[发明专利]可调谐相干光接收机和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及光通信，且更具体地涉及使用微量音调制（trace tone modulation）对光信道进行识别和调谐的可调谐相干光接收机。

背景技术

发送不断增长的数量的数据的需要使光通信系统的发展成为必要，光通信系统将光信道的密集波分复用（DWDM）与合并相位调制的高级频谱有效的调制格式进行组合。所考虑的数据传输技术之一是与在接收机处的相干探测结合的双偏振正交相移键控或“DP-QPSK”。DP-QPSK调制格式包括发送两个正交偏振的光信号，每个信号根据QPSK调制格式与两个正交的“I”和“Q”信号相位调制。这种技术的优点除了频谱效率以外，还包括相对于光纤中的色散（CD）和偏振模色散（PMD）的鲁棒性（robustness）。除了具有固有地大的PMD和CD容限以外，在接收机处的相位调制光的相干探测也可用于实现“无色接收机”，并因此实现“无色网络”，即，没有被分配到单独的分/插（A/D）端口的特定波长的网络；见例如2012年12月N.L.Swenson,的文章“在地铁/局部网络上将40G DP-QPSK与10G OOK信道组合（Combining40G DP-QPSK with10G OOK channels on metro/regional networks）”。使用相干探测，接收机可能能够简单地通过调谐本地振荡器（LO）从多个接收信道中选择期望信道，而不需要光学解多路复用器（DEMUX）、波长选择开关（WSS）或可重新配置的分插模块（ROADM），从而减小网络中的光损耗，极大地简化网络，并使它潜在地更不昂贵。这可减少在网络中所需的ROADM/WSS元件的数量，并明显简化网络拓扑。然而，在可用作可调谐相干接收机中的本地振荡器的大部分市场上可买到的可调谐激光器中的波长调谐是相对缓慢的，使得将LO激光器波长从一个DWDM信道调谐或切换到另一信道花费数十秒或甚至数十分钟。此外，对于很多现实的网络应用，慢信道切换时间使接收机自动配置过程变得太长，因为它可能涉及扫描整个信道频谱，以识别所有接收信道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，在相干接收机处提供快速信道探测和/或自动配置的方法和实现该方法的可调谐光接收机。

因此，本发明涉及用于操作WDM系统中的相干接收机的方法，WDM系统包括用于发送携带高速数据信号的多个光WDM信道的多个光发射机，其中低频微量音用于识别光信道，其中接收机设置有用于探测微量音的存在或不存在的微量探测器，且其中在接收机处探测的微量音用于配置用于接收特定的光信道的接收机。

根据本发明的方面，该方法包括：i）使用唯一（unique）的低频微量音调制每个光WDM信道，以及ii）在相干接收机处，执行下列操作：a）将包括一个或多个光WDM信道的所接收的光波分复用信号分成第一和第二光信号部分；b）将第一光信号部分引导到包括光LO信号的可调谐本地振荡器（LO）源的相干探测和解调电路（CDC）；c）将第一光信号部分引导到用于探测其中的一个或多个低频音的存在的微量音探测电路（TTDC）；d）使用关于在所接收的光波分复用信号中存在的一个或多个微量音的信息来识别一个或多个接收光信道，并从其中选择接收光信道中的一个光信道；e）将LO源调谐到选定的光信道；以及f）混合LO光信号与第二光信号部分，用于相干地解调选定的光信道。

本发明的一个方面涉及用于接收光WDM信号的可调谐相干光接收机，光WDM信号包括携带高速数据信号的一个或多个光信道，其中使用唯一地（uniquely）与所述光信道相关的低频微量音来调制一个或多个光信道中的每一个。可调谐相干光接收机包括下列元件：用于将所接收的光WDM信号分成第一和第二光信号部分的分光器；耦合到分光器用于接收第一光信号部分并用于选择性和相干地解调来自一个或多个光信道中的一个光信道的高速数据信号的相干探测和解调电路（CDC），其中CDC包括光LO信号的可调谐本地振荡器（LO）；以及耦合到分光器用于接收第二光信号部分并用来探测其中的一个或多个低频微量音的存在和用于产生识别存在于所接收的光WDM信号中的一个或多个低频微量音的微量探测信号的微量音探测电路（TTDC）。可调谐相干光接收机还包括LO控制电路，其耦合到可调谐源，用于将其光频率调谐到选定的光信道，选定的光信道是基于微量存在信息在所接收的光WDM信号中存在的一个或多个光信道中选择的。