Vπ、V61＝1.20Vπ和V70＝1.60Vπ的情况下，在图7(b)中图示出使用叠加有低频抖动信号的DC偏置值进行控制时的模拟结果。在图7(a)和图7(b)中，四种实线分别是对应于上述四种驱动振幅的解调电压，而虚线是由光检测器600检测到的检测电压(总电压)。
在图7(a)中，当DC偏置电压从最佳点(0V)正向偏移(0到1Vπ)时，由光检测器600检测到的f0分量的检测电压(虚线)是负电压，并且当DC偏置电压从最佳点(0V)负向偏移(0到-1Vπ)时，所检测到的电压是正电压。另一方面，在图7(b)中，在驱动电信号振幅略小于图7(a)中的驱动电信号振幅的情况下，当DC偏置电压从最佳点(0V)正向偏移(0至1Vπ)时，由光检测器600检测到的f0分量的检测电压(虚线)是正电压，并且当DC偏置电压从最佳点(0V)负向偏移(0到-1Vπ)时，所检测到的电压是负电压。
换而言之，在应用多进制振幅调制方案的光发射器100中，当应用使用叠加有低频抖动信号的DC偏置电压的控制时，偏离DC偏置电压的最佳点(零点)的方向不仅由光检测器600检测到的f0分量的检测电压来确定。在此情形下，DC偏置电压无法被控制在零点，因此在应用多进制振幅调制方案的光发射器100中，仅通过将低频抖动信号叠加到DC偏置电压无法稳定地检测解调信号。因此，在根据本示例性实施例的光发射器100中，将低频抖动信号进一步叠加到输出至驱动单元310和320的驱动振幅。
接下来，将描述在多进制光相位调制方案中的光发射器100执行使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅的控制时的控制结果。应当指出，下面将描述在与结合图7所述的相同的条件下将使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅的控制应用于64QAM调制方案中的光发射器100时的控制结果。
在驱动振幅为V43＝0.28Vπ、V52＝0.84Vπ、V61＝1.40Vπ和V70＝1.96Vπ的情况下，在图8(a)中图示出使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅的控制被应用时的模拟结果。在V43＝0.24Vπ、V52＝0.72Vπ、V61＝1.20Vπ和V70＝1.60Vπ的情况下，在图8(b)中图示出使用叠加有低频抖动信号的驱动振幅的控制被应用时的模拟结果。同样，在图8(a)和图8(b)中，四种实线分别是对应于上述四种驱动振幅的解调电压，而虚线是由光检测器600检测到的检测电压(总电压)。
即使当驱动振幅从图8(a)和图8(b)中的驱动振幅发生改变时，由光检测器600检测到的检测电压的DC偏置电压也是以最佳点(0V)为中心的从-0.5Vπ到+0.5Vπ范围内的正电压以及另一电压范围内的负电压。在此情形下，在应用多进制振幅调制方案的光发射器100中，能够通过将低频抖动信号叠加到驱动振幅来检测偏离最佳点(零点)，并且能够将DC偏置电压控制在零点。
另外，在图9中图示出将图8中的检测电压对低频抖动信号求微分的结果。如图9中的虚线所示，当DC偏置电压从最佳点(0V)正向偏移(0到1Vπ)时，检测电压对低频抖动信号求微分得负电压。另一方面，当DC偏置电压从最佳点(0V)负向偏移(0到-1Vπ)时，检测电压对低频抖动信号求微分得正电压。因此，即使当对光发射器100应用多进制振幅调制方案时，通过使用检测电压对低频抖动型号求微分的结果，能够将DC偏置电压稳定地控制在最佳点(零点)，这类似于通过应用二进制调制方案将低频抖动信号叠加到DC偏置电压值时的控制。
接下来，将结合根据本示例性实施例的控制器700的配置来描述由控制器700执行上述控制的过程。在图10中图示出控制器700的结构框图的示例。在图10中，控制器700包括低频信号生成器710、乘法器720、DC偏置控制器730、驱动振幅控制器740、放大器750、第一加法器760和第二加法器770。
低频信号生成器710生成频率f0的矩形波信号并且将该矩形波信号输出到乘法器720和放大器750。应当指出，低频信号生成器710也能够生成频率f0的正弦信号。
乘法器720将由光检测器600输入的频率f0的频率分量与由低频信号生成器710输入的频率f0的矩形波信号相乘，并且将结果值输出到DC偏置控制器730和驱动振幅控制器740。
DC偏置控制器730生成DC偏置值，用于控制驱动振幅的“0”/“1”的平均电压值(DC偏置电压)与光调制器400的透射特性的最小(零)点一致。然后，DC偏置控制器730基于由乘法器720输入的乘积值或乘积值的波动量(微分值)来调整所生成的DC偏置值，并且将该DC偏置值输出到第一加法器760。
具体地，当对光发射器100应用二进制相位调制方案时，DC偏置控制器730基于由乘法器720输入的乘积值来调整所生成的DC偏置值。另一方面，当对光发射器100应用多进制振幅调制方案时，DC偏置控制器730基于由乘法器720输入的乘积值的波动量(微分值)来调整所生成的DC偏置值。
驱动振幅控制器740生成驱动振幅，用于控制信息电信号的“0”/“1”与光调制器400的透射特性的峰值之间的电压一致。然后，驱动振幅控制器740基于由乘法器720输入的乘积值或乘积值的波动量(微分值)来调整所生成的驱动振幅，并且将该驱动振幅输出到第二加法器770。类似于DC偏置控制器730，在应用二进制相位调制方案时，驱动振幅控制器740基于由乘法器720输入的乘积值来调整驱动振幅，并且在应用多进制振幅调制方案时，基于由乘法器720输入的乘积值的波动量(微分值)来调整驱动振幅。
换而言之，当对光发射器100应用二进制相位调制方案时，DC偏置控制器730和驱动振幅控制器740将DC偏置值和驱动振幅调整到监视由乘法器720输入的乘积值的量时频率2f0出现变化的位置(图5中的控制)。另一方面，当应用多进制振幅调制方案时，DC偏置控制器730和驱动振幅控制器740将DC偏置值和驱动振幅调整到由乘法器720输入的乘积值的波动量(微分值)为零的位置。在图11中示出此时的控制。
图11图示出应用多进制振幅调制方案时由乘法器720输入的乘积值的波动量(微分值)。由图11可见，即使当驱动振幅改变时，DC偏置电压在零点处也为零。因此，DC偏置控制器730和驱动振幅控制器740调整DC偏置值和驱动振幅，使得DC偏置电压的值为零，从而使得能够保持调制器驱动电信号与光调制器的驱动电压-透光率在最佳点处的关系。
放大器750放大由低频信号生成器710输入的频率f0的矩形波信号的振幅并且生成低频抖动信号。放大器750将所生成的低频抖动信号交替地输出到第一加法器760和第二加法器770。应当指出，关于低频抖动信号的输出定时的信息被输出到DC偏置控制器730和驱动振幅控制器740。DC偏置控制器730和驱动振幅控制器740基于该定时信息来区分将低频抖动信号叠加到驱动振幅时的乘积值与将低频抖动信号叠加到DC偏置值时的乘积值。
第一加法器760将从放大器750输入的低频抖动信号添加到从DC偏置控制器730输入的DC偏置值，并且将叠加有低频抖动信号的DC偏置值输出到光调制器400的第一调制单元410和第二调制单元420。
第二加法器770将从放大器750输入的低频抖动信号添加到从驱动振幅控制器740输入的驱动振幅，并且将叠加有低频抖动信号的驱动振幅输出到第一驱动单元310和第二驱动单元320。
应当指出，在本示例性实施例中，由低频信号生成器710生成的频率f0的矩形波信号被放大器750时分并且被交替地输入到第一加法器760和第二加法器770，但不限于此。两个低频信号生成器可以被布置成生成具有彼此不同的频率的低频f1和f2的矩形波信号，并且频率f1的低频抖动信号可以被叠加到DC偏置值，而频率为f2的频率抖动信号可以被叠加到驱动振幅。
如上所述，当对根据本示例性实施例的光发射器100应用诸如16QAM和64QAM的多进制振幅调制方案时，将频率f0的低频抖动信号叠加到驱动振幅，从由光调制器400输出的调制信号中提取该低频抖动信号，并且基于所提取的低频抖动信号的微分值来调整要输出到光调制器400的DC偏置值以及要输出到驱动单元310和320的驱动振幅。在此情形下，即使在多进制正交相位振幅调制中，调制器驱动电信号与光调制器的驱动电压-透光率之间的关系也能够保持在最佳点，这是通过多进制调制来控制光调制器400中的重要特性。
另外，上述光发射器100能够将所提取的低频抖动信号在二进制相位调制与多进制正交相位振幅调制之间切换。通过这种方式，即使当应用这些调制方案中的任一方案时，也能够由相同的控制器700来控制光调制器400的驱动电压的最佳点。因此，也能够根据通过切换多个光调制方案而使用的可变调制方案光发射器上的所应用的调制方案来执行驱动电压控制，这预期将来会成为主流。换而言之，无论信息电信号速率是40Gbit/s还是100Gbit/s，上述控制操作皆不受影响，这就不会依赖于比特率。代替四进制相位调制，本发明也可应用于诸如二进制相位调制和八进制相位调制的调制方案，或者可应用于组合诸如m值-QAM的相位调制和强度调制的调制方案。
在此，即使信号针对信息电信号速率具有不同的比特率，诸如10Gbit/s、40Gbit/s和100Gbit/s，抖动信号的频率f0也会是kHz程度的低频。因此，形成光检测器600的光电变换器610、电流/电压变换器620和放大器640以及形成控制器700的乘法器720、放大器750、第一加法器760、第二加法器770等可以在kHz程度的低速率下运行，并且光发射器100能够由低速率的廉价部件而非由用于超快信号的部件形成。
本发明不限于上述示例性实施例，并且在不脱离本发明的目的的情况下，本发明可以包括各种设计修改等。本申请是基于并请求于2015年9月28日提交的日本专利申请号2015-189327的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
附图标记列表
10 调制器
20 振幅信息控制装置
30 偏置值控制装置
40 数据输出装置
50 调制装置
60 调整装置
100 光发射器
200 光源
310 第一驱动单元
320 第二驱动单元
400 光调制器
500 分支单元
600 光检测器
610 光电变换器
620 电流/电压变换器
630 BPF
640 放大器
700 控制器
710 低频信号生成器
720 乘法器
730 DC偏置控制器
740 驱动振幅控制器
750 放大器
760 第一加法器
770 第二加法器

Claims (8)

1.一种光调制器，包括：
振幅信息控制装置，用于生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到所述振幅信息，并且输出所述振幅信息；
偏置值控制装置，用于生成并输出用于控制所述信息信号的振幅的中心与所述调制装置的透射特性相对应的偏置值；
数据输出装置，用于基于所输出的振幅信息来校正所输入的信息数据的振幅，并且输出所述信息数据作为所述信息信号；
调制装置，用于基于所输出的偏置值来校正所输出的信息信号的振幅的中心，通过使用所述信息信号来调制输入连续波光，并且输出调制信号；
调整装置，用于从所输出的调制信号中提取添加到所述振幅信息的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零；
信号生成装置，用于生成并输出低频率f0的矩形波信号或正弦信号的抖动信号；
所述偏置值控制装置将所述抖动信号添加到所生成的偏置值，并且输出所生成的偏置值，以及
当应用二进制调制方案时，替代提取添加到所述振幅信息的抖动信号，所述调整装置从所输出的调制信号中提取添加到所述偏置值的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述偏置值的抖动信号的周期设置为2f0。
2.根据权利要求1所述的光调制器，其中
所述数据输出装置接收在成帧器电路中经受成帧器处理的所述信息数据的输入，以及
所述光调制器进一步包括切换装置，用于从所述成帧器电路获取关于调制方案的信息，并且响应于所获取的调制方案，在所述振幅信息控制装置与所述偏置值控制装置之间切换抖动信号的输出目的地。
3.根据权利要求1或2所述的光调制器，其中
所述调整装置包括：
光电变换装置，用于将所输出的调制信号变换成电信号，以及
提取装置，用于从所变换的电信号中提取频率f0分量并且输出所述频率f0分量作为抖动信号。
4.一种光调制器，包括
振幅信息控制装置，用于生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到所述振幅信息，并且输出所述振幅信息；
偏置值控制装置，用于生成并输出用于控制所述信息信号的振幅的中心与所述调制装置的透射特性相对应的偏置值；
数据输出装置，用于基于所输出的振幅信息来校正所输入的信息数据的振幅，并且输出所述信息数据作为所述信息信号；
调制装置，用于基于所输出的偏置值来校正所输出的信息信号的振幅的中心，通过使用所述信息信号来调制输入连续波光，并且输出调制信号；
调整装置，用于从所输出的调制信号中提取添加到所述振幅信息的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零；
所述数据输出装置包括：
第一数据输出装置，用于基于第一振幅信息来校正第一信息数据的振幅，并且输出所述第一信息数据作为第一信息信号，以及
第二数据输出装置，用于基于第二振幅信息来校正第二信息数据的振幅，并且输出所述第二信息数据作为第二信息信号，以及
所述振幅信息控制装置生成第一振幅信息和第二振幅信息，使得所述第一信息信号和所述第二信息信号的振幅设置成等于所述调制装置的最大值与最小值之差，将抖动信号添加到所述第一振幅信息和所述第二振幅信息中的每一个，并且输出所述第一振幅信息和所述第二振幅信息。
5.根据权利要求4所述的光调制器，其中
所述调制装置包括：
分支装置，用于将所输入的连续波光分支成两个连续光束，
第一调制装置，用于基于第一偏置值来校正所输出的第一信息信号的振幅的中心，通过使用所述第一信息信号来调制所分支的连续光束中的一个，并且输出第一调制信号，
第二调制装置，用于基于第二偏置值来校正所输出的第二信息信号的振幅的中心，通过使用所述第二信息信号来调制所分支的连续光束中的另一个，并且输出第二调制信号，
相位调整装置，用于将所输出的第二调制信号的相位移位π/2，以及
多路复用装置，用于多路复用所述第一调制信号和所述相位被移位π/2的第二调制信号，并且输出所述调制信号，以及
所述偏置值控制装置生成第一偏置值和第二偏置值，使得所述第一信息信号和所述第二信息信号的振幅的中心设置为所述调制装置的透射特性的最小点，并且输出所述第一偏置值和所述第二偏置值。
6.一种光发射器，包括：
光输出装置，用于生成并输出连续波光；以及
根据权利要求1或2所述的光调制器，所述光调制器被配置为调制所输出的连续波光。
7.一种光调制方法，包括：
生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到所述振幅信息，并且输出所述振幅信息；
生成并输出用于控制所述信息信号的振幅的中心与所述调制装置的透射特性相对应的偏置值；
基于所输出的振幅信息来校正所输出的信息数据的振幅，并且输出所述信息数据作为所述信息信号；
通过使用所述调制装置，基于所输出的偏置值来校正所输出的信息信号的振幅的中心，通过使用所述信息信号来调制连续波光，并且输出调制信号；
从所输出的调制信号中提取添加到所述振幅信息的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零；
生成并且输出低频率f0的矩形波信号或正弦信号的抖动信号；
将所述抖动信号添加到所生成的偏置值，并且输出所生成的偏置值，以及
当应用二进制调制方案时，替代提取添加到所述振幅信息的抖动信号，从所输出的调制信号中提取添加到所述偏置值的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述偏置值的抖动信号的周期设置为2f0。
8.一种光调制方法，包括：
生成用于控制信息信号的振幅使得所述信息信号的振幅与调制装置的透射特性相对应的振幅信息，将抖动信号添加到所述振幅信息，并且输出所述振幅信息；
生成并输出用于控制所述信息信号的振幅的中心与所述调制装置的透射特性相对应的偏置值；
基于所输出的振幅信息来校正所输入的信息数据的振幅，并且输出所述信息数据作为所述信息信号；
基于所输出的偏置值来校正所输出的信息信号的振幅的中心，通过使用所述信息信号来调制输入连续波光，并且输出调制信号；
用于从所输出的调制信号中提取添加到所述振幅信息的抖动信号，并且调整所生成的振幅信息和所生成的偏置值，使得所提取的添加到所述振幅信息的抖动信号的强度的微分值设置为零；
其中，基于所输出的振幅信息来校正所输入的信息数据的振幅，并且输出所述信息数据作为所述信息信号包括：
基于第一振幅信息来校正第一信息数据的振幅，并且输出所述第一信息数据作为第一信息信号；
基于第二振幅信息来校正第二信息数据的振幅，并且输出所述第二信息数据作为第二信息信号，以及
生成第一振幅信息和第二振幅信息，使得所述第一信息信号和所述第二信息信号的振幅设置成等于所述调制装置的最大值与最小值之差，将抖动信号添加到所述第一振幅信息和所述第二振幅信息中的每一个，并且输出所述第一振幅信息和所述第二振幅信息。
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