专利名称：光发射器、光传输系统以及调制方案选择方法
技术领域：
本发明涉及一种在光传输系统中使用的光发射器、 一种光传输系 统以及一种调制方案选择方法。
背景技术：
现在已经有在光传输系统(装置)中使用的光发射器。关于这样 的光发射器，根据光发射器的应用，已经采用光差分相移键控(DPSK) 调制方案(例如，参见日本专利特开 No.2003-087201和 No.2003-134181)和光双二进制调制方案(例如，参见日本专利特开 No.2004-135345和No.2005-102221)等作为调制方案。光双二进制调 制方案具有较好的色散容限特性，但接收灵敏度特性较差。另一方面， 光DPSK调制方案具有较好的接收灵敏度特性，但色散容限特性较差。 因此，光双二进制调制方案适用于面向城域的系统(metro-area-oriented system)(具有相对较短的传输距离)，而光DPSK调制方案适用于长 距离的系统，如主干线。
发明内容
如上所述，现有的光双二进制调制方案和光DPSK调制方案是用 于光发射器的调制方案。但是，由于这些调制方案具有优点和缺点， 因此，光发射器的制造商和用户需要制造与上述调制方案兼容的不同 的光发射器，并根据需要有选择地使用调制方案。
5在此情形下，通过布置光发射器使光发射器具有两种调制方案，使得能够根据每个调制方案的应用，在光发射器中选择光双二进制调制方案和光DPSK调制方案，这对制造商或用户来说非常有用。
考虑到上述情形，本发明的一个目的是提供一种能够从光双二进
制调制方案和光DPSK调制方案这两种调制方案中进行选择的光发射器、光传输系统以及调制方案选择方法。
为了实现上述目的，本发明具有以下特征。
〈光发射器〉
根据本发明的光发射器包括第一异或电路，其输出从第一和第二输入端子输入的二进制逻辑信号的异或作为第一输出信号；延迟单
元，其把第一输出信号延迟预定的量，并把延迟的信号输出给第二输
入端子；低通滤波器单元，其接收第一输出信号作为输入，把第一输出信号转换成三值信号，并输出三值信号作为第二输出信号；以及选择单元，其根据选择信号选择第一输出信号和第二输出信号中的一个，并输出所选择的信号。
〈光传输系统〉
根据本发明的光传输系统包括根据本发明的光发射器；以及光接收器，其接收从光发射器输出的光信号，并解调光信号。
〈调制方案选择方法〉根据本发明的调制方案选择方法包括第一输出信号输出步骤，输出从第一和第二输入端子输入的二进制逻辑信号的异或作为第一输出信号；第二输出信号输出步骤，把第一输出信号延迟预定的量，把第一输出信号转换成三值信号，并输出该三值信号作为第二输出信号；以及选择步骤，根据选择信号选择第一输出信号和第二输出信号中中的一个，并输出选择的信号。
6附图简要说明
通过下面参照附图的详细说明，本发明的目的和特征将更加清楚， 其中
图1是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的配置的
框图2是示出在根据本发明的一个示范性实施例的光发射器内设置 的异或(EX-OR)逻辑运算的表；
图3是示出在根据本发明的一个示范性实施例的光发射器内设置 的异或逻辑运算的表；
图4是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的操作的 流程图5是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的时序图； 图6是示出根据本发明的一个示范性实施例的光传输系统的配置 的框图7是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的时序图； 图8是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的最低配 置的框图；以及
图9是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的最少操 作的流程图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明用于执行本发明的最佳模式。
(光发射器)
根据本发明的示范性实施例的光发射器是用于光传输系统(装置) 的光发射器。本实施例中的光发射器具有两种调制方案光双二进制 调制方案和光DPSK调制方案。本实施例中的光发射器，其特征在于 能够根据每个调制方案的应用容易地选择两种调制方案中的任一种方 案。首先参照图1说明根据本发明的实施例的光发射器的配置。图1 是示出根据本发明的实施例的光发射器的配置的框图。
如图1所示，本实施例中的光发射器具有输入端子10和11、预编
码器9、低通滤波器4、选择器电路5、调制器驱动电路6、光强度调 制器7以及激光光源8。
通过输入端子IO输入调制方案选择信号，通过输入端子11输入 主信号。调制方案选择信号和主信号分别在信号产生部(未示出)产 生，并提供给输入端子10和11。
调制方案选择信号是表示光DPSK调制方案或光双二进制调制方 案的逻辑"1"或"0"的数字控制信号。在本实施例中，如图5所示， 逻辑"1"表示光双二进制调制方案，逻辑"0"表示光DPSK调制方案。
主信号是以数字信号(非归零(NRZ)信号)的形式发送的信号， 该数字信号由两个值表示逻辑"1"或"0"，如图5所示。
预编码器9包括异或电路(EX-OR) 1、 EX-OR2以及延迟器3。 预编码器9根据主信号和调制方案选择信号，产生数字信号(第一输 出信号)，用于根据光DPSK调制方案产生光信号。
EX-OR1是用于执行逻辑运算(异或)的电路。从输入端子10输 入的调制方案选择信号通过第四输入端子(未示出)输入到EX-ORl， 从输入端子11输入的主信号通过第三输入端子(未示出)也输入到 EX-OR 1。EX-OR 1根据输入的调制方案选择信号和主信号执行逻辑运 算，从而向EX-OR 2输出输出信号。艮P,如图2所示，当输入的调制 方案选择信号是逻辑"0"时(当信号表示光DPSK调制方案时)，
8EX-OR 1输出与输入的主信号相同的信号作为输出信号；当输入的调 制方案选择信号是逻辑"1"时(当信号表示光双二进制调制方案时)， EX-OR 1输出输入的主信号的逻辑反转的信号作为输出信号，如图2 所示。从EX-OR 1如此输出的输出信号的示例分别在图5的"EX-OR 1 输出"(EX-OR2输入)中示出。
在使用光DPSK调制方案和光双二进制调制方案中的任一种方案 的光传输信号的传输中，光接收器的最终输出需要与主信号相同。因 此，在本实施例中，设置EX-OR 1以满足此条件。将在下面详细说明 需要EX-OR 1的原因。图7示出了其中EX-OR1不执行主信号的逻辑 反转的情况的示例。如果EX-OR 1不执行主信号的逻辑反转，则来自 EX-OR 1的输出信号与主信号相同，如图7中的"EX-OR 1输出"所 示。经过EX-OR 2和低通滤波器4，获得该输出信号作为原始信号， 要传输的光信号从该原始信号产生。把产生的要传输的光信号传输给 光接收器。然而，反转形式的主信号是从光接收器输出的，导致不能 正确地执行传输，如图7中的"光接收器输出"所示。因此，在本实 施例中，当调制方案选择信号表示光双二进制调制方法时，主信号的 逻辑反转的信号作为来自EX-OR 1的输出信号输出。然后，从光接收 器输出与主信号相同的信号，如图5中"光双二进制调制方案"中的 "光接收器输出"所示。这样，能够正确地执行传输。而且，在本实 施例中，当调制方案选择信号表示光DPSK调制方案时，直接输出主 信号作为输出信号。然后，从光接收器输出与主信号相同的信号，如 图5中"光DPSK调制方案"中的"光接收器输出"所示。这样，能 够正确地执行传输。
EX-OR2是用于执行逻辑运算(异或)的电路，与EX-ORl相同。 EX-OR 2包括第一输入端子和第二输入端子(都未示出)。EX-OR 1 的输出信号(主信号或主信号的逻辑反转的信号)作为第一输入信号， 通过第一输入端子(未示出)输入到EX-OR 2。并且，延迟器3输出 的延迟信号(下面详细说明)作为第二输入信号，通过第二输入端子(未示出)输入到EX-OR2。 EX-OR 2根据输入的第一输入信号和第 二输入信号执行逻辑运算，并输出表示逻辑运算结果的输出信号(第 一输出信号)。即，如图3所示，当输入到EX-OR 2的第二输入信号 是逻辑"0"时，EX-OR2输出与输入的第一输入信号相同的信号，并 且，如图3所示，当输入到EX-OR2的第二输入信号是逻辑"1"时， EX-OR 2输出输入的第一输入信号的逻辑反转的信号。这样从EX-OR 2 输出的输出信号(第一输出信号)的示例分别在图5中的"EX-OR 2 输出(预编码器输出)"示出。EX-OR2的输出信号(第一输出信号) 被分裂成下面的两个信号输出到预编码器9的外面的输出信号和输 出到延迟器3的输出信号。要输出到预编码器9的外面的输出信号在 预编码器9的外面又进一步被分裂成两个信号。
EX-OR 2的第一输出信号输入到延迟器3。延迟器3把EX-OR 2 的第一输出信号延迟恒定时间，以产生延迟信号。这里所说的恒定时 间对应主信号的一个时隙和数字信号的一个位。例如，如果主信号的 频率是10Gbps，则恒定时间是100psec。延迟器3向EX-OR 2输出产 生的延迟信号。如上所述，该延迟信号作为第二输入信号，通过第二 输入端子(未示出)输入到EX-OR 2。输入之后，使用第一输入信号 的下一个位再次对第二输入信号进行逻辑运算，如图3中的箭头所示。
低通滤波器4的波段大约是预编码器9的第一输出信号的比特率 的1/3。从EX-OR 2输出并在预编码器9外面分裂成两个信号的第一输 出信号的其中之一被输入到低通滤波器4。低通滤波器4将输入的第一 输出信号转换成三值信号(-1， 0， +1)，将信号的带宽降低到大约1/3， 并向选择器电路5输出信号。该输出信号是数字信号(第二输出信号)， 用于根据光双二进制调制方案产生光信号。图5中的"滤波器输出" 示出了这样从低通滤波器4输出的第二输出信号的示例。
从输入端子10输入的调制方案选择信号被输入到选择器电路5。 从EX-OR 2的输出信号在预编码器9的外面分裂而形成的两个输出信
10号也输入到选择器电路5。即，这两个信号的其中之一是第一输出信号， 其在预编码器9的外面被分裂为两个信号以后，直接输入到选择器电
路5，另一个信号是第二输出信号，其在预编码器9的外面被分裂为两 个信号以后，通过低通滤波器4输入到选择器电路5。选择器电路5根 据输入的调制方案选择信号，选择第一输出信号和第二输出信号的其 中一个。g卩，当输入的调制方案选择信号是逻辑"0"时，选择器电路 5选择直接输入的第一输出信号；当输入的调制方案选择信号是逻辑 "1"时，选择器电路5选择通过低通滤波器4输入的第二输出信号。 选择器电路5向调制器驱动电路6输出选择的信号。
由选择器电路5选择的信号被输入到调制器驱动电路6。调制器驱 动电路6将输入的信号放大到驱动光强度调制器7所必需的幅度。调 制器驱动电路6向光强度调制器7输出放大的信号。
光强度调制器7是使用称为铌酸锂的光学材料的铌酸锂(LN)调 制器。光强度调制器7可用于相位调制，也可用于强度调制。光强度 调制器7包括光输入端口和光输出端口 (都未示出)。预定波长的光 通过光纤和光输入端口直接从激光光源8输入到光强度调制器7。由调 制器驱动电路6放大并输出的信号也输入到光强度调制器7。光强度调 制器7根据输入信号和光，产生光信号，并通过光输出端口输出光信 号。这样从光强度调制器7输出的光信号的示例分别在图5中的"光 传输信号(强度)"和"光传输信号(相位)"示出。
激光光源8向光强度调制器7输出预定波长的光。
(调制方案选择方法) 下面将参照图4说明根据本发明的一个示范性实施例的光发射器 的操作(根据本发明的一个示范性实施例的调制方案选择方法)。图4 是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的操作的流程图。
11从输入端子10输入的调制方案选择信号被输入到EX-OR 1，并且 从输入端子11输入的主信号(二进制逻辑信号)也被输入到EX-OR 1 (步骤SI)。
EX-OR 1根据输入的主信号和调制方案选择信号执行逻辑运算 (步骤S2)。如果输入的调制方案选择信号是逻辑"O"(步骤S2/0)， EX-OR 1向EX-OR2输出与输入的主信号相同的信号(步骤S3)。如 果输入的调制方案选择信号是逻辑"1"(步骤S2/1) ， EX-OR 1向 EX-OR2输出输入的主信号的逻辑反转的信号(步骤S4)。
EX-OR 1的输出信号(主信号或主信号的逻辑反转的信号)作为 第一输入信号输入到EX-OR 2。从延迟器3输出的延迟信号(通过将 EX-OR 2的第一输出信号延迟恒定时间而获得的信号)作为第二输入 信号也输入到EX-OR2 (步骤S5)。
EX-OR 2根据输入的第一输入信号和第二输入信号执行逻辑运算 (步骤S6)。如果输入到EX-OR 2的第二输入信号是逻辑"0"(步 骤S6/0) ， EX-OR2输出与第一输入信号相同的信号(步骤S7)。如 果输入到EX-OR2的第二输入信号是逻辑"l"(步骤S6/1) ， EX-OR 2输出第一输入信号的逻辑反转的信号(步骤S8)。从EX-OR2输出 的信号被分裂成要输出到预编码器9外面的输出信号和要输出到延迟 器3的输出信号。
从EX-OR2输出到预编码器9外面的输出信号(第一输出信号) 在预编码器9的外面又进一步被分裂成两个信号。由第一输出信号分 裂成的两个信号的其中一个被直接输入到选择器电路5。两个信号中的 另一个被输入到低通滤波器4，以形成第二输出信号，并输入到选择器 电路5 (步骤S9)。
从输入端子IO输入的调制方案选择信号被输入到选择器电路5。选择器电路5根据输入的调制方案选择信号选择第一输出信号和第二 输出信号的其中一个(步骤SIO) 。
g卩，如果输入的调制方案选择信号
是逻辑"0"(步骤S10/0)，选择器电路5选择第一输出信号(步骤
Sll);如果输入的调制方案选择信号是逻辑"1"(步骤S10/1)，选
择器电路5选择第二输出信号(步骤S12)。选择器电路5向调制器驱 动电路6输出选择的信号。
从选择器电路5输出的选择的信号被输入到调制器驱动电路6。调 制器驱动电路6将选择的信号放大到驱动光强度调制器7所需的幅度。 调制器驱动电路6向光强度调制器7输出放大的信号(步骤S13)。
放大的信号从调制器驱动电路6输入到光强度调制器7。并且，从 激光光源8输出的光通过光纤被直接输入到光强度调制器7的光输入 端口 (未示出)(步骤S14)。使用放大的信号驱动光强度调制器7。 被驱动的光强度调制器7根据放大的信号和从激光光源8输出的光产 生光信号(步骤S15)。光强度调制器7从光输出端口 (未示出)输出 产生的光信号。
可以作如下布置图4中所示的处理操作并不仅仅是按照时间顺 序执行的，也可以根据执行处理的装置的处理能力或根据需要，并行 或单个地执行。
图5是示出根据本发明的一个示范性实施例的光发射器的时序图。
可以理解，依靠调制方案选择信号，在根据本发明的一个示范性 实施例的光发射器中，能够配置与光DPSK调制方案和光双二进制调 制方案兼容的预编码，如图5所示。可以肯定，在任一情况下，主信 号在光接收器(光接收器300在图6中示出)的输出中被解调。
如上所述，本实施例中的光发射器和调制方案选择方法能够容易地选择光DPSK调制方案和光双二进制调制方案中的任一种方案。因
此，通过在本实施例中的光发射器和调制方案选择方法，制造光发射 器的制造商能够利用一种产品实现不同的两种应用。光发射器的用户 也能够拥有用于两种不同的应用的一种产品，从而例如，提高维修部 件的提供和使用的效率。
尽管已经参照图1详细描述了本实施例中的光发射器，但图8所 示的最小配置也足以胜任。即，如图8所示，本实施例中的光发射器 可以仅包括EX-OR2 (第一异或电路)、延迟器3 (延迟装置)、低通 滤波器4 (低通滤波装置)以及选择器电路5 (选择装置)。图8中所 示的装置与图1相同图标记表示的装置相同，因此对于这些装置的说 明这里不再重复。图8所示的最小配置能够从光双二进制调制方案和 光DPSK调制方案中容易地选择任一种方案。
尽管已经参照图4详细描述了根据本实施例的调制方案选择方法， 但图9所示的最少操作也足以胜任。S卩，如图9所示，本实施例中的 调制方案选择方法可以仅包括第一输出信号输出步骤(步骤S21)、第 二输出信号输出步骤(步骤S22)以及选择步骤(步骤S23)。第一输 出信号输出步骤与图4中步骤S5至S8相同，第二输出信号输出步骤 与图4中步骤S9相同，以及选择步骤与图4中步骤S10至S12相同。 因此，对于这些步骤的说明这里不再重复。图9所示的最少操作能够 从光双二进制调制方案和光DPSK调制方案中容易地选择任一种方案。
(光传输系统)
下面将说明使用上述的本实施例中的光发射器的光传输系统。图6 是示出根据本实施例的光传输系统的示范性实施例的图。假设本实施 例中的光传输系统是一个具有超大传输容量的光传输系统，例如超过 10Gbps。不过，本实施例并不局限于这种光传输系统，其它的光传输 系统也是可能的。
14如图6所示，本实施例中的光传输系统包括光发射器100、光传输
介质200以及光接收器300。光发射器100是前面所描述的本实施例中 的光发射器，其说明这里不再重复。
从光发射器100输出的光信号被输出到光传输介质200。光传输介 质200是仅由光纤传输线构成的光传输线或是利用经由光纤传输线的 直接放大和中继的光传输线。
从光传输介质200输出的光信号被输出到光接收器300。光接收器 300预放大输入的光信号，并根据需要，补偿由于光传输介质200内的 色散而造成的波形失真(波长色散和偏振色散)。光接收器300将波 形失真补偿的光信号转换成基带电信号，必要时对信号进行整形，并 执行时序提取和区别再现(discriminating reproduction)。从而，解调 主信号，如图5中的"光接收器输出"所示。
尽管在上面本发明已经相对于其实施例被描述，但上述实施例是 本发明的优选实施例，本发明的范围并不局限于这些实施例，通过对 上述实施例作出不超出本发明的要旨的修改和替换，本领域的技术人 员在上述实施例中可以构建包括各种变更的形式。
1权利要求
1. 一种光发射器，包括第一异或电路，其输出从第一和第二输入端子输入的二进制逻辑信号的异或作为第一输出信号；延迟单元，其把所述第一输出信号延迟预定的量，并把所延迟的信号输出给所述第二输入端子；低通滤波器单元，其接收所述第一输出信号作为输入，把所述第一输出信号转换成三值信号，并输出该三值信号作为第二输出信号；以及选择单元，其根据选择信号选择所述第一输出信号和所述第二输出信号中的一个，并输出所选择的信号。
2. 根据权利要求l所述的光发射器，其中，所述选择信号保持在 与由所述选择单元进行的选择的结果相对应的预定逻辑电平，所述光 发射器进一步包括第二异或电路，该第二异或电路向所述第一输入端 子输出所述选择信号和从第三输入端子输入的二进制逻辑信号的异 或。
3. 根据权利要求1所述的光发射器，进一步包括 光源单元，其输出预定波长的光；以及调制单元，其根据所述选择单元选择的所述信号和从所述光源单 元输出的所述光，产生光信号，并输出所产生的光信号。
4. 根据权利要求l所述的光发射器，进一步包括放大单元，该放大单元把由所述选择单元选择的所述信号放大至预定幅度，其中由所 述放大单元放大的所述信号被输入到所述调制单元。
5. —种光传输系统，包括 根据权利要求1所述的光发射器；以及光接收器，其接收从所述光发射器输出的光信号，并解调所述光信号。
6. —种调制方案选择方法，包括第一输出信号输出步骤，输出从第一和第二输入端子输入的二进 制逻辑信号的异或作为第一输出信号；第二输出信号输出步骤，把所述第一输出信号延迟预定的量，然 后把所述第一输出信号转换成三值信号，并输出该三值信号作为第二 输出信号；以及选择步骤，根据选择信号选择所述第一输出信号和所述第二输出 信号中的一个，并输出所选择的信号。
7. 根据权利要求6所述的调制方案选择方法，其中，所述选择信号保持在与在所述选择步骤中的选择结果相对应的预定逻辑电平，所 述方法进一步包括第二异或步骤，向所述第一输入端子输出所述选择 信号和从第三输入端子输入的二进制逻辑信号的异或。
8. 根据权利要求6所述的调制方案选择方法，进一步包括 光输出步骤，从光源输出预定波长的光；以及 光信号产生步骤，根据在所述选择步骤中选择的所述信号和在所述光输出步骤中输出的所述光，产生光信号，并输出所产生的光信号。
9. 根据权利要求6所述的调制方案选择方法，进一步包括放大步 骤，把在所述选择步骤中选择的所述信号放大至预定幅度。
10. —种光发射器，包括第一异或电路，其输出从第一和第二输入端子输入的二进制逻辑 信号的异或作为第一输出信号；延迟装置，用于把所述第一输出信号延迟预定的量，并把所延迟 的信号输出给所述第二输入端子；低通滤波器装置，用于接收所述第一输出信号作为输入，把所述第一输出信号转换成三值信号，并输出该三值信号作为第二输出信号；以及选择装置，用于根据选择信号选择所述第一输出信号和所述第二输出信号中的一个，并输出所选择的信号。
全文摘要
本发明提供了一种能够从光双二进制调制方案和光DPSK调制方案中选择任一种方案的光发射器、光传输系统以及调制方案选择方法。根据本发明的光发射器包括第一异或电路，其输出从第一和第二输入端子输入的二进制逻辑信号的异或作为第一输出信号；延迟器，其把第一输出信号延迟预定的量，并把延迟的信号输出给第二输入端子；低通滤波器，其接收第一输出信号作为输入，把第一输出信号转换成三值信号，并输出该三值信号作为第二输出信号；以及选择器，其根据选择信号选择第一输出信号和第二输出信号的其中之一，并输出所选择的信号。
文档编号H04B10/155GK101488809SQ200910003468
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月15日
发明者田岛勉 申请人:日本电气株式会社