KR20070104524A - 광 신호 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치 - Google Patents

광 신호 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070104524A
KR20070104524A KR1020077013391A KR20077013391A KR20070104524A KR 20070104524 A KR20070104524 A KR 20070104524A KR 1020077013391 A KR1020077013391 A KR 1020077013391A KR 20077013391 A KR20077013391 A KR 20077013391A KR 20070104524 A KR20070104524 A KR 20070104524A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bias
signal
nrz
phase
output
Prior art date
Application number
KR1020077013391A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101185098B1 (ko
Inventor
매튜 브이. 마주크직
사메 사베트
Original Assignee
타이코 텔레커뮤니케이션스 (유에스) 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 타이코 텔레커뮤니케이션스 (유에스) 인크. filed Critical 타이코 텔레커뮤니케이션스 (유에스) 인크.
Publication of KR20070104524A publication Critical patent/KR20070104524A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101185098B1 publication Critical patent/KR101185098B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
    • H04B10/50577—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output to control the phase of the modulating signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5051—Laser transmitters using external modulation using a series, i.e. cascade, combination of modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
    • H04B10/50575—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output to control the modulator DC bias
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/54—Intensity modulation
    • H04B10/541—Digital intensity or amplitude modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H04B10/556—Digital modulation, e.g. differential phase shift keying [DPSK] or frequency shift keying [FSK]
    • H04B10/5561—Digital phase modulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

본 발명은 광 신호에 인텐시티 변조 및 DPSK 변조를, 예를 들어 RZ-DPSK 변조 포맷으로 제공하기 위한 광 신호 송신기에서 바이어스 및 정렬을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 바이어스 신호에 적용되는 디더 신호에서의 출력 파워는 저속 광 검출기에 의해서 검출될 수 있다. 검출된 신호를 저 주파수 디더 신호와 혼합하여 획득한 에러 신호에 따라 하나 이상의 바이어스 신호가 저속 제어 루프에 적용된다.
RZ-DPSK 변조, NRZ-DPSK 변조, 광 신호 송신기, 바이어스, 정렬

Description

광 신호 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BIAS AND ALIGNMENT CONTROL IN AN OPTICAL SIGNAL TRANSMITTER}
본 발명은 정보의 광 통신에 관한 것이고, 보다 구체적으로 광 신호 송신기에서 바이어스(bias) 및 정렬 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
해저 또는 대륙횡단 지상 광파 송신 시스템에서 사용되는 것과 같은 매우 긴 광 섬유 송신 경로는 송신 경로에서 광 섬유의 길이를 따라서 누적되는 다수의 손상으로 인하여 성능이 감소된다. 단일 데이터 채널 내에서 이러한 손상의 원인에는 EDFA(Erbium-Doped Fiber-Amplifiers)에서 발생되는 ASE(amplified spontaneous emission) 노이즈와, 섬유를 통한 전달 광의 인텐시티에서 단일 모드 섬유의 지수 의존성에 의해서 야기되는 비선형 효과와, 서로 다른 광 주파수가 서로 다른 그룹 속도로 주파(travel)하게 하는 색 분산이 포함된다. 또한, 동일 섬유 상에 여러 가지 광 채널이 있는 WDM(wavelength division multiplexed) 시스템에서는, 섬유의 비선형 지수로 인해 야기되는 채널들간의 크로스토크가 문제시될 수 있다.
수신되는 파형의 왜곡은 송신되는 펄스의 형태뿐만 아니라 송신 라인의 설계에 의해서도 영향을 받는다. 공지되어 있는 롱 하울 시스템(long-haul systems)은 데이터 비트 스트림의 1 및 0을 이용하여 송신되는 펄스가 턴 온 그리고 턴 오 프되는 OOK(On-Off-Keying)를 이용하여 구현되었다. OOK는 공지된 다양한 포맷, 예컨대 RZ(return-to-Zero), NRZ(Non-Return to Zero) 및 CRZ(Chirped-Return-to-Zero) 포맷으로 구현될 수 있다. 일반적으로, RZ 포맷으로 송신되는 광 펄스는 전체 비트 주기를 차지하지 않고 인접 비트들 사이에서 0으로 리턴하는 반면, NRZ 포맷의 광 펄스는 연속적인 바이너리 1이 송신되면 상수값 특성을 가진다. CRZ과 같은 처프 포맷(chirped format)에서는 송신 펄스에 비트 동기 사인꼴 위상 변조가 행해진다.
PSK(Phase Shift Keying)는 해당 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 또 다른 변조 방법이다. PSK 변조에서는 1 및 0이 광 캐리어에서의 위상 차 또는 편이에 의해 식별된다. 1을 나타내는 제1 위상을 이용하여 송신기를 턴 온시키고 그 다음 0을 나타내는 제2 위상을 이용하는 것에 의해 PSK가 구현될 수 있다. DPSK(differential phase-shift-keying) 포맷에서, 차동 위상 편이에 의해 1 및 0이 표시되는 동안 신호의 광 인텐시티는 일정하게 유지된다. DPSK 변조 포맷에는, DPSK 신호에 NZ 진폭 변조가 행해지는 RZ-DPSK 및 CRZ-DPSK가 포함된다.
RZ-DPSK 변조 포맷이 WDM 롱 하울 광 시스템에서는 타 포맷에 비해 특히 이점을 가진다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, OOK에 비해, RZ-DPSK 변조는 특정 비트 에러 레이트(BER)에서 요구되는 OSNR(optical signal-to-noise)를 상당히 감소시킨다. 따라서, WDM 광 신호에 RZ-DPSK 변조를 하는 시스템이 개발되었다.
연속적인 광 파 신호에 주기적인 RZ 인텐시티 변조를 행하고, 그 다음 그 인텐시티 변조된 신호에 NRZ DPSK 데이터 변조를 행함으로써, 신호에 RZ-DPSK 변조가 이루어질 수 있다. RZ와 DPSK 변조의 순서는 이와 반대일 수도 있다. 해당 기술분야의 당업자라면, RZ 인텐시티 변조기 및 NRZ DPSK 데이터 변조기가 Mach-Zehnder형 광 변조기일 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 공지된 2단 Mach-Zehnder형 광 변조기는 단일 기판, 예컨대 LM(lithium niobate) 상에 배치되며 직렬 연결되어 있는 Mach-Zehnder형 광 변조기들을 통해 2단 방식으로 변조를 행한다. 직렬 연결되어 있는 Mach-Zehnder 변조기들을 위한 구동 전압 및 바이어스 지점을 적절히 선택함으로써 RZ-DPSK 변조 신호가 생성될 수 있다.
최적의 시스템 BER을 발생시키는 RZ-DPSK 변조 신호를 획득하기 위해 Mach-Zehnder 바이어스 지점의 안정적이며 정확한 세팅이 필요하다. RZ-DPSK 신호에서, RZ 변조를 행하는 변조기는 변조기 송신 함수의 피크에서 바이어스될 수 있고, NRZ DPSK 변조를 행하는 변조기는 송신 함수의 널(null)에서 바이어스될 수 있다. 그러나, 온도 및 에이징(aging)을 포함하는 인자들이 변조기 송신 함수가 변하게 할 수 있고, 이로써 최적의 성능을 획득하기 위하여 필요한 바이어스 지점을 수정할 수 있다. 정확한 변조기 바이어싱을 보장하려는 의도로 바이어스 제어 루프가 개발되었다. 그러나, 공지되어 있는 바이어스 제어 루프 구성에는 고가 및/또는 비효율적인 구성이 포함되어 있다.
또한, 최적의 성능은 RZ 변조기와 NRZ DPSK 변조기간에 안정적이며 정확한 상대 정렬을 요구한다. 최적으로는, RZ 변조의 피크 진폭 지점이 신호에 대하여 NRZ DPSK 변조기에 의해 변조되는 데이터 비트의 중심과 정렬된다. RZ 변조기의 구동 신호에 결합되는 전기 위상 시프터/지연 회로를 이용하여 DPSK 변조에 대해 RZ 변조를 지연시킴으로써 정렬이 이루어질 수 있다. 또한, 적절한 정렬을 하기 위해 위상 시프터의 최적의 세팅은 온도 및 에이징에 따라 변할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 송신기는 여러가지 온도에 대하여 선정된 정렬 세팅으로 구성되었다. 그러나, 이러한 방법은 복잡하며 시간 소모적인 공장 측정 과정을 필요로 하며, 에이징이나 변조기 동작 지점 변화와 연관된 클록 데이터 정렬의 변화를 설명하지 못한다.
따라서 RZ-DPSK 송신기에서 변조기 바이어스 지점 및 타이밍 정렬을 효율적이고 신뢰성 있게 제어하기 위한 시스템 및 방법이 필요하다.
다음 상세한 설명에서 동일한 부호가 동일한 구성요소를 나타내는 다음 도면을 참조하여 판독되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예의 간략화된 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템이 일 실시예의 간략화된 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적인 제어기를 포함하는 본 발명에 따른 시스템이 간략화된 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 예시적인 송신기와 연관되어 있는 예시적인 파형을 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제어기에 의해서 설정되는 RZ 에러 신호 대 Q 패널티 의 플롯(plots of Q penalty vs. RZ error signal)을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 제어기에 의해서 설정되는 NRZ 에러 신호 대 Q 패널티의 플롯을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 제어기에 의해서 설정되는 위상 에러 신호 대 Q 패널티의 플롯을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 제어기에 의해서 수행되는 예시적인 알람 바이어스 및 정렬 제어 과정을 도시하는 블록 순서도이다.
도 1은 본 발명에 따른 WDM 송신 시스템(100)의 일 실시예의 간략화된 블록도이다. 송신 시스템은 송신 단말(transmitting terminal : 104)로부터 하나 이상의 원격에 위치하는 수신 단말(receiving terminals : 106)로의 광 정보 경로(102) 상에서 복수의 광 채널을 송신하는 역할을 한다. 당업자라면, 시스템(100)이 설명의 편의를 위하여 상당히 간략화된 점 대 점(poit-to-pint) 시스템으로서 도시되어 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 송신 단말(104) 및 수신 단말(106)은 둘 다 트랜시버로서 구성될 수 있고, 따라서 각각이 송신 및 수신 기능을 둘 다 수행하도록 구성될 수도 있다. 그러나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 단말이 오로지 송신 또는 수신 기능에 관여하는 것으로 도시하고 설명한다. 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 광범위하게 다양한 네트워크 구성요소 및 구성에 포함될 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 실시예는 단지 예시일 뿐이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다.
도시하는 실시예에서, 각각의 복수의 송신기(TX1, TX2, …, TXN)는 연관된 입력 포트(108-1, 108-2, …, 108-N)에서 데이터 신호를 수신하고, 연관된 파장(λ1, λ2,…, λN)으로 데이터 신호를 송신한다. 일 이상의 송신기(TX1, TX2, …, TXN)는 본 발명에 따른 방식으로 바이어스 및/또는 정렬을 제어하며 RZ-DPSK 변조 포맷을 이용하여 연관된 파장에서 데이터를 변조하도록 구성될 수 있다. 송신기는 물론 설명의 편의를 위하여 상당히 간략하게 도시되어 있다. 당업자라면, 각각의 송신기가 그와 연관된 파장에서 원하는 진폭 및 변조를 이용하여 데이터 신호를 송신하도록 구성되는 전기 및 광학적 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
복수의 경로(110-1, 110-2, …, 110-N) 각각이 송신 파장 또는 채널(transmitted wavelengths and channels)을 지닌다. 데이터 채널은 다중화기 또는 결합기(multiplexer or combiner : 112)에 의해 광 정보 채널(102) 상에서 집합 신호(aggregate signal)로 결합된다. 광 정보 채널(102)은 광 섬유 도파관(optical fiber waveguides), 광학 증폭기, 광학 필터, 분산 보정 모듈(dispersion compensating modules) 및 기타 능동 및 수동 구성요소를 포함할 수도 있다.
일 이상의 원격 수신 단말(106)이 집합 신호를 수신할 수도 있다. 복조기(demultiplexer : 114)는 파장(λ1, λ2,…, λN)에서의 송신 채널을, 연관된 수신기(RX1, RX2, …, RXN)에 결합되는 연관된 경로(116-1, 116-2, …, 116-N)로 분리한다. 하나 이상의 수신기(RX1, RX2, …, RXN)가 RZ-DPSK 변조된 신호를 복조 해서 연관된 출력 데이터 신호를 연관된 출력 경로(118-1, 118-2, …, 118-N) 상에 제공하도록 구성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 송신기(200)가 도시되어 있다. 도시하는 실시예는 2단 광 변조기(202), 예를 들어, 주기적인 RZ 인텐시티 변조를 행하는 RZ Mach-Zehnder형 변조기(204)와 이와 같이 인텐시티 변조된 신호에 NRZ(DPSK) 변조를 행하는 NRZ Mach-Zehnder형 변조기(206)를 포함하는 LN 변조기를 포함한다. 2단 변조기(202)는 공지의 방식으로 구동되어 RZ-DPSK 변조 포맷을 이용하여 예를 들어 레이저 소스로부터의 연속파 광학 신호(208)에 대해 데이터를 변조할 수도 있다.
예를 들어, RZ 변조기(204)는 데이터 클록에 의한 공지의 방식으로 구동되어 CW 광 신호(208)에 주기적인 인텐시티 변조를 행할 수도 있다. 도시하는 바와 같이, 데이터 클록은 데이터 클록 주파수의 절반에서 동일한 사인꼴 펄스(sinusoidal pulses)의 트레인을 포함하는 출력을 제공하는 공지의 디바이더(218)로 제공될 수도 있다. 일 실시예에서, 디바이더는 12 GHz 데이터 클록 신호를 수신하고 6 GHz 구동 신호를 출력할 수도 있다.
디바이더(218)의 출력은 공지의 전기 위상 시프터/지연 회로(220)로 제공될 수도 있다. 위상 시프터(220)는 RZ 변조를 NRZ(DPSK) 변조와 일치시키기 위해 디바이더(218)의 출력에 타이밍 지연을 행하도록 구성될 수도 있다. RZ 변조의 피크 진폭 지점이 신호에 대해 NRZ(DPSK) 변조기(206)에 의해 변조된 데이터 비트의 중심과 정렬되면 최적의 성능이 달성된다. 위상 시프터에 의해 행해지는 타이밍 지연은 위상 시프터(220)로의 위상 바이어스(222) 입력에 의해 제어될 수도 있다. 위상 시프터(220)의 출력은 RZ 변조기(204)를 구동하는 RF 구동기(224)에 결합될 수도 있다. RZ 변조기(204)의 비선형 스위칭 특성에 의하여 RF 구동기(224)로부터의 전기 구동 신호의 주파수는 배가되어(double), 종래 기술에 공지된 바와 같이, 데이터 레이트와 동일한 주파수에서 광 신호에 주기적인 인텐시티 변조를 행한다. 인텐시티 변조된 신호(228)가 RZ 변조기(204)의 출력에서 제공된다. 전력 제어 메카니즘(226)은 RF 구동기(224)에 결합된다. 전력 제어 메카니즘은 광 정보 신호(208)에 행해지는 인텐시티 변조 깊이(intensity modulation depth)를 조정하도록 구성될 수도 있다. RZ 변조기(204)가 행하는 변조의 깊이는 전력 제어 메카니즘(226)이 제공하는 진폭 제어 신호에 의해서 제어될 수도 있다. RZ-DPSK 포맷에서, 변조 깊이는 100%로 설정될 수도 있다. 그러나, 예를 들면 Neal S. Bergano에게 허여된 미국 특허 제 6,556,326호('326 특허 : 본 명세서에서 이 특허의 개시 내용을 참조로서 포함함)에 개시하는 바와 같이 다른 변조 깊이에서 CW 광 신호(208)에 주기적인 인텐시티 변조가 행해질 수도 있다.
NRZ 변조기(206)는 인텐시티 변조된 광 신호(228)에 공지된 방식으로 DPSK 변조를 행하도록 구동될 수도 있다. 도시하는 바와 같이, 예를 들어, 데이터 스트림 및 클록이 공지의 DPSK 인코더(230)에 결합될 수도 있다. DPSK 인코더(230)의 출력은 RF 구동기(232)에 제공될 수도 있다. RF 구동기(232)는 DPSK 인코더(230) 출력에 응답하여 NRZ 변조기(206)를 구동하여 DPSK 변조 포맷에 따라, 즉, 광 신호에서 차동 상 편이(differential phase transition)에 의해 표시되는 1 및 0을 이용하여 인텐시티 변조된 광 신호(228)의 위상을 변조할 수도 있다. NRZ 변조기(206)의 출력(244)은 변조기(202) 출력으로서 제공되며, RZ-DPSK 포맷의 광 신호이다. NRZ 변조기와 연관되는 상 전이 교차점 및 변조 진폭은 RF 구동기(232)로의 교차점 및 진폭을 이용하여 조정될 수도 있다.
당업자라면, Mach-Zehnder 변조기 DC 바이어스 지점과 그 데이터 변조로 RZ 변조의 정렬을 안정적이며 정확하게 세팅하는 것이 최적의 시스템 BER을 발생시키는 RZ-DPSK 변조 신호를 획득하는 데 필요함을 이해할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 변조기 바이어스 지점과 데이터 변조와 RZ 변조의 정렬은 바이어스 및 위상 제어기(235)에 의해 세팅되고 제어된다. 제어기(234)는 RZ 바이어스 출력(236)을 제공하여 RZ 변조기(204)의 DC 바이어스를 세팅하고, NRZ 바이어스 출력(238)을 제공하여 NRZ 변조기(206)의 DC 바이어스를 세팅하고, 위상 시프터의 위상 바이어스 입력(222)에 위상 바이어스 출력(240)을 제공하여 RZ 변조기(204) 및 NRZ 변조기(206)간에 타이밍 정렬을 한다.
공지되어 있는 바와 같이, Mach-Zehnder 변조기의 2개의 암(arm)으로부터의 광 파워는 변조기 출력으로서 변조기 Y-브랜치의 출력에 결합된다. 2개의 암으로부터의 광 파워는 또한 Y-브랜치 결합기에서 또는 그 근처에서 산란/방사되어 변조기 출력에서 나타나지 않는다. 사용되는 바와 같이, 본 명세서에서 변조기의 출력에서 또는 변조기에 의한 "산란 광(scattered light)" 및 "산란되는 광(light scattered)"은 변조기 Y-브랜치 결합기에서 또는 그 근처에서 산란/방사되는 변조기의 2개 암으로부터의 광 파워를 일컫는다.
일반적으로, 제어기 바이어스 출력은 변조기 바이어스 세팅을 디더(dithering)할 때 NRZ 변조기(206)의 출력에서 산란 광의 평균 파워의 변화에 응답하여 제어기(235)에 의해서 설정된다. 제어기(234)는 광 검출기(242), 예를 들어, 광 다이오드에 의해 생성되는 전류를 증폭하고, 로우 패스 필터링하고 샘플링하며, 이러한 샘플을 각각의 디더 신호와 개별적으로 혼합하여, 각각의 디더 주파수에서 광 검출기 전류의 에너지를 나타내는 에러 값을 획득한다. 특정 디더 주파수에서의 에너지의 존재는 디더의 연관 바이어스 전압이 최적이 아니라는 것을 나타낸다. 에러 값은 신규의 연관 바이어스 세팅을 설정하는 데에 사용된다. 최적의 바이어스 세팅은 연관된 에러 값을 최소화함으로써 달성될 수 있다.
도시한 실시예에서, NRZ 변조기(206)에 의해 산란되는 광에서 평균 파워는 광 검출기(242) ― NRZ 변조기의 출력에서 산란되는 광의 적어도 일부를 검출하기 위해 변조기 Y-브랜치 근방에 배치됨 ― 의 출력으로부터 유도된다. 일 실시예에서, 광 검출기(242)는 2단 변조기 패키지에 포함될 수도 있다. 산란 광에 대치하여 변조기가 전달하는 광을 모니터하는 광 검출기를 사용함으로써, 특정 RZ 변조 깊이에서 RZ 바이어스 제어 루프가 실패하게 할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 산란 광 광 검출기(252)를 사용하면 다수의 상이한 펄스 형태가 검출기에 전해지므로 이러한 문제를 해결하거나 감소시킨다.
도 3은 2단 변조기(202)에 결합되는 본 발명에 따른 바이어스 및 위상(변조 정렬) 제어기(234a)의 실시예를 도시한다. 동작시, 제어기(234a)는 초기 바이어스 세팅, 위상 바이어스 세팅, RZ 바이어스 세팅 및 NRZ 바이어스 세팅을 설정하고 저 주파수 디더 신호 위상 디더, RZ 디더, NRZ 디더를 각각 그 세팅에 적용한다. 위상 바이어스 세팅은 위상 디더 신호에 부가되어 RZ 변조기(204)의 상대적 위상을 NRZ 변조기(206)로 정렬하기 위한 제어기의 위상 바이어스 출력(240)으로서 위상 시프터에 제공된다. RZ 바이어스 세팅은 RZ 디더 신호에 부가되고 제어기의 RZ 바이어스 출력(236)으로서 RZ 변조기(204)에 제공되어 RZ 변조기 바이어스 지점을 세팅하고, NRZ 바이어스 세팅은 NRZ 디더 신호에 부가되고 제어기의 NRZ 바이어스 출력(238)으로서 NRZ 변조기(206)에 제공되어 NRZ 변조기 바이어스 지점을 세팅한다. 제어기(234a)는 NRZ 변조기(206)에 의해 산란되는 광에서의 평균 파워를 디더 신호와 비교하여 도출되는 연관된 에러 값에 따라, 바이어스 세팅, 즉, 위상 바이어스 세팅, RZ 바이어스 세팅 및 NRZ 바이어스 세팅을 조정한다.
도시하는 예시적인 제어기(234a)는 증폭기(300), 로우 패스 필터(LPF : 302) 및 증폭기(300)의 출력에 결합되는 증폭기(304), ADC(analog-to-digital converter : 308) 및 DAC(digital-to-analog converter : 310)를 포함하는 디지털 신호 처리기(DSP : 306)를 일반적으로 포함한다. 도시하는 바와 같이, 산란 광 검출기(242)의 전류 출력(312)은 증폭기(300)에 결합될 수도 있다. 다양한 증폭기 구성이 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있다. 일 실시예에서, 증폭기(300)는 로그 TIA(logarithmic trans-impedance amplifier)로서 구성될 수도 있다. 로그 TIA는 모니터되는 광 전류의 폭 넓은 동적 범위에 걸쳐서 ADC 및 이와 연관된 회로가 정확하게 동작할 수 있게 한다.
증폭기(300)의 출력은, 광 검출기(242)가 복구하는 디더 신호 더하기 그 신 호의 고조파(harmonics) 및 노이즈를 포함하는 아날로그 신호 PAC를 출력하도록 구성되는 로우 패스 필터(LPF : 302) 및 증폭기(304)에 제공될 수도 있다. 증폭기(300)가 선형 증폭기로서 구성되는 일 실시예에서, 증폭기(300)의 출력은, 모니터되는 광 전류의 DC 성분을 나타내는 아날로그 신호 PDC를 제공하도록 구성되는 제2 로우 패스 필터(314) 및 증폭기(316)에 제공될 수도 있다. PDC 신호는 ADC(308)에 의해서 디지털화되고 예를 들어, 평균 파워를 나타내는 값을 획득하기 위해 매 제어 루프마다 1회씩만 DSP(306)에 의해 샘플링될 수도 있다. PDC로부터 유도되는 평균 파워 값은 에러 값을 정규화하여 그 에러 값이 그와 연관된 바이어스 세팅이 잘못된 방향으로 이동되는 경우에만 증가하도록 확보한다.
디지털화된 PAC 신호는 DSP(306)에 의해 샘플링된다. 프로세싱을 간략화하기 위해 샘플링은 3개의 디더 신호, 위상 디더, RZ 디더, NRZ 디더의 생성과 동기적으로 수행될 수 있다. PAC 샘플은 생성된 3가지 디더 톤, 위성 디더, RZ 디더, NRZ 디더 각각과 혼합[즉, 승산(multiplied)]된다. 각각의 혼합 결과는 각각의 바이어스 세팅과 관련된 에러를 나타내는 부호를 지닌 에러 값(signed error value)이며, 예를 들어, 샘플과 위상 디더를 혼합하면 위상 바이어스 세팅에서의 에러를 나타내는 에러 값이 생성되고, 샘플과 RZ 디더를 혼합하면 RZ 바이어스 세팅에서의 에러를 나타내는 에러 값이 생성되고, NRZ 디더를 혼합하면 NRZ 바이어스 세팅에서의 에러를 나타내는 에러 값이 생성된다.
각각의 부호를 지닌 에러 값은 별도의 연관된 PID(proportional-integral-differential controller)에 결합될 수도 있다. 각각의 PID는 각각의 연관된 바이어스 세팅에 대하여 신규 값을 계산할 수도 있다. PID 제어기는 DSP(306)에서 예를 들어 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. DSP(306)는 DAC 인터페이스(318), 예를 들어, SPI 버스를 통해 신규 바이어스 세팅을 생성하는 DAC(310)에 신규 제어 세팅 값을 제공할 수도 있다. DAC(310)에 의해 제공되는 신규 바이어스 세팅, 위상 바이어스 세팅, RZ 바이어스 세팅 및 NRZ 바이어스 세팅은 그와 연관된 디더 신호, 위상 디더, RZ 디더, NRZ 디더에 각각 예를 들어 가산기(320, 322, 324)에 의해 가산되어 각각 위상 시프터의 위상 바이어스 포트, RZ 변조기의 바이어스 포트 및 NRZ 변조기의 바이어스 포트에 결합될 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 예시적인 바이어스 및 위상 제어기와 연관된 샘플링 순간, RZ 디더, NRZ 디더, 위상 디더 및 PAC의 예를 나타내는 타이밍도이다. 본 발명에 따른 제어기에서, 디더 신호는 저 주파수 신호일 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "저 주파수"란 변조기 데이터 레이트보다 최소한 1(즉, 10의 인수)만큼 크기가 작은 주파수를 지칭한다. 본 명세서에서 사용하는 용어 "저속"이란 변조기 데이터 레이트보다 최소한 1(즉, 10의 인수)만큼 크기가 작은 동작 대역폭을 갖는 디바이스를 지칭한다. 저 주파수 디더 신호를 사용함으로써, 디더 신호를 조작 및/또는 프로세싱할 수 있는 저 주파수/저속 구성요소, 예 를 들어, 산란 광 광 검출기(242), 증폭기(300), LPF(302), ADC(308), DSP(306), DAC(310) 등을 이용할 수 있게 된다. 이로써 고속(데이터 레이트의 크기에 대한 대역폭) 설계에 비해 시스템의 비용 및 복잡도가 감소된다.
도 4에 도시하는 PAC 신호(400)는 아날로그 신호이다. PAC는 ADC(308)에 의해 디지털화되고 매 제어 루프의 반복시 DSP(306)에 의해 N회 샘플링된다. 일 실시예에서, 매 제어 루프의 반복시 60개의 샘플(N=60)을 제공하기 위해 60 KHz의 샘플링 주파수를 사용할 수도 있다. PAC 샘플은, 각각 RZ 바이어스, NRZ 바이어스 및 위상 바이어스와 연관된 개별 에러 값을 획득하기 위해 RZ 디더(402), NRZ 디더(404) 및 위상 디더(406) 신호에 의하여 개별적으로 변조된다.
RZ 바이어스, NRZ 바이어스 및 위상 바이어스 제어 루프간의 간섭을 방지하기 위하여, 각각의 디더 신호는 서로 다른 주파수를 가질 수 있다. 60 kHz 샘플링 주파수를 포함하는 실시예에서, RZ 디더 주파수는 약 5 kHz일 수 있고, NRZ 디더 주파수는 약 3 kHz일 수 있고, 위상 디더 주파수는 약 2 kHz일 수 있다. 해당 기술 분야의 당업자라면 이와 다른 각종 샘플링 디더 주파수가 제공될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 디더 주파수들간의 간섭을 방지하기 위하여, 디더 주파수는, 어떤 디더 주파수도 임의의 다른 디더 주파수의 정수 배수가 아니며, 디더 신호들 각각의 주기 TRZ, TNRZ, TPHASE는 N의 인수이도록 설정될 수 있다.
또한, 제어기를 간략화하기 위하여, 디더 신호의 위상은 디지털화된 PAC 신호에 대하여 최적화될 수도 있다. 제어기는 예를 들어 디더 신호와 디지털화된 PAC 신호들간에 결정적인 저 주파수 위상차(deterministic low frequency phase differences)를 가능하게 하기 위해 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구성될 수도 있다. 각각의 디더 신호에 대한 최적의 위상 값은 바이어스 신호를 의도적으로 오 조정(purposefully misadjusting)하고 위상 값의 함수로서 에러 값을 측정함으로써 결정될 수 있다. 위상 값은 각각의 루프에서 에러 값을 최소화하는 값에서 세팅될 수 있다.
본 발명에 따라, RZ 바이어스, NRZ 바이어스 및 위상 바이어스 신호의 최적 세팅은 그와 연관된 부호를 지닌 에러 값을 최소화함으로써 획득할 수 있다. 도 5 내지 7은 예를 들어 RZ 펄스 폭이 7.5 dB의 CSR(carrier-to-side-band ratio)을 특징으로 하는 본 발명에 따른 일 예시적인 제어기와 연관된 에러 신호 값 대 Q 패널티를 도시한다. 도시하는 Q 패널티는 최적의 바이어싱으로 획득되는 Q와 비교했을 때 부정확한 바이어싱과 연관된 Q의 감소를 나타낸다. 도 5는 제어기가 설정하는 RZ 에러 신호 값 대 Q 패널티의 플롯(500)을 포함한다. 도 6은 제어기에 의해서 설정되는 NRZ 에러 신호 값 대 Q 패널티의 플롯(600)을 포함한다. 도 7은 제어기에 의해서 설정되는 위상 에러 신호 대 Q 패널티의 플롯(700)을 포함한다. 도시하는 바와 같이, 7.5 dB의 CSR에 대해서 변조기 바이어스 세팅과 연관되는 Q 패널티는, 에러 신호 값이 최소화되면, 예를 들어 거의 0이 되면 약 0.02 dB 미만이다.
해당 기술분야의 당업자라면 최적의 바이어스 세팅을 얻기 위해 에러 신호 값을 최소화하는 방법을 다수 알 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 예로서, 최소 에러를 얻기 위해 바이어스 세팅을 교란(perturbing)시킴으로써 에러 신호 값이 최소화될 수도 있다. 신규 바이어스 세팅이 각각의 신호를 지닌 에러 값에 응답하여 계산되어 DAC에 기록될 수도 있다. 에러 값의 부호(+/-)는 연관된 바이어스 신호의 변화의 방향을 설정할 수 있다. 바이어스는 임의의 증분만큼 변화될 수 있다. 바이어스에서 보다 작은 증분 변화로 인해 바이어스 레졸루션(resolution) 및 정확도가 증가된다. 일 실시예에서, 바이어스는 에러 값의 상수 배수만큼 변경될 수도 있다. 바이어스가 일 방향으로 변경되고, 그 다음 다시 최적치로 돌아갈 때와, 바이어스가 그와 반대 방향으로 변경되고, 그 다음 다시 최적치로 돌아갈 때에 연관된 평균 전력에서의 변화가 동일하면 최적의 바이어스가 달성될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 제어기가 수행하는 바이어스 및 정렬 제어 프로세스(800)의 일 예의 블록 흐름도이다. 블록 흐름도는 단계들의 특정 시퀀스로 도시되어 있다. 그러나, 단계들의 시퀀스는 본 명세서에서 전체적인 기능이 실시될 수 있는 방법의 예를 제공할 뿐임을 이해할 수 있다. 나아가 단계들의 각각의 시퀀스는 명시하지 않는 한, 제시된 순서대로 실행될 필요는 없다.
도 8에 도시하는 실시예에서, 프로세스는 각각의 바이어스 제어 루프를 개시(805)하는 것으로 시작한다(802). 개시는 바이어스 범위의 중간 위치의 레벨로 RZ 바이어스 세팅, NRZ 바이어스 세팅 및 위상 바이어스 세팅 값을 세팅하고 RZ 디더, NRZ 디더 및 위상 디더 신호를 활성화시키는 것을 포함할 수도 있다. RZ 바 이어스 세팅, NRZ 바이어스 세팅 및 위상 바이어스 세팅은 DAC(806)에 기록될 수도 있다. 바이어스 세팅이 DAC 아날로그 회로내로 설정되고 DAC 출력에서 나타나 디더 신호에 부가되도록 지연(808)이 제공될 수 있다.
일단 초기 바이어스 신호 및 디더 신호가 부가되어 RZ 변조기, NRZ 변조기 및 위상 시프터와 연관된 포트에서 제공되며, PAC의 N개의 샘플이 DSP에 의해 샘플링된다. 샘플은 에러 값을 설정(812)하기 위해 디더 신호와 혼합될 수 있고,이 에러 값으로부터 바이어스 조정치가 계산(814)할 수 있다. 조정된 바이어스 신호가 소정의 예상 범위(816)내이면, 조정된 바이어스 신호는 DACS에 기록(806)될 수 있고 흐름이 계속될 수 있다. 이와 다르게, 바이어스 제어 알람이 세팅(818)될 수 있으며, 흐름은 개시 단계(804)로 리턴할 수도 있다.
따라서, 안정하고 정확하며 효율적인 바이어스 및 정렬 제어를 제공하는 RZ-DPSK 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 장치는 광 신호에 대한 데이터를 변조를 주기적인 인텐시티 변조 및 DPSK 데이터 변조를 갖는 변조 포맷을 이용하여 하기 위한 2단 Mach-Zehner 변조기를 포함한다. 변조기는 RZ 바이어스 신호에 응답하여 주기적인 인텐시티 변조를 행하는 Mach-Zehnder RZ 변조기와, NRZ 바이어스 신호에 응답하여 DPSK, 데이터 변조를 행하는 Nach-Zehnder NRZ 변조기를 포함할 수 있다. 위상 시프터는 위상 바이어스 신호에 응답하여 주기적인 인텐시티 변조 및 데이터 변조를 선택적으로 배당하도록 제공될 수 있다. 저속 광 검출기는 변조기의 출력에서 산란 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 저속 광 검출기는 데이터의 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크 기의 대역폭을 가질 수 있고, NRZ 변조기에 의해 산란되는 파워를 나타내는 출력을 제공하도록 구성될 수 있다. 제어기는 저속 광 검출기의 출력에 응답하여 RZ 바이어스 신호, NRZ 바이어스 신호 또는 위상 바이어스 신호 중 최소한 하나를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 기술한 실시예는 본 발명을 이용하느 몇몇 실시예들은 예로서 제시되었을 뿐 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 해당 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상 및 범주로부터 이탈하지 않고서 다수의 다른 실시예들이 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (42)

  1. 광 신호를 송신하는 장치로서,
    주기적인 인텐시티 변조(periodic intensity modulation) 및 DPSK(differential phase shift keying) 데이터 변조를 갖는 변조 포맷을 이용하여 광 신호에 관한 데이터를 변조하며, RZ 바이어스 신호에 응답하여 상기 주기적인 인텐시티 변조를 행하게 하는 Mach-Zehnder RZ 변조기와 NRZ 바이어스 신호에 응답하여 상기 DPSK 데이터 변조를 행하게 하는 Mach-Zehnder NRZ 변조기를 포함하는 변조기;
    위상 바이어스 신호에 응답하여 상기 주기적인 인텐시티 변조 및 상기 데이터 변조를 선택적으로 할당하기 위한 위상 시프터(phase shifter);
    상기 데이터의 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 대역폭을 가지며 상기 NRZ 변조기의 출력에서 산란되는 광에서의 파워를 나타내는 출력을 제공하도록 구성되는 저속 광 검출기(low speed photo-detector); 및
    상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호, 상기 NRZ 바이어스 신호, 또는 상기 위상 바이어스 신호 중 최소한 하나를 제공하기 위한 제어기를 포함하는,
    광 신호 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 위상 바이어스 신호를 제공하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호 및 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호, 상기 NRZ 바이어스 신호, 및 상기 위상 바이어스 신호 각각을 제공하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주기적인 인텐시티 변조는 RZ(return-to-zero) 인텐시티 변조인, 광 신호 송신 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 Mach-Zehnder NRZ 변조기는 상기 Mach-Zehnder RZ 변조기의 출력에 결합되며,
    상기 Mach-Zehnder NRZ 변조기는 상기 Mach-Zehnder RZ 변조기의 상기 출력으로서 제공되는, 광 신호 송신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 상기 Mach-Zehnder RZ 변조기에 결합되어 상기 데이터 변조를 이용하여 선택적으로 상기 주기적인 인텐시티 변조를 할당하는, 광 신호 송신 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 전기 가변 지연 회로(electrical variable delay circuit)를 포함하는, 광 신호 송신 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 위상 바이어스 신호를 제공하도록 구성되고,
    상기 위상 바이어스 신호는 저 주파수 위상 바이어스 디더(low frequency phase bioas dither)를 포함하며,
    상기 저 주파수 위상 바이어스 디더는 상기 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 갖는,
    광 신호 송신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호를 상기 위상 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 획득한 위상 바이어스 에러 값에 따라 상기 위상 바이어스 신호를 제공하는, 광 신호 송신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 위상 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 위상 바이어스 신호를 조정하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하도록 구성되고,
    상기 RZ 바이어스 신호는 저 주파수 RZ 바이어스 디더를 포함하며,
    상기 저 주파수 RZ 바이어스 디더는 상기 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 갖는, 광 신호 송신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호를 상기 RZ 바이어스 디더를 나타내는 신호과 혼합하여 획득한 RZ 바이어스 에러 값에 따라 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하는, 광 신호 송신 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 RZ 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 RZ 바이어스 신호를 조정하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하도록 구성되고,
    상기 NRZ 바이어스 신호는 저 주파수 NRZ 바이어스 디더를 포함하며,
    상기 저 주파수 NRZ 바이어스 디더는 상기 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 갖는, 광 신호 송신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호를 상기 NRZ 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 획득한 NRZ 바이어스 에러 값에 따라 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하는, 광 신호 송신 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 NRZ 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 NRZ 바이어 스 신호를 조정하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  19. 광 신호를 송신하기 위한 장치로서,
    주기적인 인텐시티 변조(periodic intensity modulation) 및 DPSK(differential phase shift keying) 데이터 변조를 갖는 변조 포맷을 이용하여 광 신호에 관한 데이터를 변조하며, RZ 바이어스 신호에 응답하여 상기 주기적인 인텐시티 변조를 할당하는 Mach-Zehnder RZ 변조기와 NRZ 바이어스 신호에 응답하여 상기 DPSK 데이터 변조를 할당하는 Mach-Zehnder NRZ 변조기를 포함하는 변조기;
    위상 바이어스 신호에 응답하여 선택적으로 상기 주기적인 인텐시티 변조 및 상기 데이터 변조를 할당하기 위한 위상 시프터;
    상기 데이터의 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 대역폭을 가지며 상기 NRZ 변조기의 출력에서 산란되는 광에서의 파워를 나타내는 출력을 제공하도록 구성되는 저속 광 검출기(low speed photo-detector); 및
    상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호, 상기 NRZ 바이어스 신호 및 상기 위상 바이어스 신호 ― 상기 RZ 바이어스 신호는 저 주파수 RZ 바이어스 디더를 포함하고, 상기 NRZ 바이어스 신호는 저 주파수 NRZ 바이어스 디더를 포함하고, 상기 위상 바이어스 신호는 저 주파수 위상 바이어스 디더를 포함하며, 상기 RZ 바이어스 디더, 상기 NRZ 바이어스 디더 및 상기 위상 바이 어스 디더는 이와 관련하여 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 가짐 ― 를 제공하기 위한 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호와 상기 RZ 바이어스 디더를 나타내는 신호를 혼합하여 획득한 RZ 바이어스 에러 값에 따라 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하도록 구성되고,
    상기 제어기는 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 상기 신호를 상기 NRZ 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 얻은 NRZ 바이어스 에러 값에 응답하여 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하도록 구성되며,
    상기 제어기는 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 상기 신호를 상기 위상 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 얻은 위상 바이어스 에러 값에 응답하여 상기 위상 바이어스 신호를 제공하도록 구성되는,
    광 신호 송신 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 주기적인 인텐시티 변조는 RZ(return-to-zero) 인텐시티 변조인, 광 신호 송신 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 Mach-Zehnder NRZ 변조기의 입력은 상기 Mach-Zehnder RZ 변조기의 출력에 결합되고,
    상기 Mach-Zehnder NRZ 변조기는 상기 Mach-Zehnder RZ 변조기의 상기 출력으로서 제공되는, 광 신호 송신 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 상기 Mach-Zehnder RZ 변조기에 결합되어 상기 데이터 변조를 이용하여 선택적으로 상기 주기적인 인텐시티 변조를 할당하는, 광 신호 송신 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 전기 가변 지연 회로를 포함하는, 광 신호 송신 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 위상 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 위상 바이어스 신호를 조정하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 RZ 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 RZ 바이어스 신호를 조정하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 NRZ 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 NRZ 바이어스 신호를 조정하도록 구성되는, 광 신호 송신 장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 RZ 바이어스 디더, 상기 NRZ 바이어스 디더 및 상기 위상 바이어스 디더와 연관된 주파수들은 서로 상이한, 광 신호 송신 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 연관된 주파수는 서로에 대해 배수인 정수가 아닌, 광 신호 송신 장치.
  29. 주기적인 인텐시티 변조(periodic intensity modulation) 및 DPSK(differential phase shift keying) 데이터 변조를 갖는 변조 포맷을 이용하여 광 신호에 관한 데이터를 변조하며, RZ 바이어스 신호에 응답하여 상기 주기적인 인텐시티 변조를 행하는 Mach-Zehnder RZ 변조기와, NRZ 바이어스 신호에 응답하여 상기 DPSK 데이터 변조를 행하는 Mach-Zehnder NRZ 변조기를 포함하는 변조기를 동작시키는 방법으로서,
    저속 광 검출기 ― 상기 저속 광 검출기는 상기 데이터의 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 대역폭을 가지며 상기 변조기의 상기 출력에서 파워를 나타내는 출력을 제공하도록 구성됨 ― 를 이용하여 상기 변조기의 출력에서 산란되는 광에서의 파워를 검출하는 단계; 및
    상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여, 상기 위상 바이어스 신호, 상기 RZ 바이어스 신호 또는 상기 NRZ 바이어스 신호 중 최소한 하나를 제공하는 단계를 포함하는,
    변조기 동작 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 위상 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여, 상기 RZ 바이어스 신호 및 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여, 상기 RZ 바이어스 신호, 상기 NRZ 바이어스 신호 및 상기 위상 바이어스 신호 각각을 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 위상 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 위상 바이어스 신호는 저 주파수 위상 바이어스 디더를 포함하며,
    상기 저 주파수 위상 바이어스 디더는 상기 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 갖는,
    변조기 동작 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호를 상기 위상 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 획득한 위상 바이어스 에러 값에 따라 상기 위상 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 위상 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 위상 바이어스 신호를 조정하는 단계를 더 포함하는, 변조기 동작 방법.
  37. 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 RZ 바이어스 신호는 저 주파수 RZ 바이어스 디더를 포함하며,
    상기 저 주파수 RZ 바이어스 디더는 상기 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 갖는, 변조기 동작 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호를 상기 RZ 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 획득한 RZ 바이어스 에러 값에 따라 상기 RZ 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 RZ 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 RZ 바이어스 신호를 조정하는 단계를 더 포함하는, 변조기 동작 방법.
  40. 제 29 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 저속 광 검출기의 상기 출력에 응답하여 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 NRZ 바이어스 신호는 저 주파수 NRZ 바이어스 디더를 포함하며,
    상기 저 주파수 NRZ 바이어스 디더는 상기 데이터 레이트보다 최소한 1 작은 크기의 주파수를 갖는, 변조기 동작 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 광 검출기의 상기 출력을 나타내는 신호를 상기 NRZ 바이어스 디더를 나타내는 신호와 혼합하여 획득한 NRZ 바이어스 에러 값에 따라 상기 NRZ 바이어스 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 변조기 동작 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 NRZ 바이어스 에러 값을 최소화하도록 상기 NRZ 바이어스 신호를 조정하는 단계를 더 포함하는, 변조기 동작 방법.
KR1020077013391A 2004-12-15 2005-12-14 광 신호 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치 KR101185098B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/012,369 2004-12-15
US11/012,369 US7398023B2 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Method and apparatus for bias and alignment control in an optical signal transmitter
PCT/US2005/045215 WO2006065887A2 (en) 2004-12-15 2005-12-14 Method and apparatus for bias and alignment control in an optical signal transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070104524A true KR20070104524A (ko) 2007-10-26
KR101185098B1 KR101185098B1 (ko) 2012-09-21

Family

ID=36584027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077013391A KR101185098B1 (ko) 2004-12-15 2005-12-14 광 신호 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7398023B2 (ko)
EP (1) EP1825612B1 (ko)
JP (1) JP5253813B2 (ko)
KR (1) KR101185098B1 (ko)
CN (1) CN101084634B (ko)
AU (1) AU2005317102B2 (ko)
CA (1) CA2588585C (ko)
WO (1) WO2006065887A2 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4149298B2 (ja) * 2003-03-27 2008-09-10 富士通株式会社 光変調器の制御装置
US8532499B2 (en) * 2005-10-25 2013-09-10 Emcore Corporation Optical transmitter with adaptively controlled optically linearized modulator
US7853155B2 (en) * 2005-12-12 2010-12-14 Emcore Corporation Method for adjusting bias in optical transmitter with external modulator
US7463802B2 (en) * 2006-01-13 2008-12-09 Emcore Corporation Integrated circuit for adjusting bias in optical transmitter with external modulator
JP4910476B2 (ja) * 2006-05-22 2012-04-04 富士通株式会社 光通信装置
JP2008129476A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Yokogawa Electric Corp 光変調装置
JP2008211439A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Yokogawa Electric Corp 光送信器
JP4983466B2 (ja) * 2007-07-30 2012-07-25 富士通株式会社 光変調装置および光変調方法ならびに光送信装置
JP5476697B2 (ja) * 2008-09-26 2014-04-23 富士通株式会社 光信号送信装置
US8175465B2 (en) * 2008-11-12 2012-05-08 Lockheed Martin Corporation Bias control apparatus and method for optical modulator
JP5353428B2 (ja) * 2009-05-12 2013-11-27 住友大阪セメント株式会社 光変調器
CN101895357B (zh) * 2010-07-12 2012-05-30 上海新干通通信设备有限公司 可切入紧急告警语音信号的多频调频广播***
JP5760419B2 (ja) * 2010-12-13 2015-08-12 富士通株式会社 光送信装置および光送信方法
KR20120099171A (ko) * 2011-02-10 2012-09-07 한국전자통신연구원 광신호 제어 장치와 그 방법 및 광신호 제어 장치를 구비하는 광신호 생성 장치
CN102156499B (zh) * 2011-04-06 2013-06-19 烽火通信科技股份有限公司 基于对数检波的光相位延迟器的偏置控制方法与装置
US8606114B2 (en) * 2011-05-17 2013-12-10 Oclaro Technology Limited Alignment of a data signal to an alignment signal
US9158137B1 (en) * 2011-09-02 2015-10-13 Eospace Inc. Spread-spectrum bias control
JP5984161B2 (ja) * 2012-09-12 2016-09-06 三菱電機株式会社 光送信器およびｄｃバイアス制御方法
US9467227B2 (en) * 2014-03-13 2016-10-11 Luxtera, Inc. Method and system for an optical connection service interface
CN105871533A (zh) * 2015-01-20 2016-08-17 中兴通讯股份有限公司 相位处理方法及装置
JP6572659B2 (ja) * 2015-07-28 2019-09-11 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光送信器および制御方法
JP6642584B2 (ja) * 2015-09-28 2020-02-05 日本電気株式会社 光変調器、光送信器および光変調方法
JP2017103646A (ja) * 2015-12-02 2017-06-08 日本電信電話株式会社 光送信器
US10615878B2 (en) 2016-01-15 2020-04-07 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical signal modulation
US20180176665A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 National Sun Yat-Sen University Method and apparatus for signal processing by light waveform shaping
JP7056729B2 (ja) * 2018-03-30 2022-04-19 日本電気株式会社 光送受信装置、光変調器制御方法および光変調器制御プログラム
US11509275B2 (en) * 2018-04-20 2022-11-22 Neophotonics Corporation Method and apparatus for bias control with a large dynamic range for Mach-Zehnder modulators
CN108768523A (zh) * 2018-05-30 2018-11-06 大连理工大学 一种水下通用的光通信***
CN115882963B (zh) * 2022-12-09 2024-07-02 华中科技大学 一种隐藏通信装置及***

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3723358B2 (ja) * 1998-11-25 2005-12-07 富士通株式会社 光変調装置及び光変調器の制御方法
JP3591346B2 (ja) * 1998-12-08 2004-11-17 富士通株式会社 光変調器
EP1128580B1 (en) * 2000-02-28 2010-08-18 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical transmission method, optical transmitter and optical receiver
JP2001296506A (ja) * 2000-04-13 2001-10-26 Nec Corp Ｒｚ光送信器
US6952534B1 (en) * 2000-08-25 2005-10-04 Alcatel System and method for generating return-to-zero (RZ) optical data in a digital lightwave communications system
US20020114047A1 (en) 2000-11-22 2002-08-22 Jds Uniphase Corporation Cascaded RZ and NRZ laser modulators having RZ/NRZ phase alignment bias control
US20030007216A1 (en) * 2001-06-21 2003-01-09 Chraplyvy Andrew Roman Long haul transmission in a dispersion managed optical communication system
US6671079B2 (en) * 2001-12-14 2003-12-30 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for transmitting a modulated optical signal
JP3974792B2 (ja) * 2002-02-07 2007-09-12 富士通株式会社 光導波路デバイス及び光デバイス
US7394992B2 (en) * 2002-03-15 2008-07-01 Mintera Corporation Control of an optical modulator for desired biasing of data and pulse modulators
JP3892326B2 (ja) * 2002-03-26 2007-03-14 富士通株式会社 光変調器の制御装置
WO2004056016A1 (ja) * 2002-12-16 2004-07-01 Fujitsu Limited 光変調器の駆動回路及び駆動方法
JP4069036B2 (ja) * 2003-08-15 2008-03-26 日本電信電話株式会社 マーク率評価装置
US6972842B2 (en) * 2003-08-25 2005-12-06 Lucent Technologies Inc. Monitoring alignment between pulse carvers and phase modulators in optical systems

Also Published As

Publication number Publication date
KR101185098B1 (ko) 2012-09-21
EP1825612A2 (en) 2007-08-29
JP5253813B2 (ja) 2013-07-31
US20060127103A1 (en) 2006-06-15
CA2588585C (en) 2015-02-03
WO2006065887A2 (en) 2006-06-22
AU2005317102B2 (en) 2010-03-18
CA2588585A1 (en) 2006-06-22
EP1825612B1 (en) 2013-06-26
US7398023B2 (en) 2008-07-08
CN101084634A (zh) 2007-12-05
CN101084634B (zh) 2011-08-10
JP2008524655A (ja) 2008-07-10
AU2005317102A1 (en) 2006-06-22
EP1825612A4 (en) 2010-02-17
WO2006065887A3 (en) 2006-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101185098B1 (ko) 광 신호 송신기에서의 바이어스 및 정렬 제어 방법 및 장치
US9419720B2 (en) Optical signal transmitter
EP1624595B1 (en) Transmission of optical signals of different modulation formats in discrete wavelength bands
EP1703651B1 (en) Method and system for automatic feedback control for fine tuning a delay interferometer
WO2003049333A1 (en) Modulation control
EP1919105B1 (en) Optical transmitter and optical transmission system
JP2009529834A (ja) 高ビットレートシステム用通信フォーマット
JP2009538590A (ja) ペアの直交関係の光チャネルを使用する光伝送システム及び光伝送方法
JP5811531B2 (ja) 光送信機、光通信システムおよび光送信方法
US10763970B2 (en) Encoding for optical transmission
Corzine et al. 10-channel× 40Gb/s per channel DQPSK monolithically integrated InP-based transmitter PIC
EP1749357B1 (en) Method and apparatus for producing high extinction ratio data modulation formats
Gnauck et al. Hybrid 10/40-G transmission on a 50-GHz grid through 2800 km of SSMF and seven optical add-drops
JP2842940B2 (ja) 光通信システム
KR101282414B1 (ko) Ｒｚ－ｄｐｓｋ 및 ｒｚ－ｄｑｐｓｋ 광 송신 장치
GB2414563A (en) Method and apparatus for producing high extinction ratio data modulation format

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150904

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160905

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee