[发明专利]使用双工媒体、自零差检测的装置、光收发器和方法

说明书

一种装置包括：非制冷激光器；耦合到所述激光器的分光器；耦合到所述分光器的第一波长组件；耦合到所述第一波长组件的本地振荡器(local oscillator，LO)端口；耦合到所述分光器的调制器；耦合到所述调制器的第二波长组件；以及耦合到所述第二波长组件的信号端口。一种方法包括：发射输入光；将所述输入光分解为第一本地振荡器(local oscillator，LO)光信号和第一未调制光信号；使用偏振复用高阶调制对所述第一未调制光信号进行调制以产生第一调制光信号；将所述第一LO光信号传输到第一双工光纤；以及将所述第一调制光信号传输到第二双工光纤。

相关申请案交叉申请

本申请要求2016年2月26日递交的发明名称为“使用双工媒体、自零差检测(SHD)、相干检测和非制冷激光器的光收发器(Optical transceiver using duplex media,self-homodyne detection(SHD),coherent detection,and uncooled laser)”的第15/055,204号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，其又要求2015年3月2日由Zhihong Li等人递交的发明名称为“双向自零差检测(SHD)光收发器(Bidirectional Self-HomodyneDetection(SHD)Optical Transceiver)”的第62/127,118号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文本中。

背景技术

由于稳定性高且可用带宽大，光纤作为数字数据的传输媒介正变得越来越普及。例如，通过大约几百米的光纤进行短距互连在计算机系统、数据中心和园区网中广泛使用。因此，迫切需要用于短距离传输的高容量光收发器，其中，各种方案间的主要权衡包括性能、成本和功耗。许多短距光收发器以1吉比特/秒(gigabit per second，Gb/s)或10Gb/s的速率进行操作，并使用强度调制-直接检测(intensity modulation and directdetection，IM-DD)、一个光纤对、一个波长和一种偏振态。

为了将比特率提高到40Gb/s和100Gb/s，可以同时提高信令速率和信道数量。一个示例是光纤对上的4x25 Gb/s局域网波分复用(local area network wavelength-division multiplexing，LWDM)。另一个示例是针对100吉比特以太网(100GigabitEthernet，100GbE)的并行光纤上的4x25 Gb/s并行单模4通道(parallel single-mode 4-lane，PSM4)。随着以太网数据速率从100GbE扩展到400GbE，需要额外的波长和/或高阶符号率调制来继续IM-DD技术方案。但是，额外的波长和高阶符号率调制使复杂度增加且灵敏度降低。

为了提高系统容量和每比特的功率损耗，需要通过使用高阶调制来减少波长数量。需要具有高频谱效率和灵敏度的偏振复用和相干技术来进一步扩展到下一代以太网数据速率，例如太比特以太网(Terabit Ethernet，TbE)要求4x250G。传统相干方案需要发射器和本地振荡器(local oscillator，LO)使用锁频、窄线宽激光器。然而，对于短距离应用来说，成本和复杂度(例如，频率跟踪)太高。

发明内容