[发明专利]光学DQPSK接收器的相位监测装置、相位控制装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学差分正交相移键控(光学DQPSK)接收器，更具体地说，涉及用于光学DQPSK接收器的相位监测装置、活动相位控制装置及其方法。

背景技术

尽管光学通信系统的能力在过去十年期间已经快速地增长，但在多数实现中采用的调制技术仍保持采用不归零制(NRZ)格式或归零制(RZ)格式的二进制幅移键控(还称为开关键控(OOK))。近来，在光学通信中已经采用了另选的调制和解调技术，如双二进制、载波抑制归零制(CSRZ)、差分相移键控(DPSK)。在DPSK格式中，通过两个相邻符号之间的相位变化来载送信息。相位变化在二进制DPSK中限于0和π。如果相位变化可以是0、π/2、π、3π/2，则称为差分正交相移键控(光学DQPSK)。与传统OOK相比，DPSK具有要求～3dB光学信噪比(OSNR)增益和针对非线性效应的鲁棒性的优点。因为光学DQPSK发送四级符号，所以使得光谱效率加倍，这放松了对电装置速度、光色散管理、极化模式色散等的要求。总之，光学DQPSK是用于下一代光学通信系统的期望候选。

如在OFC 2002中R.A.Griffin等人的论文“Optical DifferentialQuadrature Phase-Shift Key(oDQPSK)for High Capacity OpticalTransmission”中所述，典型的光学DQPSK接收器由分别与I支路和Q支路对应的一对马赫-曾德尔干涉仪组成，每一个干涉仪都具有等于发送系统的符号周期的光学延迟τ。干涉仪支路之间的差分光学相位被分别设置成针对I支路干涉仪的π/4和针对Q支路的-π/4。干涉仪的两个输出端子连接至平衡光学检测器，以恢复发送的数据。例如，在PCT申请WO2002/051041中还描述了光学DQPSK发送器和光学DQPSK接收器的构造和操作。

在接收器中，非常重要之处是将干涉仪支路之间的差分光学相位精确地设置为π/4和-π/4，否则，将造成过度OSNR恶化。为了实现这种设置，典型地采用控制反馈环路。它监测接收器相位误差，接着生成相位调节信号来调节接收器相位，以将相位锁定至目标值。一种典型控制反馈方法是所谓的抖动峰值检测方法。在这种方法中，接收器相位以固定频率f稍微失调，同时监测某种的差错信号的2f分量。当接收器相位被锁定至目标值时，该差错信号的2f分量达到最小。

然而，该抖动锋值检测方法具有自然缺陷，包括：

1、相位失调将造成过度OSNR恶化。

2、峰值检测仅判断实际相位是否为目标值。它不能判断实际相位是大于还是小于目标值。

3、峰值检测信号通常是相位误差的二次函数，从而峰值检测信号相对于实际相位误差的灵敏度在相位误差接近零时降低。结果，相位控制准确度不高。

4、相位控制速度受限于抖动频率。

根据前述，本领域中存在对于以有效、实用的方式克服前述缺点的新颖相位控制技术的迫切需要。

发明内容

针对现有技术中的前述问题，需要解决该问题的新相位控制技术。

本发明的一个目的是，提供一种不仅给出相位误差的振幅而且给出相位误差的符号的用于光学DQPSK接收器的相位监测装置。

本发明的另一目的是，提供一种解决了因现有技术的局限性和缺点而造成的一个或更多个问题的用于光学DQPSK接收器的相位控制装置。

本发明的又一目的是，提供一种具有本发明中提供的相位控制装置的光学DQPSK接收器。

本发明的又一目的是，提供一种用于光学DQPSK接收器的相位监测方法，以使不仅监测相位误差的振幅，而且监测被监测相位误差的符号。

本发明的又一目的是，提供一种解决了因现有技术的局限性和缺点而造成的一个或更多个问题的用于光学DQPSK接收器的相位控制方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于光学DQPSK接收器的相位监测装置，该光学DQPSK接收器包括第一支路和第二支路，并且每一个支路都包括干涉仪、平衡光学检测器以及数据恢复电路。所述用于光学DQPSK接收器的相位监测装置用来监测所述光学DQPSK接收器的一个支路中的相位误差，所述用于光学DQPSK接收器的相位监测装置包括串联连接的一个混合器和一个平均电路，其中，所述混合器用来混合本支路中的数据恢复之前的信号和另一支路中的数据恢复之后的信号，并且所述平均电路用来对从所述混合器输入的信号取平均。优选的是，所述平均电路是低通滤波器或数字信号处理器。