專利名稱：用于多載波光調(diào)制解調(diào)器的復(fù)用器和調(diào)制裝置的制作方法
用于多載波光調(diào)制解調(diào)器的復(fù)用器和調(diào)制裝置
背景技術(shù)：
眾所周知，在波分復(fù)用(WDM)光通信系統(tǒng)中，各自具有不同波長的多個(gè)光信號(hào)或光信道被組合到光纖上。這種系統(tǒng)通常包括與每個(gè)波長關(guān)聯(lián)的激光器，配置為對(duì)激光器輸出的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器，和用于組合已調(diào)制光信號(hào)的每ー個(gè)的光組合器。這些組件通常設(shè)置在WDM光通信系統(tǒng)的發(fā)送端，以將光信號(hào)發(fā)送到光纖上。在WDM光通信系統(tǒng)的接收端，光信號(hào)經(jīng)常被分離并被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，電信號(hào)隨后被進(jìn)ー步處理。已知的WDM光通信系統(tǒng)能夠復(fù)用IOOGHz間隔的40個(gè)信道或者50GHz間隔的80個(gè)信道。這些WDM光通信系統(tǒng)占用總共4000GHz帶寬。在50GHz的信道間隔和IOOGHz的信道間隔下，所占用的光纖帶寬或光譜未被有效利用。隨著互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)快速發(fā)展，以及新應(yīng)用的出現(xiàn)，對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)提供更高數(shù)據(jù)率的需求不斷増加，這可以通過光通信系統(tǒng)的改進(jìn)來支持。由于需求增長，光纖的信息承載容量最好也應(yīng)該增加。此處所用的，術(shù)語“載波”、“信道”和“光信號(hào)”可以互換使用。 增加已占用光纖帶寬的數(shù)據(jù)容量的ー個(gè)方法是使用更高數(shù)據(jù)率調(diào)制格式來調(diào)制光信號(hào)或信道來以更高的速率承載數(shù)據(jù)。然而，這種更高速率的調(diào)制格式通常對(duì)噪聲更加敏感，所以不能在相對(duì)長距離的光信號(hào)傳輸中使用。因此，調(diào)制格式必須根據(jù)期望被傳輸信道跨越的所需范圍或距離來選擇。其他已知的系統(tǒng)，通常被稱作密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)，能夠通過更緊湊地隔開信道以在光纖上將附加信道更密集地聚集在一起來增加總的數(shù)據(jù)容量，如信道間以25GHz隔開。盡管25GHz信道間隔是在50GHz和IOOGHz間隔上的改進(jìn)，仍需要進(jìn)ー步的改進(jìn)以滿足數(shù)據(jù)率增長的需求。然而，以信道間減少的光譜間隔對(duì)單個(gè)信道進(jìn)行密聚集已經(jīng)導(dǎo)致在接收端可靠分離各個(gè)信道的挑戰(zhàn)，并且增加了由于例如相鄰信道間的串?dāng)_或交叉相位調(diào)制效應(yīng)引起的信道的錯(cuò)誤率。因此，在光通信系統(tǒng)性能、每根光纖要發(fā)送的信道數(shù)及其光譜間隔，以及每個(gè)信道上執(zhí)行的調(diào)制之間存在權(quán)衡。相應(yīng)地，對(duì)于具體實(shí)施例，可以通過優(yōu)化以上參數(shù)達(dá)到最大容量，例如光信號(hào)所選調(diào)制格式、信號(hào)的跨度和相鄰信號(hào)的信道間隔。優(yōu)選地，光通信系統(tǒng)的信息承載容量應(yīng)該優(yōu)化為在光纖最大長度上承載最大量的數(shù)據(jù)。例如，應(yīng)該根據(jù)能夠可靠發(fā)送和接收這種小間隔信道的可用技術(shù)，對(duì)各個(gè)載波或信道光譜間隔進(jìn)行最小化。因此，能夠在給定的光譜帶寬中聚集更多數(shù)量的信道，使得網(wǎng)絡(luò)資源和被占用的信道光譜被更有效地使用。此外，當(dāng)為了優(yōu)化光通信系統(tǒng)容量而選擇參數(shù)及其各自的值時(shí)，也應(yīng)當(dāng)考慮底層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和用戶的數(shù)據(jù)需求。因此，增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)需求需要提供多個(gè)小間隔載波以增加光通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量。此外，獨(dú)特的用戶要求需要靈活地將多個(gè)小間隔載波分組在一起成為塊或“超級(jí)信道”，此類塊或超級(jí)信道能夠在網(wǎng)絡(luò)上被獨(dú)立地路由并能夠和類似小間隔載波的其他塊進(jìn)行復(fù)用。ー些已知系統(tǒng)包括具有有限數(shù)據(jù)容量呑吐的路由器或復(fù)用器。于是，盡管通常期望最佳光通信系統(tǒng)容量，較佳地，任何網(wǎng)絡(luò)組件處的系統(tǒng)容量都不被超過。于是，限制每個(gè)超級(jí)信道上可用的最大數(shù)據(jù)容量可能是有利的。在數(shù)據(jù)容量受限的這種情況下，較佳地，最小化超級(jí)信道的占用帶寬以獲得光通信系統(tǒng)占用帶寬的最大光譜效率。

發(fā)明內(nèi)容
依照本公開的一個(gè)方面，提供了一種裝置，包括發(fā)射器被配置為選擇性地提供第一多個(gè)光信號(hào)或者第二多個(gè)光信號(hào)的光發(fā)射器，第一多個(gè)光信號(hào)中的每一個(gè)按照第一調(diào)制格式被調(diào)制，第二多個(gè)光信號(hào)中的每一個(gè)按照第二調(diào)制格式被調(diào)制。共同地，第一多個(gè)光信號(hào)具有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)率并且共同地，第二多個(gè)光信號(hào)具有相同的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)率。還提供光組合器，被配置為接收第一多個(gè)光信號(hào)和第二多個(gè)光信號(hào)，光組合器組合第一多個(gè)光信號(hào)或者第二多個(gè)光信號(hào)并且將第一多個(gè)光信號(hào)或者第二多個(gè)光信號(hào)提供給光通信路徑。依照本公開的另一個(gè)方面，一種方法選擇性地生成第一多個(gè)光信號(hào)和第二多個(gè)光信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)，所述第一和第二多個(gè)光信號(hào)并不同時(shí)產(chǎn)生，所述第一和第二多個(gè)光信號(hào)分別按照第一和第二調(diào)制格式被調(diào)制，并且所述第一和第二多個(gè)光信號(hào)具有大致相同的數(shù)據(jù)率。已生成的一個(gè)或更多多個(gè)第一和第二光信號(hào)被接收和組合。然后組合的一個(gè)或更多多個(gè)第一和第二光信號(hào)被提供給光通信路徑。依照本公開的另一個(gè)方面，一種方法產(chǎn)生第一多個(gè)光信號(hào)，該第一多個(gè)光信號(hào)中 的每一個(gè)按照第一調(diào)制格式調(diào)制，該第一多個(gè)光信號(hào)共同地具有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)率，該第一多個(gè)光信號(hào)中的每一個(gè)以第一碼元(symbol)率承載第一多個(gè)碼元。該第一多個(gè)光信號(hào)組合為第一超級(jí)信道。產(chǎn)生第二多個(gè)光信號(hào)，該第二多個(gè)光信號(hào)中的每一個(gè)按照第二調(diào)制格式調(diào)制，該第二多個(gè)光信號(hào)共同地具有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)率，該第二多個(gè)光信號(hào)中的每一個(gè)以第二碼元率承載第二多個(gè)碼元，其中該第一多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量等于該第二多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量。該第二多個(gè)光信號(hào)組合為第二超級(jí)信道。該第一和第二超級(jí)信道被復(fù)用并提供給光通信路徑。應(yīng)當(dāng)理解，前述的一般說明和下文的詳細(xì)說明僅是示例性和解釋性的，而不是對(duì)所要求保護(hù)的發(fā)明的限制。合并在此并構(gòu)成本說明一部分的附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)(多個(gè))實(shí)施例并與本說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。


圖Ia示出了依照本公開的多個(gè)方面的光通信系統(tǒng)；圖Ib示出了依照本公開的多個(gè)方面，在光通信系統(tǒng)中發(fā)送的光信號(hào)或超級(jí)信道；圖2a、2b和2c示出了依照本公開多個(gè)方面的光學(xué)鏈路；圖3a和3b示出了依照本公開附加方面的發(fā)射器塊的一部分；圖4a和4b更詳細(xì)地示出了依照本公開一方面的圖3a和3b所示發(fā)射器塊的一部分；圖5示出了依照本公開的發(fā)射器光子集成電路(PIC)的一部分；圖6示出了依照本公開的一方面的接收器塊；圖7示出了依照本公開的接收器光子集成電路(PIC)的一部分；圖8示出了依照本公開的一方面的圖6所示接收器塊的一部分；圖9示出了依照本公開的附加方面的光學(xué)鏈路的示例；圖10a、10b和IOc示出了依照本公開的多個(gè)方面的超級(jí)信道的載波規(guī)劃；以及
圖11示出了依照本公開的ー個(gè)方面的內(nèi)插濾波器的示例。
具體實(shí)施例方式依照本公開，數(shù)字形式的數(shù)據(jù)被光通信系統(tǒng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收，并由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來驅(qū)動(dòng)調(diào)制器。進(jìn)而，調(diào)制器根據(jù)接收的數(shù)據(jù)和指定的調(diào)制格式在多個(gè)小間隔波長之一上調(diào)制光。采用復(fù)用器或組合器將多個(gè)小間隔波長或載波分組在ー起，例如，形成一個(gè)超級(jí)信道。然后，多個(gè)超級(jí)信道被復(fù)用并通過光通信路徑發(fā)送到接收節(jié)點(diǎn)。在接收節(jié)點(diǎn)處，被復(fù)用的超級(jí)信道被光學(xué)解復(fù)用器解復(fù)用，并被提供給多個(gè)相應(yīng)的解調(diào)器。隨后通過與來自調(diào)諧到小間隔波長的每一個(gè)上的多個(gè)本地振蕩器的光組合來為每個(gè)載波提供基帶光信號(hào)，被解復(fù)用的超級(jí)信道或載波可以通過已知方式進(jìn)行內(nèi)差探測(intradyne)?；鶐Ч庑盘?hào)被提供給相應(yīng)的光檢測器，進(jìn)而光檢測器提供模擬電信號(hào)(代表已知的“下轉(zhuǎn)換”信號(hào))，其可以被放大或進(jìn)行其他處理，并被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。ADC將被處理的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。ADC的輸出隨后被進(jìn)ー步處理以生成提供給發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)副本。 特別地，這種處理可以包括對(duì)響應(yīng)于ADC的輸出生成的電信號(hào)進(jìn)行濾波，從而選擇與多個(gè)已調(diào)制光信號(hào)或載波之一相關(guān)的數(shù)據(jù)。典型檢測方法能夠?yàn)槊恳粋€(gè)單獨(dú)的載波進(jìn)行基帶光信號(hào)的可靠電濾波。由于濾波被電學(xué)地(即在電域)而不是光學(xué)地執(zhí)行，所以不再需要固定的光學(xué)解復(fù)用器去解復(fù)用小間隔的載波。而且，對(duì)于每個(gè)超級(jí)信道，載波帶寬可以不同。于是，光載波的電濾波可以通過發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的電路容易地被調(diào)諧，使得承載這種數(shù)據(jù)的光信號(hào)可以彼此更靠近地在光譜上間隔開。由于期望在大范圍變化的距離上發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)超級(jí)信道的抵達(dá)距離(reach)要求可能會(huì)發(fā)生變化。于是，對(duì)每個(gè)超級(jí)信道，能夠在發(fā)射器和接收器處使用通過單個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)變化距離優(yōu)化的多種調(diào)制格式是有利的。進(jìn)ー步地，高效網(wǎng)絡(luò)較佳地能夠在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)期望的性能實(shí)現(xiàn)多個(gè)超級(jí)信道的靈活路由、交換和互連。因?yàn)楦鶕?jù)本公開的一方面的光通信系統(tǒng)可以在系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)處具有有限的互連容量，因此期望每個(gè)超級(jí)信道承載固定的最大數(shù)據(jù)容量，例如，以保證在任何給定時(shí)刻，互連容量不會(huì)被多個(gè)互連超級(jí)信道的總?cè)萘砍^。此外，為簡化網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送節(jié)點(diǎn)的硬件實(shí)現(xiàn)，每個(gè)超級(jí)信道中載波的數(shù)量和每個(gè)載波的比特率較佳地相對(duì)于變化的調(diào)制格式保持不變。于是，依照一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)所選調(diào)制格式對(duì)每個(gè)載波或者光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使得每個(gè)光信號(hào)或載波的波特率或碼元率可以變化以便，例如，為每個(gè)超級(jí)信道提供恒定的最大容量數(shù)據(jù)率或整體數(shù)據(jù)率。于是，光信號(hào)或者載波的數(shù)量、每個(gè)光信號(hào)的調(diào)制格式和每個(gè)光信號(hào)的波特率或碼元率被選擇成使得整體上，超級(jí)信道的總數(shù)據(jù)率基本保持固定。例如，對(duì)于給定數(shù)量的以特定調(diào)制格式調(diào)制的光信號(hào)，可以為每個(gè)載波選擇特定的碼元率來為超級(jí)信道提供整體數(shù)據(jù)率，而對(duì)于相同給定數(shù)量的以不同調(diào)制格式調(diào)制的光信號(hào)，可以替換地提供不同的碼元率來為超級(jí)信道提供相同的整體數(shù)據(jù)率。因此，可以提供相同的總超級(jí)信道數(shù)據(jù)率，使得可以對(duì)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行處理或交換，而不必考慮系統(tǒng)參數(shù)，諸如色散、損耗、非線性效應(yīng)或其他可能影響光信號(hào)數(shù)據(jù)率的參數(shù)。于是，依照本公開，為了同時(shí)滿足網(wǎng)絡(luò)和用戶的需求，每個(gè)超級(jí)信道可以支持用于預(yù)定數(shù)量的載波的一系列調(diào)制格式，這些載波優(yōu)選用于所需性能。為了保持超級(jí)信道的恒定容量，超級(jí)信道中每個(gè)載波的波特率或碼元率根據(jù)調(diào)制格式而變化。因此，每個(gè)超級(jí)信道的所占用光學(xué)帶寬可以隨著所選調(diào)制格式而有效變化，從而使每個(gè)超級(jí)信道的所占用的光譜帶寬最小化。相應(yīng)地，每個(gè)超級(jí)信道的有效載波規(guī)劃可以在最大化光譜效率的同時(shí)，提供對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和用戶需求而優(yōu)化的恒定數(shù)據(jù)率或數(shù)據(jù)容量。現(xiàn)在詳細(xì)參考在附圖中示出的本公開的示例性實(shí)施例。只要有可能，在整個(gè)附圖中使用相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似的部分。圖Ia示出了光通信系統(tǒng)100。如圖所示，光通信系統(tǒng)100包括多個(gè)互連的節(jié)點(diǎn)NI至N14，例如它們可以橫跨美國。每個(gè)節(jié)點(diǎn)，如NI至N14，可以能夠進(jìn)行高容量WDM光學(xué)傳送和數(shù)字分插(add/drop)靈活性，以復(fù)用穿越光通信系統(tǒng)100的多個(gè)光信號(hào)。光信號(hào)優(yōu)選地根據(jù)多個(gè)超級(jí)信道，例如SCI、SC2和SC3，進(jìn)行分組。每個(gè)節(jié)點(diǎn)NI至N14優(yōu)選地使用以下討論的示例性系統(tǒng)和方法在光通信系統(tǒng)100中發(fā)送和接收超級(jí)信道，SC1、SC2和SC3。以下討論的示例性系統(tǒng)和方法使節(jié)點(diǎn)NI至N14能夠?qū)幕ミB的節(jié)點(diǎn)接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換到電域以便處理，之后將電信號(hào)轉(zhuǎn)換回光信號(hào)以便轉(zhuǎn)發(fā)到其他互連節(jié)點(diǎn)。于是，由電子器件和過程，而不是復(fù)雜的光器件，使能每個(gè)節(jié)點(diǎn)NI至N14的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)功能。相應(yīng)地，伴隨節(jié)點(diǎn)的光 學(xué)帶寬能夠因此被容易、有效地管理，以最大化服務(wù)靈活性，實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性并簡化網(wǎng)絡(luò)工程和操作。示例性光通信系統(tǒng)100能夠通過在網(wǎng)絡(luò)中需要接入的任何地方部署節(jié)點(diǎn)NI至N14來實(shí)現(xiàn)。一些節(jié)點(diǎn)，諸如圖Ia中所示的節(jié)點(diǎn)N2，甚至可以被實(shí)現(xiàn)用于簡化路由或者將一個(gè)或多個(gè)超級(jí)信道，SCI、SC2和SC3，傳遞到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)，而不對(duì)超級(jí)信道承載的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以下進(jìn)一步討論節(jié)點(diǎn)NI至N14中實(shí)現(xiàn)的一些示例性系統(tǒng)和方法。圖2a示出了發(fā)送節(jié)點(diǎn)11和接收節(jié)點(diǎn)18之間，例如節(jié)點(diǎn)NI和N3之間，提供的光學(xué)鏈路110，作為依照本公開的一方面的光通信系統(tǒng)100的一部分。發(fā)送節(jié)點(diǎn)11 (此例中的NI)可以包括多個(gè)發(fā)射器塊(Tx模塊)12-1至12-n。任何其余節(jié)點(diǎn)N2至N14中也可以設(shè)置相同或相似的發(fā)射器塊。發(fā)射器塊12-1至12-n中的每一個(gè)接收多個(gè)數(shù)據(jù)或信息流，數(shù)據(jù)-I至數(shù)據(jù)-n，中相應(yīng)的一個(gè)，并且響應(yīng)于這些數(shù)據(jù)流中相應(yīng)的一個(gè)，發(fā)射器塊12-1至12-n的每一個(gè)將光信號(hào)或載波的組或波帶輸出到組合器或復(fù)用器14。相應(yīng)地，在示例性實(shí)施例中，每個(gè)發(fā)射器塊12-1至12-n輸出包含多個(gè)子波長信道或光載波的波帶的超級(jí)信道，如圖Ib所示。每個(gè)超級(jí)信道承載信息流或分別與數(shù)據(jù)流(數(shù)據(jù)-I至數(shù)據(jù)-η)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。每個(gè)組或波帶中包含的光信號(hào)或載波以國際電信聯(lián)盟(ITU)標(biāo)準(zhǔn)指定的波長為中心。可選地，光信號(hào)或載波的波帶靈活地以優(yōu)化在光通信系統(tǒng)100中發(fā)送的多個(gè)超級(jí)信道的占用光譜帶寬的波長為中心。如圖Ib所示，多個(gè)光信號(hào)或載波λ 1，I到λ 1，10被分組或結(jié)合在一起，以形成超級(jí)信道SCI。SCl的每個(gè)載波λ ，ι到λ 1，10可以被視為圍繞標(biāo)識(shí)超級(jí)信道SCl的中心波長λ I而結(jié)合的子波長信道。如圖所示，在示例性實(shí)施例中，多個(gè)子波長信道λ 1，1到λ 1，10非?？拷虮惠^小地間隔開，從而優(yōu)化該超級(jí)信道SCl的占用帶寬BW1。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)載波以恒定或固定的間隔隔開。換句話說，如圖Ib所示，中心波長λ1，1和λ 1，2之間的相應(yīng)頻率間隔，示為Λ f，與該超級(jí)信道中每個(gè)其他載波之間的相同。因此，各個(gè)載波被稱為彼此之間具有Af的周期性或固定間隔。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)其他超級(jí)信道的多個(gè)載波可具有基于具體實(shí)施例的不同固定間隔。復(fù)用器14 (例如依據(jù)本實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)濾光器或?qū)拵ЫM合器)將光信號(hào)組或超級(jí)信道的每ー個(gè)合成到光通信路徑16上，而不管波長。該復(fù)用器14優(yōu)選地將超級(jí)信道和相鄰超級(jí)信道間的光譜間隔或保護(hù)帶(圖Ib中所示的GBl和GB2)組合在一起，該光譜間隔或保護(hù)帶使得在接收節(jié)點(diǎn)18處使用光學(xué)解復(fù)用器20能夠?qū)M合的超級(jí)信道進(jìn)行可靠的解復(fù)用。優(yōu)選地，在與包含發(fā)送節(jié)點(diǎn)11的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)(例如本實(shí)施例中的節(jié)點(diǎn)N3)互連的節(jié)點(diǎn)NI到N14中的任意一個(gè)中設(shè)置接收節(jié)點(diǎn)18。光通信路徑16包括，例如，一段或多段光纖和光放大器來對(duì)發(fā)送的光信號(hào)的功率進(jìn)行光放大或提高。在一些實(shí)施例中，解復(fù)用器20可以被波長選擇開關(guān)(WSS) 21替代，如圖2b中所示。按照一般的理解并根據(jù)系統(tǒng)需求，WSS 21可以被配置為從第一端ロ 21-1輸出來自路徑16的波長在第一范圍或光學(xué)帶寬內(nèi)的第一超級(jí)信道，并從第二端ロ 21-2輸出波長在第ニ范圍內(nèi)的第二超級(jí)信道。依照本公開，從端ロ 21-1和21-n中的一或兩個(gè)提供具有關(guān)聯(lián)帶寬的附加光信號(hào)或超級(jí)信道，以最大化從每個(gè)端ロ提供的光信號(hào)或超級(jí)信道的數(shù)量。WSS21優(yōu)選地用在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，例如N2中，用于在節(jié)點(diǎn)NI和N3之間路由一個(gè)或多個(gè)超級(jí)信道。WSS 21還可以用于例如復(fù)用、插入或撤下來自其他節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)超級(jí)信道。根據(jù)ー些實(shí)施例，WSS 15也可以代替圖2a中所示的復(fù)用器14。WSS 15被配置為在第一端ロ 15_1接 收波長在第一范圍或光學(xué)帶寬內(nèi)的第一超級(jí)信道，并將它與在第二端ロ 15-n接收的波長在第二范圍內(nèi)的第二超級(jí)信道相組合。然后可以將組合的超級(jí)信道輸出到路徑16。如圖2a進(jìn)ー步所示，提供了包括光學(xué)解組合器或解復(fù)用器20的接收節(jié)點(diǎn)18 (此例中的節(jié)點(diǎn)N3)，例如其可以包括一個(gè)或多個(gè)濾光器。光學(xué)解復(fù)用器20將所接收光信號(hào)的每個(gè)超級(jí)信道或每個(gè)組提供給接收器塊(Rx塊)22-1到22-n的相應(yīng)之一。進(jìn)而，接收器塊22-1到22-n中的每ー個(gè)響應(yīng)于該光信號(hào)提供數(shù)據(jù)或信息流(數(shù)據(jù)-I到數(shù)據(jù)_n)的相應(yīng)副本。應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)射器塊12-1到12-n中的每ー個(gè)具有相同或相似的結(jié)構(gòu)，并且接收器塊22-1到22-n中的每ー個(gè)具有相同或相似的結(jié)構(gòu)。如圖Ia所示，每個(gè)節(jié)點(diǎn)NI到N14可以與光通信系統(tǒng)100中的多個(gè)其他節(jié)點(diǎn)互連。因此，節(jié)點(diǎn)NI到N14中的一些可以被配置為發(fā)送并從光通信系統(tǒng)100中的其他節(jié)點(diǎn)接收光信號(hào)或超級(jí)信道SC1、SC2和SC3。圖2c示出了依照本公開的另ー個(gè)光學(xué)鏈路110’的示例性實(shí)施例，其中節(jié)點(diǎn)包括發(fā)射器塊和接收器塊。如圖2c所示，通信系統(tǒng)110’包括第一機(jī)架、機(jī)柜、機(jī)箱或殼體11’，其包括多個(gè)發(fā)射器塊(Tx塊)12-1到12-n和多個(gè)接收器塊(Rx塊)42-1到42_n。與上述類似，發(fā)射器塊12-1到12-n中的每ー個(gè)接收多個(gè)數(shù)據(jù)或信息流(數(shù)據(jù)-I到數(shù)據(jù)_n)中相應(yīng)的ー個(gè)，響應(yīng)于這些數(shù)據(jù)流中的相應(yīng)的ー個(gè)，發(fā)射器塊12-1到12-n中的每ー個(gè)可以將光信號(hào)或超級(jí)信道的組輸出到組合器或復(fù)用器14，其將多個(gè)超級(jí)信道一起復(fù)用到光通信路徑16上。如圖所不，光通信路徑16可以包括一段或多段光纖和光放大器101、169和103,例如,對(duì)發(fā)送的光信號(hào)的功率進(jìn)行光放大或提高。如圖2c中進(jìn)ー步所示，通信系統(tǒng)110’包括第二機(jī)架、機(jī)柜、機(jī)箱或殼體18’，其包括多個(gè)接收器塊22-1到22-n和多個(gè)發(fā)射器塊32-1到32_n。光學(xué)組合器或解復(fù)用器20可以包括例如一個(gè)或多個(gè)濾光器，并將每組所接收光信號(hào)提供給接收器塊(Rx塊)22-1到22-n中相應(yīng)之一。進(jìn)而，接收器塊22-1到22-n中的每ー個(gè)響應(yīng)于該光信號(hào)提供數(shù)據(jù)或信息流(數(shù)據(jù)-I到數(shù)據(jù)_n)的相應(yīng)副本。發(fā)射器塊32-1到32-n和復(fù)用器30與殼體11’中設(shè)置的發(fā)射器塊12-1到12-n和復(fù)用器14的功能類似，從而經(jīng)由圖Ia中所示的互連節(jié)點(diǎn)NI到N14之間的通信路徑19提供雙向通信。相應(yīng)地，接收器塊42-1到42-n和解復(fù)用器44也分別與接收器塊22-1到22-n和解復(fù)用器20的功能類似。如圖所示，光通信路徑19還可以包括例如一斷或多段光纖和光放大器163、109和107,以對(duì)所發(fā)送光信號(hào)的功率進(jìn)行光放大或提升。如圖2b所示，復(fù)用器14、30和解復(fù)用器20、44可以分別由可編程的WSS15和21代替。圖3a更詳細(xì)地示出了發(fā)射器塊中的ー個(gè)12-1。發(fā)射器塊12_1可以包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，其包括電路或電路塊CBl-I到CB1-10，其中的每ー個(gè)被配置用于接收，例如，數(shù)據(jù)-I中的相應(yīng)部分，并將輸出或電信號(hào)202-1至202-10中相應(yīng)之ー提供給電路，例如專用集成電路(ASIC) 204。ASIC 204包括電路塊CB2-1到CB2-10，其將相應(yīng)輸出或電信號(hào)204-1到204-10供給設(shè)置在發(fā)射光子集成電路(PIC) 206上的光源OS-I到0S-10。光源OS-I到0S-10和復(fù)用器208可以設(shè)置在例如基板205上?；?05可以包括磷化銦或其他半導(dǎo)體材料。此外，可以理解，光源OS-I到0S-10和復(fù)用器208可以設(shè)置為離散組件，而不是集成到基板205上作為PIC 206。可選地，在組件既不集成在ー個(gè)基板上也不作為離 散設(shè)備提供的混合方案中，在第一基板上提供所選的組件，而在ー個(gè)或多個(gè)附加基板上提供其他組件。如圖3a進(jìn)ー步所示，光源OS-I到0S-10中的每ー個(gè)分別提供具有波長入1，I到入1，10的已調(diào)制子波長光信號(hào)或載波中相應(yīng)的ー個(gè)。如下文進(jìn)ー步參考圖5所討論的，在一個(gè)實(shí)施例中，輸出自O(shè)S-I到0S-10的已調(diào)制子波長光信號(hào)可以被偏振復(fù)用。然后偏振復(fù)用的光信號(hào)可以由復(fù)用器或組合器208(諸如寬帶組合器)組合到包括由輸出206-1提供的由入I表示的超級(jí)信道的光信號(hào)波帶或組中，也參見附圖lb。優(yōu)選地在示例性實(shí)施例中使用光寬帶組合器208，因?yàn)椋缦逻M(jìn)ー步描述的，多個(gè)載波\ 1，I到\ 1，10的波特率和光譜帶寬根據(jù)用于該載波的調(diào)制格式而變化。因?yàn)槭纠詫?shí)施例中的PIC 206優(yōu)選地支持多種調(diào)制格式，寬帶組合器208被用來對(duì)于每種調(diào)制格式組合多個(gè)載波。如果對(duì)于每種調(diào)制格式，多個(gè)載波、1，1到、1,10的波特率或光譜帶寬恒定，那么基于濾波器的復(fù)用器(例如已知的陣列波導(dǎo)光柵AWG)可以代替該寬帶組合器208。盡管圖3a示出了 10個(gè)電路塊CBトI到CB1-10U0個(gè)電路塊CB2-1到CB2-10和10個(gè)光源OS-I到0S-10，但是可以理解，可以提供任何適當(dāng)數(shù)量的這種電路塊和光源。例如，根據(jù)依照為超級(jí)信道的每個(gè)載波選定的調(diào)制格式使用的子波長載波的數(shù)量，確定電路塊的適當(dāng)數(shù)量，如下文將進(jìn)ー步討論的。圖3b示出了依照本公開ー個(gè)方面的PIC 206’的可選實(shí)施例。如圖3b進(jìn)ー步所不，光源OS-I到0S-10中的姆ー個(gè)可以向波長復(fù)用電路208’提供相應(yīng)的已調(diào)制光信號(hào)對(duì)(例如，A 1,1TE,入1，1TE， 入1,10TE,入1，10TE’對(duì)中相應(yīng)ー對(duì))。通常，給定對(duì)中的每個(gè)光信號(hào)具有相同或基本相同的波長，例如，光信號(hào)入I, ITE和入1,1TE’中的姆ー個(gè)具有波長入1，1。在一個(gè)實(shí)施例中，光信號(hào)入1，1TE到入1，IOTE的每ー個(gè)被波長復(fù)用電路208’復(fù)用為第一 WDM輸出290，光信號(hào)入1，1TE’到入1，10TE’的每ー個(gè)被復(fù)用為第二 WDM輸出291。波長復(fù)用電路208’可以包括一個(gè)或多個(gè)寬帶功率組合器。第一(290)和第二(291) WDM輸出可以被提供給偏振復(fù)用電路295，包括例如偏振光束組合器。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 WDM輸出290可以具有橫向電場(TE)偏振并通過偏振保持光纖提供給偏振復(fù)用電路295,使得第一 WDM輸出290上姆個(gè)光信號(hào)的偏振都在到偏振復(fù)用電路295的輸入上具有TE偏振。當(dāng)從波長復(fù)用器208’輸出時(shí)，第二 WDM輸出291也可以具有TE偏振，但是第二 WDM輸出291可以被提供給第二偏振保持光纖，該光纖以以下方式被扭絞第二 WDM輸出291中每個(gè)光信號(hào)的偏振被旋轉(zhuǎn)例如，90度。相應(yīng)地，當(dāng)被提供給偏振復(fù)用電路295時(shí)，每個(gè)這樣的光信號(hào)可以具有橫向磁場(TM)偏振。進(jìn)而，偏振復(fù)用電路295將兩個(gè)WDM光輸出相組合以提供包括載波入1，I到X 1，10的波長為\ I的偏振復(fù)用WDM光信號(hào)或超級(jí)信道。圖3b所示的PIC 206’的上述功能在申請(qǐng)?zhí)枮?2/981，835，題為“用于光發(fā)射器本地優(yōu)化的方法和裝置(Method and Apparatus For Local Optimization of an OpticalTransmitter)”，2010年12月30日提交的美國專利申請(qǐng)中有更詳細(xì)的描述，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。圖4a更加詳細(xì)地示出了 DSP 202的電路塊CB1-1和ASIC 204的電路塊CB2-1。數(shù)據(jù)-I的第一部分可以在DSP電路202(此處也稱為“DSP”)內(nèi)處理并提供到另外的電路，例如數(shù)字濾波器302，而數(shù)據(jù)-I的第二部分可以在DSP 202內(nèi)處理并提供到數(shù)字濾波器304。 運(yùn)行數(shù)字濾波器302和304以使得，例如由光源0S-1提供的經(jīng)調(diào)制光信號(hào)具有期望的光譜形狀或帶寬。如上所述，為了減少與相鄰信道的干擾，這樣的光譜整形是期望。在一個(gè)實(shí)施例中，DSP 202及濾波器302和304以給定的第一樣本或采樣速率或數(shù)據(jù)率對(duì)第一和第二數(shù)據(jù)部分的樣本(“第一樣本”)進(jìn)行操作。數(shù)字濾波器302和304包括已知的由快速傅立葉變換(FFT)實(shí)現(xiàn)的升余弦濾波器。而且，根據(jù)通常的理解，數(shù)字濾波器302和304具有關(guān)聯(lián)的“滾降”系數(shù)(a) (roll-offfactor)。然而，依照本公開，這種“滾降”是可以響應(yīng)于濾波器302和304的不同控制輸入可調(diào)整或改變。這種可調(diào)整的滾降得到具有可變或可調(diào)諧帶寬的數(shù)字濾波器302和304，該帶寬依據(jù)在超級(jí)信道上采用的調(diào)制格式支持載波的可變帶寬。應(yīng)當(dāng)理解控制輸入可以是提供給濾波器302和304的任何適當(dāng)?shù)男盘?hào)、信息或數(shù)據(jù)，使得“滾降”響應(yīng)于這些信號(hào)、信息和數(shù)據(jù)而改變。由濾波器302和304提供的經(jīng)濾波的輸出(電信號(hào))或經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)被提供給FIFO和內(nèi)插濾波器(電路)塊306和308。如下文更詳細(xì)的描述，這些電路塊對(duì)第一樣本進(jìn)行內(nèi)插，并以通常比第一采樣速率或數(shù)據(jù)率更高的第二采樣速率或數(shù)據(jù)率輸出經(jīng)濾波數(shù)據(jù)的第二樣本。FIFO和內(nèi)插濾波器306分別將數(shù)據(jù)樣本202-la和數(shù)據(jù)樣本202_lb輸出到DAC 310和312，F(xiàn)IFO和內(nèi)插濾波器308分別將樣本202-lc和202-ld輸出到DAC 314和316。下文將參考圖4b描述提供樣本202-Ia的FIFO和內(nèi)插電路或“內(nèi)插電路” 306的一部分。內(nèi)插電路306包括濾波器，如多相濾波器(不過可以被另ー種已知濾波器替代，諸如有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器)和存儲(chǔ)器，如先入先出存儲(chǔ)器(FIF0)404。盡管圖4b中的存儲(chǔ)器以FIFO作為示例示出，但是該存儲(chǔ)器可以包括其他合適的存儲(chǔ)器。內(nèi)插電路306還可以包括壓控振蕩器(VCO)408，以及時(shí)鐘分頻器電路406。VCO 408向DAC 310和時(shí)鐘分頻器電路406提供時(shí)鐘信號(hào)clkl，并被用于控制FIFO 404的輸出。進(jìn)而，時(shí)鐘分頻器電路406輸出時(shí)鐘信號(hào)clk2，其比時(shí)鐘信號(hào)clkl更慢或者具有比時(shí)鐘信號(hào)clkl更低的時(shí)鐘速率。在運(yùn)行中，將更慢的時(shí)鐘信號(hào)clk2提供給濾波器302，以使濾波器302在本實(shí)施例中，在時(shí)鐘信號(hào)clk2的每個(gè)周期輸出64個(gè)樣本。多相濾波器402接收從濾波器302輸出的樣本，并在時(shí)鐘信號(hào)clk2的每個(gè)周期向FIFO 404輸出96個(gè)經(jīng)內(nèi)插的樣本。FIFO 404的輸入以與時(shí)鐘信號(hào)clk2關(guān)聯(lián)的速率接收這96個(gè)樣本。然而，在FIFO 404的輸出處，這些樣本(202-la)以與時(shí)鐘信號(hào)clkl相關(guān)聯(lián)的更高時(shí)鐘速率輸出到DAC 310。此處，時(shí)鐘信號(hào)clkl的時(shí)鐘速率是時(shí)鐘信號(hào)clk2的時(shí)鐘速率的3/2。因此，盡管有I. 5倍數(shù)量的樣本被輸入到FIFO 404，這些樣本以I. 5倍于其輸入到FIFO 404的速率從FIFO 404輸出。結(jié)果，出入FIFO 404的數(shù)據(jù)樣本的凈流量可能相同。相應(yīng)地，如上所述，DAC 310可以以比濾波器302更高的采樣速率或數(shù)據(jù)率運(yùn)行。即，依照本公開的一方面，數(shù)據(jù)被“上采樣”。然而，注意到本公開不限于上述討論的樣本數(shù)量、采樣速率、時(shí)鐘和時(shí)鐘速率。此夕卜，與圖4a所示類似的FIFO和內(nèi)插濾波器306中的其他電路可以向DAC 312提供更高速率的樣本。進(jìn)ー步，應(yīng)當(dāng)理解FIFO和內(nèi)插濾波器308可以具有與FIFO和內(nèi)插濾波器306相同或相似的結(jié)構(gòu)。FIFO和內(nèi)插濾波器(電路)塊306和308的附加和詳細(xì)的功能和配置及發(fā)送節(jié)點(diǎn)11和接收節(jié)點(diǎn)18的其他功能在2010年6月I日提交的題為“用于對(duì)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器 的輸出進(jìn)行內(nèi)插的方法、系統(tǒng)和裝置(Method, System, And Apparatus For InterpolatingAn Output Of An Analog-To-Digital Converter)，，的美國專利申請(qǐng) No. 12/791，694, 2010年10月5日提交的題為“具有可變信道間隔的波分復(fù)用光通信系統(tǒng)(Wavelength DivisionMultiplexed Optical Communication System Having Variable Channel Spacingsノ ” 白勺美國專利申請(qǐng)No. 12/897，784，以及上述提到的美國專利申請(qǐng)No. 12/981,835中更詳細(xì)地進(jìn)行了描述，每個(gè)申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。返回到圖4a，響應(yīng)于來自電路306的輸出數(shù)據(jù)樣本202-la和202-lb，DAC 310和312輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)，并且響應(yīng)于從電路308接收的樣本202-lc和202_ld，DAC 314和316輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)。從DAC 310和312輸出的模擬信號(hào)由低通或修平濾波器318和320濾波，從而消除、阻塞或基本上衰減這些模擬信號(hào)中的較高頻率成分。這些高頻成分或諧波與由DAC 310和312執(zhí)行的采樣相關(guān)聯(lián)，被歸結(jié)為已知的“混疊”。從DAC 314和316輸出的模擬信號(hào)由修平濾波器322和324進(jìn)行類似的濾波。從修平濾波器318、320、322和324輸出的經(jīng)濾波的模擬信號(hào)隨后可以被饋送到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器電路326、328、330和332，其提供具有用于驅(qū)動(dòng)存在于PIC 206中的調(diào)制器的期望電流和/或電壓的調(diào)制器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如下文參考圖5更詳細(xì)地討論的。圖5更詳細(xì)地示出了光源0S-1。應(yīng)當(dāng)理解其余光源0S-2到0S-10具有與光源0S-1相同或相似的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地在基板205上提供光源0S-1，包括向至少四(4)個(gè)調(diào)制器506、512、526和530提供光的激光器508，諸如分布式反饋激光器(DFB)。DFB 508將波長為入1，I的連續(xù)波(CW)光輸出到具有輸入端ロ以及第一和第二輸出端ロ 510a和510b的雙輸出分束器或耦合器510 (例如3db耦合器)。通常，光源0S-1的不同組件使用波導(dǎo)連接，波導(dǎo)可能是偏振相關(guān)的。耦合器510的第一輸出510a將CW光提供給調(diào)制器506和調(diào)制器512。類似地，第二輸出510b耦合到調(diào)制器526和調(diào)制器530。調(diào)制器506、512、526和530是例如馬赫曾德(Mach Zender, MZ)調(diào)制器。每個(gè)MZ調(diào)制器從DFB 508接收CW光并將光在兩(2)個(gè)臂或路徑之間分束。MZ調(diào)制器的一個(gè)或兩個(gè)路徑中的施加電場產(chǎn)生折射率的變化，使得從該MZ調(diào)制器輸出的光的相位相對(duì)于輸入到該MZ調(diào)制器的光發(fā)生移動(dòng)或者改變。因此，基于從驅(qū)動(dòng)器電路326、328、330和332提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的適當(dāng)電場改變可以導(dǎo)致從各自MZ調(diào)制器輸出的光的期望相位變化。根據(jù)期望的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)器電路326、328、330和332能夠控制調(diào)制器506、512、526和530以根據(jù)多個(gè)調(diào)制格式，諸如偏振復(fù)用相移鍵控(PM-QPSK)，和其他的正交調(diào)幅(QAM)格式，諸如PM-8QAM、PM-16QAM或PM-32QAM，對(duì)來自DFB 508的輸入光進(jìn)行調(diào)制。來自MZ調(diào)制器512的已調(diào)制光信號(hào)被提供給將信號(hào)的相位移動(dòng)90° (/2)以產(chǎn)生同相(I)或正交(Q)分量之一的移相器514。從移相器514輸出的信號(hào)與來自MZ調(diào)制器506的包括I和Q組分中的另ー個(gè)的已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)相組合。類似地，MZ調(diào)制器526輸出已調(diào)制光信號(hào)作為I和Q分量中的ー個(gè)，而MZ調(diào)制器530通過將輸入信號(hào)的相位移動(dòng)90° 0/2)的移相器528輸出I和Q分量的另ー個(gè)。偏振旋轉(zhuǎn)器524可選地設(shè)置在f禹合器510和調(diào)制器526、530之間。偏振旋轉(zhuǎn)器524可以是雙端ロ設(shè)備，將傳播通過該設(shè)備的光的偏振旋轉(zhuǎn)特定角度，通常是90°的奇數(shù)倍?？蛇x地，偏振旋轉(zhuǎn)器536可以如圖設(shè)置在調(diào) 制器526、530的組合輸出處。在這種情況下，偏振旋轉(zhuǎn)器536對(duì)來自MZ調(diào)制器526和530的已調(diào)制信號(hào)都進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而不是旋轉(zhuǎn)調(diào)制前來自DFB 508的CW信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，例如在圖3a中所示，將來自MZ調(diào)制器526和530的經(jīng)組合的已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)提供給偏振光束組合器(PBC) 538的輸入端，其將來自MZ調(diào)制器526和530的兩個(gè)已調(diào)制信號(hào)與來自MZ調(diào)制器506和512的另兩個(gè)已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行組合或偏振復(fù)用，并輸出具有波長入1，I的偏振復(fù)用光信號(hào)。以這種方式,ー個(gè)DFB激光器508可以向4個(gè)単獨(dú)的MZ調(diào)制器506、512、526和530提供CW信號(hào)，用于通過使用傳送信號(hào)的相移或偏振旋轉(zhuǎn)來調(diào)制子波長信道?？蛇x地，可以對(duì)調(diào)制器使用多個(gè)CW光源，這可能會(huì)增加設(shè)備復(fù)雜度、芯片基板面、功率要求和相關(guān)的制造成本。依照本公開的OS-I的附加功能和可替換實(shí)施例在上述結(jié)合的美國專利申請(qǐng)No. 12/897，784和12/981,835中有進(jìn)ー步說明。來自PBC 538的偏振復(fù)用輸出，連同來自其余光源0S-2到0S_n的具有波長入1，2到入1，n的偏振復(fù)用輸出，可以提供給圖3a中的復(fù)用器208。如上所述的復(fù)用器208可以包括寬帶組合器，將光信號(hào)組提供給復(fù)用器14 (見圖2a)?？蛇x地，如參考圖3b所討論的，可以用PIC 206’上設(shè)置的波長復(fù)用器208’先對(duì)OS-I到OS-n的輸出進(jìn)行復(fù)用，然后用偏振復(fù)用電路295對(duì)PIC 206’的輸出進(jìn)行偏振復(fù)用?？梢岳斫猓嬖谟诎l(fā)射器塊12-2到12-n中每ー個(gè)的PIC 206或206’以相似的方式運(yùn)行，并包括與上述討論并參考附圖3a、3b和5所示的PIC 206和PIC 206，相似的結(jié)構(gòu)。PIC 206包括設(shè)置在基板205上的多個(gè)光源0S_1到0S_n的上述實(shí)施例使得示例性實(shí)施例能夠?yàn)槊總€(gè)超級(jí)信道將子波長載波入1，I到X 1，10在光譜上靠近地間隔開。保持每個(gè)載波間的最佳或最小光譜間隔部分地取決于為每個(gè)光源OS-n提供的DFB激光器508的穩(wěn)定性以及發(fā)送節(jié)點(diǎn)11及接收節(jié)點(diǎn)18中的光譜整形濾波器302、304和830、832的可保持性。應(yīng)當(dāng)理解，環(huán)境條件，特別是溫度變化，可以嚴(yán)重影響DFB激光器的穩(wěn)定性。因?yàn)樵赑IC 206上設(shè)置多個(gè)DFB激光器508作為每個(gè)光源0S_n的一部分，可以嚴(yán)格控制每個(gè)光源OS-n的環(huán)境條件。因此，可以穩(wěn)定DFB激光器508，使得它們可以精確地在期望的密集間隔子波長處輸出光信號(hào)，以便優(yōu)化超級(jí)信道的帶寬，同時(shí)能夠在接收節(jié)點(diǎn)18處實(shí)現(xiàn)可靠檢測。
如上所述，示例性實(shí)施例中的每個(gè)超級(jí)信道優(yōu)選地使用提供恒定比特率的恒定數(shù)量載波而不考慮調(diào)制格式，以便實(shí)現(xiàn)恒定的最大數(shù)據(jù)容量。因此，包括在PIC 206、206’中的光源OS-n的數(shù)量由用于超級(jí)信道的載波數(shù)量確定。如上所述，在超級(jí)信道中設(shè)置相同數(shù)量的載波，而不管為超級(jí)信道選擇的調(diào)制格式。因此，為了保持恒定的固定容量，多個(gè)載波中每ー個(gè)的碼元率或波特率將根據(jù)使用的調(diào)制格式而變化。每個(gè)載波的光譜帶寬與該載波的波特率或碼元率有夫，從而波特率根據(jù)調(diào)制格式改變，光譜寬度也是如此。相應(yīng)地，為了PIC 206、206’支持使用恒定數(shù)量載波的多種調(diào)制格式，每個(gè)載波的每個(gè)DFB激光器508應(yīng)當(dāng)在寬頻率范圍上可調(diào)諧以支持每個(gè)載波的變化光譜寬度。例如，根據(jù)如下文參考圖10a、IOb和IOc討論的一個(gè)實(shí)施例，DFB激光器508優(yōu)選地在90GHz上可調(diào)諧。換句話說，DFB激光器可以支持的頻率范圍在期望的90GHz光譜內(nèi)。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，波長鎖定電路550，如圖5所示，根據(jù)已知的波長鎖定方法運(yùn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，ー個(gè)或多個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)具551可以與波長鎖定電路550結(jié)合使用以調(diào)諧DFB激光器508來提供波長與期望的載波波長相一致的光信號(hào)。已經(jīng)獲知，標(biāo)準(zhǔn)具表現(xiàn)出周期性的光傳輸特性，并且標(biāo)準(zhǔn)具由自由光譜范圍(FSR)或該標(biāo)準(zhǔn)具傳輸譜的ー對(duì)相 鄰峰值之間的光頻率距離來表征。標(biāo)準(zhǔn)具的FSR是周期性的，因此可以提供單個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)具551以基本上將多個(gè)DFB激光器508中的每ー個(gè)(每個(gè)載波ー個(gè))鎖定在各自周期性的波長上。因?yàn)樵谑纠詫?shí)施例中的各個(gè)載波優(yōu)選地均勻或周期性地隔開，從而可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具以控制光源OS-n中的每個(gè)DFB激光器508。在另ー個(gè)實(shí)施例中，可以使用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具來根據(jù)多個(gè)變化的載波間隔鎖定多個(gè)激光器508。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具可被選擇為具有對(duì)于為超級(jí)信道選擇的多個(gè)調(diào)制格式中的每ー個(gè)，與相鄰載波間的光譜間隔相匹配的FSR。波長鎖定電路550被配置為將電流或電壓信號(hào)輸出到配置為修改或調(diào)整DFB激光器508的操作特性(例如溫度)的調(diào)諧組件552，以輸出期望的頻率或波長?？梢栽谑纠詫?shí)施例中使用的另ー種波長鎖定方法的附加說明在John McNicol于2011年4月I日提交的題為“在多載波光發(fā)射器中控制載波間_的裝置(Apparatus to Control Carrier Spacing in aMulti-Carrier Optical Transmitter) ”的美國專利申請(qǐng)中有更詳細(xì)的描述，該申請(qǐng)的委托律師案卷號(hào)為P350(57915)，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。如上所述，將從發(fā)射器塊12-1輸出的光信號(hào)或超級(jí)信道\ I與從其余發(fā)射器塊12-2到12-n輸出的光信號(hào)或超級(jí)信道入2到Xn組合到光傳輸路徑16上并發(fā)送到接收節(jié)點(diǎn)18(見圖2a)。在接收節(jié)點(diǎn)18，解復(fù)用器20將輸入信號(hào)分離成光信號(hào)分組或超級(jí)信道入I到入n，使得每個(gè)超級(jí)信道被饋送給接收器塊22-1到22-n中相應(yīng)的ー個(gè)。如上所述，優(yōu)選地以指定的光譜帶寬或保護(hù)帶(圖Ib所示的GBl和GB2)將超級(jí)信道入I到X n間隔開，該光譜帶寬或保護(hù)帶利用圖2b中所示的光學(xué)解復(fù)用器20或可編程波長選擇開關(guān)WSS21能夠?qū)Τ?jí)信道進(jìn)行精確的解復(fù)用。在圖6中更詳細(xì)地示出了接收器塊之一 22-1?？梢岳斫?，其余接收器電路或塊22-2到22-n具有與接收器塊22_1相同或類似的結(jié)構(gòu)。接收器塊22-1包括設(shè)置在基板604上的接收PIC 602。PIC 602包括光功率分配器603，其接收具有波長入1，1到入1，10、以諸如入I為中心的光信號(hào)波帶，并將每個(gè)光信號(hào)(其中每ー個(gè)本身被視為光信號(hào))的經(jīng)功率分配的部分提供給每個(gè)光接收器0R-1到0R-10。進(jìn)而，每個(gè)光接收器0R-1到0R-10將相應(yīng)的輸出提供給ASIC 606的電路塊CB3-1到CB3-10中相應(yīng)的ー個(gè)，電路塊CB3-1到CB3-10的每ー個(gè)將相應(yīng)的輸出提供給DSP 608的電路塊CB4-1到CB4-10中相應(yīng)的ー個(gè)。進(jìn)而，DSP 608響應(yīng)于電路塊CB4-1到CB4-10的輸入，輸出數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)-I)的副本。在圖7中更詳細(xì)地示出了光接收器0R-1。應(yīng)當(dāng)理解，其余的光接收器0R-2到0R-10具有與光接收器OR-I相同或相似的結(jié)構(gòu)。光接收器OR-I可以包括偏振分束器(PBS)702，該分束器可操作用于接收經(jīng)偏振復(fù)用的光信號(hào)入1，1到入1，10并將該信號(hào)分離為X和Y正交偏振，即，分別在光纖介質(zhì)108a和108b上傳輸?shù)妮斎牍庑盘?hào)的光E場矢量分量。然后正交偏振在90度光混合電路(“混合器”)720和724中與來自本地振蕩器(LO)激光器701的波長為入1，I的光混合?；旌想娐?20輸出四個(gè)光信號(hào)Ola、01b、02a、02b,混合電路724輸出四個(gè)光信號(hào)03a、03b、04a和04b，每ー個(gè)代表X(TE)和Y(TM)偏振上光E場的同相和正交分量，并且姆ー個(gè)包括來自本地振蕩器701的光和來自偏振分束器702的光。光信號(hào)Ola、01b、02a、02b、03a、03b、04a和04b被提供給光檢測器電路709、711、713和715中相應(yīng)的ー個(gè)。每個(gè)光檢測器電路包括例如被配置為平衡檢測器的一對(duì)光電ニ極管(例如光電ニ極管709-1和709-2)，每個(gè)光檢測器電路提供電信號(hào)El、E2、E3和E4中相應(yīng) 的ー個(gè)?？蛇x地，每個(gè)光檢測器可以包括一個(gè)光電ニ極管(如光電ニ極管709-1)或單端光電ニ極管。電信號(hào)El到E4表示根據(jù)調(diào)諧到入1，I的LO 701由光混合器720和724提取的入1，I的光信號(hào)所承載的數(shù)據(jù)。例如，這些電信號(hào)可以包括四個(gè)基帶模擬電信號(hào)，該信號(hào)與X和Y偏振的光E場的同相和正交分量成線性比例。與關(guān)于發(fā)送PIC 206的討論類似，每個(gè)光接收器的LO 701可以例如根據(jù)期望的子波長入1，I精確調(diào)諧，以可靠地從接收的超級(jí)信道的其他密集聚集的子波長載波入1，2到入1，10中提取子波長載波入1，1。如上所述，每個(gè)LO 701優(yōu)選地可以在寬頻率范圍上調(diào)諧，以便根據(jù)多種調(diào)制格式之一支持載波的頻率或波長范圍。如圖所示，OR-I優(yōu)選地包括與波長鎖定電路750相結(jié)合的ー個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具751，以及調(diào)諧器件752，它們與上述討論的標(biāo)準(zhǔn)具551、波長鎖定電路550和調(diào)諧器件552的功能類似。圖8更詳細(xì)地示出了電路或電路塊CB3-1和CB4-1。應(yīng)當(dāng)理解，ASIC 606的其余電路塊CB3-2到CB3-10具有與電路塊CB3-1類似的結(jié)構(gòu)并以與電路塊CB3-1類似的方式運(yùn)行。而且，應(yīng)當(dāng)理解，DSP 608的其余電路塊CB4-2到CB4-10具有與電路塊CB4-1類似的結(jié)構(gòu)并以與電路塊CB4-1類似的方式運(yùn)行。電路塊CB3-1包括已知的跨阻抗放大器和接收電信號(hào)El、E2、E3和E4中相應(yīng)的ー個(gè)的自動(dòng)增益控制(TIA/AGC)電路802、804、806和808。進(jìn)而，電路802、804、806和808將相應(yīng)的電信號(hào)或輸出提供給抗混疊濾波器810、812、814和816中相應(yīng)的ー個(gè)，這些濾波器構(gòu)成進(jìn)一步阻擋、抑制或衰減由于已知“混疊”引起的高頻成分的低通濾波器。然后來自濾波器810、812、814和816的電信號(hào)或輸出被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 818、820、822和824中相應(yīng)的ー個(gè)。ADC 818、820、822和824可以以與上述討論的DAC 310、312、314和316相同或基本相同的采樣速率進(jìn)行采樣。然而優(yōu)選地，電路塊CB4-1和DSP608具有小于DAC采樣速率的關(guān)聯(lián)采樣速率。以這樣的高采樣速率，DSP 608及其相關(guān)聯(lián)電路或多個(gè)電路將消耗額外的功率，需要相對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)。相應(yīng)地，為了減小采樣被提供給DSP 608并由其處理的速率，F(xiàn)IFO內(nèi)插和濾波器電路826和828被實(shí)現(xiàn)為以比與ADC 818,820,822和824相關(guān)聯(lián)采樣速率更低的采樣速率提供樣本。FIFO內(nèi)插和濾波器電路826和828的運(yùn)行和結(jié)構(gòu)與針對(duì)圖4b中的上述發(fā)送節(jié)點(diǎn)中FIFO內(nèi)插和濾波器電路306和308而描述的類似，下面參考圖11進(jìn)行討論。接收節(jié)點(diǎn)中FIFO內(nèi)插和濾波器電路826的附加功能和配置在2010年6月I日提交的題為“用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行內(nèi)插的方法、系統(tǒng)和裝置(Method，System, AndApparatus For Interpolating An Output Of An Analog-To-Digitai Converter)” 的美國專利申請(qǐng)No. 12/791，694中有更詳細(xì)的討論，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。電路826和828的電信號(hào)或輸出被提供給濾波器，如數(shù)字濾波器830和832，濾波器可以通過與以上結(jié)合濾波器302和304(見圖3)的討論相類似的已知方式執(zhí)行光譜整形，以選擇在與濾波器830和832相關(guān)的帶寬內(nèi)的數(shù)據(jù)流、信息流、或數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)或信息流也可以對(duì)應(yīng)于光信號(hào)之一，例如波長為入I，I的光信號(hào)。另外，濾波器電路830和832的輸出隨后被饋送到執(zhí)行均衡、載波恢復(fù)和其他已知解調(diào)任務(wù)的處理器電路834。如上所述，CB4-1然后從接收節(jié)點(diǎn)18輸出數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)-I)的一部分的副本。 如上所述，因?yàn)榭梢栽诿總€(gè)相應(yīng)的0R-n上使用示例性接收器技術(shù)將各個(gè)載波 入1，I到\ 1，10彼此分離，接收節(jié)點(diǎn)18中的電子或數(shù)字濾波器(如濾波器830和832)可以對(duì)由超級(jí)信道波長入I的每個(gè)子波長信道(例如入1，I到入1，10)承載的所需數(shù)據(jù)進(jìn)行電濾波。為了最小化這些數(shù)據(jù)中造成發(fā)送節(jié)點(diǎn)11中混疊的錯(cuò)誤，對(duì)從濾波器302和304輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行上采樣，以使發(fā)送節(jié)點(diǎn)11中的DAC以高于與濾波器302和304關(guān)聯(lián)的采樣速率的采樣速率操作。結(jié)果，高頻諧波和與將要發(fā)送的數(shù)據(jù)相關(guān)的帶寬在光譜上分開，然后這些諧波可以通過例如修平濾波器318和320容易地過濾。因此，在發(fā)送節(jié)點(diǎn)11的上采樣可以便于對(duì)光信號(hào)承載的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和電濾波，而無需對(duì)各個(gè)子波長信道入1，I到XI，10進(jìn)行光學(xué)解復(fù)用。圖9示出了依照本公開的另一方面的光通信鏈路1000的實(shí)例。鏈路1000包括前向糾錯(cuò)(FEC)編碼器電路1004-1到1004-n，對(duì)提供到發(fā)射器塊12_1到12_n的數(shù)據(jù)(如數(shù)據(jù)-I到數(shù)據(jù)-n)進(jìn)行FEC編碼。附加的FEC數(shù)據(jù)可以作為開銷部分與發(fā)送數(shù)據(jù)組合。相應(yīng)地，每個(gè)載波承載的數(shù)據(jù)(凈荷和開銷)的量増加，因此與每個(gè)載波相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、碼元或波特率也増加。在傳播通過鏈路1000后，從發(fā)射器塊12-1到12-n輸出的光信號(hào)所承載的數(shù)據(jù)被根據(jù)接收節(jié)點(diǎn)18的光信道分組而解復(fù)用，并且被處理(如上所述)，然后輸出到FEC解碼器電路1008-1到1008-n。進(jìn)而，F(xiàn)EC解碼器電路1008-1到1008_n解碼接收器塊22-1到22-n的輸出，以提供數(shù)據(jù)-I到數(shù)據(jù)_n的副本。在一個(gè)實(shí)施例中，可以向FEC編碼器電路1004-1提供控制輸入CI-I，以調(diào)節(jié)從其輸出并包含在從發(fā)射器塊12-1輸出的每個(gè)載波中的FEC編碼的量或者糾錯(cuò)位或字節(jié)的數(shù)量。此外，可以向FEC編碼器電路1004-n提供不同的控制輸入CI_n，以控制或調(diào)節(jié)從其輸出并包含在從發(fā)射器塊12-n輸出的每個(gè)幀中的糾錯(cuò)位或字節(jié)的數(shù)量。在另ー實(shí)施例中，從發(fā)射器塊12-1輸出的(以及從FEC編碼器電路1004-1輸出的)每個(gè)載波的糾錯(cuò)位的數(shù)量可以小于從發(fā)射器塊12-n輸出的(以及從FEC編碼器電路1004-n輸出的)姆個(gè)載波中的糾錯(cuò)位的數(shù)量。可以理解，控制輸入可以是提供給編碼器電路的任何合適的信號(hào)、信息或數(shù)據(jù)，使得每個(gè)幀中的糾錯(cuò)位的數(shù)量響應(yīng)于這種信號(hào)、信息或數(shù)據(jù)而改變。依照上述系統(tǒng)和方法，圖Ia所示的光通信系統(tǒng)100可以配置為，例如根據(jù)需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)NI到N14之間發(fā)送多個(gè)超級(jí)信道SCI、SC2和SC3。下文進(jìn)ー步討論用于配置超級(jí)信道SCI、SC2和SC3的載波規(guī)劃的示例性方法。依照一個(gè)實(shí)施例，圖Ia中所示的三個(gè)光信號(hào)或超級(jí)信道SCI、SC2和SC3，每ー個(gè)可以使用不同的調(diào)制格式進(jìn)行調(diào)制。如上所述，光信號(hào)的調(diào)制格式可以基于信號(hào)需要橫跨或傳播的期望抵達(dá)距離或范圍而確定。例如，低階偏振復(fù)用正交相移鍵控(PM-QPSK)調(diào)試格式(每碼元發(fā)送4位，受光通信系統(tǒng)100中的噪聲和過濾效應(yīng)影響較小)可以用于橫跨從節(jié)點(diǎn)NI到N5的長距離的光信號(hào)或超級(jí)信道SCI。更復(fù)雜的調(diào)制格式可以根據(jù)更短傳輸距離使用復(fù)雜度不同的已知高階正交幅度調(diào)制(QAM)技術(shù)。例如，橫跨節(jié)點(diǎn)NI和節(jié)點(diǎn)N4的中等距離的第二超級(jí)信道SC2可以根據(jù)偏振復(fù)用8-QAM(PM-8QAM)以每碼元6比特進(jìn)行調(diào)制。進(jìn)ー步地，橫跨節(jié)點(diǎn)NI和節(jié)點(diǎn)N3的較短距離的第三超級(jí)信道SC3可以根據(jù)偏振復(fù)用16-QAM(PM-16QAM)以每碼元8比特進(jìn)行調(diào)制。任何給定超級(jí)信道需要傳播的距離可以變化，因此有利的是使得硬件(例如圖3a中所示的PIC 206)能夠按需根據(jù)多種調(diào)制格式 產(chǎn)生超級(jí)信道。如上參考圖Ia所討論的，示例性光通信系統(tǒng)100包括彼此互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)NI到N4。在任何一節(jié)點(diǎn)處，從多個(gè)其他節(jié)點(diǎn)接收的多個(gè)超級(jí)信道可以被互連或復(fù)用。每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠分插復(fù)用多個(gè)超級(jí)信道SCI、SC2或SC3，以及每個(gè)超級(jí)信道的載波。為了簡化光通信系統(tǒng)并使得在任意給定節(jié)點(diǎn)能夠?qū)Τ?jí)信道和/或每個(gè)超級(jí)信道的各個(gè)載波進(jìn)行插入、分離和復(fù)用，較佳地根據(jù)通用參數(shù)對(duì)每個(gè)超級(jí)信道進(jìn)行配置。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以將每個(gè)超級(jí)信道SCI、SC2或SC3配置為占用基本上恒定的光譜帶寬?？梢酝ㄟ^將每個(gè)超級(jí)信道配置成包括相同數(shù)據(jù)量的以基本上恒定的波特率或碼元率提供數(shù)據(jù)的光載波，來對(duì)每個(gè)超級(jí)信道實(shí)現(xiàn)恒定光譜帶寬。雖然這種實(shí)現(xiàn)可能是方便的，但是超級(jí)信道的數(shù)據(jù)容量或呑吐量將根據(jù)用于載波的調(diào)制格式而變化。例如，以
12.5G波特的固定波特率，假設(shè)沒有成幀或前向糾錯(cuò)開銷，使用偏振復(fù)用ニ進(jìn)制相移鍵控PM-BPSK, PM-QPSK, PM-8QAM和PM-16QAM的每個(gè)載波的標(biāo)稱比特率分別為25Gb/s、50Gb/s、75Gb/s和100Gb/S。因此，使用恒定數(shù)量的載波，諸如例如10個(gè)，如圖Ib所示及通篇所討論的，每個(gè)超級(jí)信道的總?cè)萘糠秶鸀?50Gb/s、500Gb/s、750Gb/s、1000Gb/s。然而，在圖Ia所示的示例性光通信系統(tǒng)100中，這種實(shí)施例可能導(dǎo)致光系統(tǒng)的擱淺容量和低效使用。換句話說，因?yàn)槊總€(gè)超級(jí)信道的數(shù)據(jù)率或容量隨各個(gè)載波的調(diào)制格式而變化，系統(tǒng)總?cè)萘勘灰缘碗A調(diào)制格式(BPSK、PM-QPSK等)調(diào)制的超級(jí)信道低效地限制。此外，不同容量的多個(gè)超級(jí)信道(例如在節(jié)點(diǎn)NI到N14處)的復(fù)用或互連可能由于總?cè)萘砍^網(wǎng)絡(luò)中互連節(jié)點(diǎn)(NI到N14)的互連容量而導(dǎo)致容量不被使用或擱淺。于是，在示例性光通信系統(tǒng)100中，其中所發(fā)送數(shù)據(jù)可以被靈活地與其他超級(jí)信道進(jìn)行交換和互連以最大化該網(wǎng)絡(luò)100的功能，非恒定數(shù)據(jù)吞吐量造成問題。相應(yīng)地，在可替換實(shí)施例中，光通信系統(tǒng)100的每個(gè)超級(jí)信道SC1、SC2、SC3被配置為提供基本上恒定的容量、比特率或數(shù)據(jù)率，而不管為每個(gè)超級(jí)信道SCI、SC2、SC3的載波選擇的調(diào)制格式。在一個(gè)實(shí)施例中，為了有效利用網(wǎng)絡(luò)容量，每個(gè)超級(jí)信道占用的帶寬也可以根據(jù)所選擇的調(diào)制格式而變化，同時(shí)保持基本上恒定的容量或比特率。實(shí)現(xiàn)了本公開的示例性實(shí)施例，該實(shí)施例以諸如能夠超過1000Gb/s (lTb/s)的數(shù)據(jù)率從ー個(gè)PIC 206、206’產(chǎn)生超級(jí)信道，如圖3a和3b所示。如上所述，用于互聯(lián)網(wǎng)的許多數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的出現(xiàn)及其普遍的使用將驅(qū)動(dòng)lTb/s業(yè)務(wù)的必要性。雖然以下針對(duì)達(dá)到lTb/s數(shù)據(jù)率對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用示例性方法來采用任何最大容量或恒定數(shù)據(jù)率。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，圖3a所示的PIC 206優(yōu)選地被配置為支持使用提供恒定比特率的預(yù)定數(shù)量載波的多種調(diào)制格式。因?yàn)閷?duì)于每個(gè)調(diào)制格式，載波數(shù)量和每個(gè)載波的比特率基本上恒定，發(fā)送節(jié)點(diǎn)11的結(jié)構(gòu)和操作被簡化。例如，如圖2a所示，根據(jù)示例性實(shí)施例，包含1000G比特?cái)?shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)-I)需要在發(fā)射器塊12-1使用的全部載波上進(jìn)行分布。因?yàn)槊總€(gè)載波提供相同的比特率，輸入數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)-I)可以均勻地分散在每個(gè)載波之間，從而消除了發(fā)送節(jié)點(diǎn)11中需要復(fù)雜路由或交換架構(gòu)以將輸入數(shù)據(jù)在變化數(shù)量的載波之間劃分的任何需要。此外，為了使輸入數(shù)據(jù)能夠在全部載波之間平均分散，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所需的恒定或最大的超級(jí)信道容量選擇載波數(shù)量。光傳輸網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(OTN)定義了用于在光通信網(wǎng)絡(luò)中傳送的多個(gè)數(shù)據(jù)塊或光數(shù)據(jù)單元(ODU)(與幀大小相似)。將“0DU0”定義為用于數(shù)據(jù)傳送的基本構(gòu)建塊，大小調(diào)整為承載I. 25Gb的數(shù)據(jù)。于是，提供lTb/s數(shù)據(jù)容量的超級(jí)信道優(yōu)選地發(fā) 送800個(gè)ODUO (1000/1. 25)。優(yōu)選地，在每個(gè)載波上提供整數(shù)數(shù)量的ODUO。于是，例如載波總數(shù)應(yīng)當(dāng)能夠均勻地分成800份。根據(jù)示例性實(shí)施例，如下文進(jìn)ー步討論的，PIC 206被配置為提供8、10或16個(gè)載波，每ー個(gè)分別提供100、80和50個(gè)ODUO。相應(yīng)地，參考圖3a，節(jié)點(diǎn)11的每個(gè)發(fā)射器塊12-n優(yōu)選地配置為8、10或16個(gè)CBl塊、CB2塊和光源塊，每個(gè)載波ー個(gè)。根據(jù)特定實(shí)施例，載波總數(shù)被較佳地選擇成最優(yōu)化光通信系統(tǒng)的性能。例如，隨著載波數(shù)量的増加，每個(gè)載波的波特率按比例減小以保持恒定的容量或比特率。數(shù)量増加的載波増大了發(fā)送節(jié)點(diǎn)11和接收節(jié)點(diǎn)18的硬件復(fù)雜度，同時(shí)減小了由更高波特率導(dǎo)致的信號(hào)處理上的錯(cuò)誤和其他效應(yīng)。于是，在優(yōu)化載波總數(shù)和考慮每個(gè)載波的相應(yīng)波特率之間存在折衷。為了保持由每個(gè)超級(jí)信道承載的恒定數(shù)據(jù)容量，其中每個(gè)超級(jí)信道具有固定數(shù)量的載波且每個(gè)載波提供固定數(shù)據(jù)率，優(yōu)選地根據(jù)所選擇的調(diào)制格式可變地控制每個(gè)載波的波特率。相應(yīng)地，可以因?yàn)闉槊總€(gè)碼元提供了更多比特?cái)?shù)，所以在高階的調(diào)制格式下，每個(gè)載波的波特率或碼元率可能會(huì)降低。為了保持恒定的數(shù)據(jù)容量并優(yōu)化超級(jí)信道的占用帶寬，波特率與根據(jù)所選擇的調(diào)制格式所承載的每碼元比特?cái)?shù)成反比地變化。例如，應(yīng)用8QAM調(diào)制的載波優(yōu)選地需要波特率相對(duì)于QPSK調(diào)制載波減小1/3，因?yàn)镼PSK的調(diào)制速率是8QAM的每碼元比特?cái)?shù)的2/3。相應(yīng)地，采用16-QAM調(diào)制的載波可以使用QPSK載波一半的波特率，因?yàn)?6-QAM使用的調(diào)制速率是QPSK的每碼元比特?cái)?shù)的兩倍。如圖IOa所示，依據(jù)示例性實(shí)施例，PIC 206輸出包含10個(gè)載波入n，I到入n，10的超級(jí)信道。在本實(shí)施例中，載波Xn，l到入n，10的每ー個(gè)采用16-QAM調(diào)制格式進(jìn)行調(diào)制，從而每個(gè)碼元承載8比特?cái)?shù)據(jù)。因?yàn)榇嬖?0個(gè)載波，每個(gè)載波在標(biāo)稱波特率12. 5G波特(100/8)下應(yīng)該承載相當(dāng)于800DU或100Gb/S的數(shù)據(jù)。每個(gè)載波的波特率可以例如由于FEC編碼和其他開銷所需的額外信息而增加25%，形成約15. 7G波特的波特率。圖IOb示出根據(jù)相同實(shí)施例的載波安排或規(guī)劃，除了每個(gè)載波采用8-QAM調(diào)制格式進(jìn)行調(diào)制。因?yàn)?-QAM每碼元承載6比特?cái)?shù)據(jù)，每個(gè)載波以約16. 7G波特的標(biāo)稱波特率或碼元率提供，由于上述提到的25%的開銷，這可能會(huì)増加到約20. 9G波持。圖IOc示出了依照本實(shí)施例的載波安排，其中每個(gè)載波、n, I到\ n，10采用QPSK調(diào)制格式進(jìn)行調(diào)制，從而在25G波特的標(biāo)稱波特率下每個(gè)碼元承載4比特?cái)?shù)據(jù)，例如由于開銷，這可能會(huì)増加到31.4G波持。如圖10a、10b和IOc所示，各個(gè)載波的波特率以及光譜帶寬與調(diào)制格式的改變成比例地減少。而且，光譜帶寬被有效地減小，使得圖IOa中的16-QAM載波的光譜帶寬是圖IOc所示QPSK的載波帶寬的一半，圖IOb中所示的8-QAM載波的帶寬是圖IOc中QPSK的載波帶寬的三分之ニ。相應(yīng)地，每個(gè)超級(jí)信道的總占用帶寬根據(jù)所選擇的調(diào)制格式而得到優(yōu)化，從而有效地利用了光通信系統(tǒng)中的可用光學(xué)帶寬。如上所述，圖10a、IOb和IOc中所示的超級(jí)信道的每ー個(gè)的總占用帶寬根據(jù)優(yōu)選地被最小化的每個(gè)載波間的相對(duì)信道間隔以及在載波波帶兩端提供的保護(hù)帶的任何占用光譜而確定。于是，如圖10a、10b和IOc所示，根據(jù)該實(shí)施例，假設(shè)載波間隔為I. 07倍的各個(gè)載波帶寬或波特率加上每個(gè)7GHz的兩個(gè)保護(hù)帶GBl和GB2，16-QAM超級(jí)信道的總帶寬約為182GHz，而8-QAM超級(jí)信道占用約238GHz，QPSK超級(jí)信道占用約350GHz。 根據(jù)上述實(shí)例，圖IOa中所示的16-QAM超級(jí)信道的最右側(cè)載波或邊載波入n，10從圖IOc所示的QPSK超級(jí)信道的最右側(cè)載波或邊載波入n，10向左移動(dòng)約90GHz。相應(yīng)地，圖IOa中所示的16-QAM超級(jí)信道的最左側(cè)載波或邊載波入n，I從圖IOc所示的最左側(cè)載波或邊載波入n，I向右移動(dòng)約90GHz。于是，為了例如PIC 206根據(jù)上述實(shí)施例提供圖10a、IOb和IOc中所示的超級(jí)信道中的每ー個(gè)，為邊載波提供信號(hào)的DFB激光器508優(yōu)選地可以在90GHz上調(diào)諧，如上參考圖5所述。相應(yīng)地，發(fā)射器塊12-n的DSP塊202和ASIC塊204優(yōu)選地被配置為根據(jù)上述實(shí)施例修改姆個(gè)載波的波特率或碼元率。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，在上述實(shí)例中的姆個(gè)載波的碼元率或波特率可以根據(jù)上述參考圖4a和4b所討論的FIFO和內(nèi)插濾波器電路306的操作而進(jìn)行調(diào)整。在示例性實(shí)施例中，DAC電路310優(yōu)選地針對(duì)每個(gè)調(diào)制格式模式中的頻率在相同采樣速率下操作。于是，因?yàn)镈AC電路的采樣速率保持恒定，為了調(diào)整波特率，在每個(gè)波特間距下處理的碼元數(shù)量根據(jù)調(diào)制格式的改變進(jìn)行調(diào)整。返回參考圖4b，例如，假設(shè)如圖所示的實(shí)現(xiàn)用于處理載波的輸入數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)-I)，該載波根據(jù)QPSK調(diào)制格式進(jìn)行調(diào)制。如圖4b所示，光譜整形濾波器302在clk2速率下每時(shí)鐘周期輸出64個(gè)樣本。如果調(diào)制模式變?yōu)?-QAM，例如，clk2由時(shí)鐘分頻器電路控制，以減慢在QPSK調(diào)制模式中clk2關(guān)于clkl運(yùn)行的速度的1/3。clk2的時(shí)鐘速率被減小1/3，因?yàn)?-QAM調(diào)制的每碼元比特?cái)?shù)是QPSK的3/2倍，因此以2/3的時(shí)鐘速率，每個(gè)clkl處理3/2的更多樣本。相應(yīng)地，在8-QAM調(diào)制模式中，輸入數(shù)據(jù)的64個(gè)樣本被提供給多相濾波器402，例如以相對(duì)于QPSK時(shí)鐘速率的2/3時(shí)鐘速率?，F(xiàn)在濾波器402被配置為clk2的每時(shí)鐘周期輸出144個(gè)樣本(96X3/2)，以便維持FIFO電路404的相同操作。因?yàn)樵?-QAM和QPSK之間，DAC 310的采樣速率沒有變化，因此在8-QAM模式仍然像QPSK模式一祥，向DAC 310提供每時(shí)鐘周期clkl64個(gè)樣本。換句話說，因?yàn)閏lk2被減小1/3，為了維持FIFO電路404的相同64個(gè)樣本的輸出，濾波器402以減小的時(shí)鐘速率clk2向FIFO電路404提供3/2倍的更多碼元。然后從DAC 310輸出的樣本被提供給圖4a所示的修平濾波器318。從上述實(shí)例可以很明顯地看出，當(dāng)使用16-QAM調(diào)試模式吋，時(shí)鐘分頻器電路406控制時(shí)鐘周期clk2以提供由QPSK調(diào)制使用的時(shí)鐘周期clk2的速率的一半的時(shí)鐘信號(hào)，因?yàn)樵诿總€(gè)波特間距處理2倍數(shù)量的樣本，從而如在上述實(shí)施例中所述，波特率被減小一半。相應(yīng)地，在16-QAM調(diào)制模式下，濾波器402優(yōu)選地被配置為在每個(gè)時(shí)鐘周期clk2向FIFO電路404輸出192個(gè)樣本。依據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，如上所述，多相濾波器402可以被配置為根據(jù)使用的變化調(diào)制格式提供變化的內(nèi)插速率。圖11示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的FIR濾波器402的實(shí)例。在該實(shí)例中，F(xiàn)IR濾波器或?yàn)V波器電路402具有7個(gè)輸入或接頭901、903、905、907、909、911和913，它們從光譜整形濾波器302接收數(shù)據(jù)。FIR濾波器402還包括乘法器902、904、906、908、910,912 和 914，濾波器系數(shù) FIRCoeffO, FIRCoeffU FIRCoeff2、FIRCoeff3、FIRCoeff4、FIRCoeff5和FIRCoeff6、以及模塊900。根據(jù)本實(shí)施例，根據(jù)對(duì)應(yīng)于變化的調(diào)制格式的所需內(nèi)插速率調(diào)整或改變輸入系數(shù) FIRCoeffO、FIRCoeff I、FIRCoeff2、FIR Coeff3、FIRCoeff4、FIRCoeff5和FIRCoeff6。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，F(xiàn)IR濾波器402的系數(shù)是預(yù)先計(jì)算并固定的?？蛇x地，該系數(shù)是可調(diào)的，以便實(shí)時(shí)優(yōu)化。來自光譜整形濾波器302的輸出樣本的每ー個(gè)被提供給FIR濾波器402的相應(yīng)輸入或接頭 901、903、905、907、909、911 和 913，和相應(yīng)的乘法器 902、904、906、908、910、912和914，乘法器將相應(yīng)的輸出樣本數(shù)據(jù)與相應(yīng)的系數(shù)FIRCoeffO、FIRCoeffU FIRCoeff2、FIRCoeff3、FIRCoeff4、FIRCoeff5和FIRCoeff6相乘。然后所得結(jié)果在模塊900相加以產(chǎn)生FIR濾波器402的輸出。FIFO內(nèi)插和濾波器電路402、404的附加功能和配置在上述提到題為“用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行內(nèi)插的方法、系統(tǒng)和裝置(Method, System, And Apparatus ForInterpolating An Output Of An Analog-To-Digital Converter) ” 的美國專利申請(qǐng)No. 12/791，694中進(jìn)行了更詳細(xì)的描述，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。相應(yīng)地,如上進(jìn)ー步討論的,示例性實(shí)施例能夠提供lTb/s的超級(jí)信道,根據(jù)為該超級(jí)信道選擇的調(diào)制格式，該超級(jí)信道包含ー組占用有效光學(xué)帶寬的以小間隔隔開的載波。根據(jù)上述實(shí)施例，該超級(jí)信道優(yōu)選地使用恒定數(shù)量的載波，每ー個(gè)載波提供基本上恒定的比特率，而不管所使用的調(diào)制格式。于是，因?yàn)槟軌蛟谝院愣ū忍芈侍峁?shù)據(jù)的恒定數(shù)量的載波間均勻地分布輸入數(shù)據(jù)，所以簡化了硬件實(shí)現(xiàn)。而且，通過減少與所使用的高階調(diào)制格式成比例的波特率，有效地利用了光學(xué)帶寬。在示例性實(shí)施例中，在載波間以小間隔下的這種高數(shù)據(jù)率超級(jí)信道能夠采用圖4和8所示的電濾波組件和多個(gè)緊密控制的激光器，圖5中的508和圖7中的701實(shí)現(xiàn)(分別設(shè)置在PIC 206和602中)來實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，具有不同調(diào)制格式、不同F(xiàn)EC編碼等級(jí)和小載波間隔的光信號(hào)可以在不同距離上傳輸并被可靠地檢測，使得在最小化占用頻率帶寬的同時(shí)優(yōu)化了系統(tǒng)容量。參考本說明書，其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。g在僅將該說明書和實(shí)例作為示例，在所附權(quán)利要求書中指明本發(fā)明真正的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.ー種裝置，包括 光發(fā)射器，被配置為選擇性地提供第一多個(gè)光信號(hào)或者第二多個(gè)光信號(hào)，所述第一多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)按照第一調(diào)制格式被調(diào)制，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)按照第二調(diào)制格式被調(diào)制，所述第一多個(gè)光信號(hào)共同地具有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)率，所述第二多個(gè)光信號(hào)共同地具有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)率；以及 光組合器，被配置為接收所述第一多個(gè)光信號(hào)和所述第二多個(gè)光信號(hào)，所述光組合器組合所述第一多個(gè)光信號(hào)或者所述第二多個(gè)光信號(hào)并且將所述第一多個(gè)光信號(hào)或者所述第二多個(gè)光信號(hào)提供給光通信路徑。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)承載一系列第一碼元，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)承載一系列第二碼元，所述第一碼元的每個(gè)包括第一數(shù)量的比持，所述第二碼元的每個(gè)包括第二數(shù)量的比持，所述第一數(shù)量的比特多于所述第二數(shù)量的比持。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)以第一碼元率承載一系列第一碼元，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)以第二碼元率承載一系列第二碼元，所述第一碼元率大于第二碼元率。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述光發(fā)射器包括多個(gè)光源，所述多個(gè)光源中的每個(gè)被配置為根據(jù)第一控制信號(hào)提供具有第一多個(gè)波長中相應(yīng)之ー的所述第一多個(gè)光信號(hào)中的相應(yīng)ー個(gè)，井根據(jù)第二控制信號(hào)，所述多個(gè)光源中的每個(gè)提供所述第二多個(gè)信號(hào)中相應(yīng)的ー個(gè)，每個(gè)具有第二多個(gè)波長中的相應(yīng)之一。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在干，進(jìn)ー步包括基板，所述多個(gè)光源設(shè)置在基板上。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)光源中的每個(gè)包括多個(gè)激光器中相應(yīng)的ー個(gè)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在干，所述多個(gè)激光器中的每個(gè)在表示所述第一碼元率和所述第二碼元率之間差異的頻率范圍上是可調(diào)諧的。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)激光器中的每個(gè)在至少90GHz的頻率范圍上是可調(diào)諧的。
9.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在干，進(jìn)ー步包括信號(hào)處理電路，被配置為以所述第一碼元率提供所述第一多個(gè)光信號(hào)，以所述第二碼元率提供所述第二多個(gè)光信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路包括以基本上恒定的時(shí)鐘采樣速率操作的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
11.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)率為1000Gb/S。
12.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量與所述第二多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量相同，并且其中所述第一多個(gè)光信號(hào)的每個(gè)和所述第二多個(gè)光信號(hào)的每個(gè)以與數(shù)據(jù)率除以所述第一多個(gè)光信號(hào)或所述第二多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量相等的數(shù)據(jù)率承載數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)被安排在符合光傳輸網(wǎng)(OTN)標(biāo)準(zhǔn)的光數(shù)據(jù)單元(ODU)中。
14.ー種方法，包括選擇性地生成第一多個(gè)光信號(hào)和第二多個(gè)光信號(hào)中的ー個(gè)或多個(gè)，所述第一和第二多個(gè)光信號(hào)不同時(shí)生成，所述第一和第二多個(gè)光信號(hào)分別按照第一和第二調(diào)制格式調(diào)制，所述第一和第二多個(gè)光信號(hào)具有基本上相等的數(shù)據(jù)率； 接收所生成的一個(gè)或更多多個(gè)第一和第二光信號(hào)； 組合所接收的ー個(gè)或更多多個(gè)第一和第二光信號(hào)；以及 將所組合的一個(gè)或更多多個(gè)第一和第二光信號(hào)提供給光通信路徑。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一多個(gè)光信號(hào)中的姆個(gè)承載一系列第一碼元，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)承載一系列第二碼元，所述第一碼元中的每個(gè)包括第一數(shù)量的比持，所述第二碼元中的每個(gè)包括第二數(shù)量的比持，所述第一數(shù)量的比特多于所述第二數(shù)量的比持。
16.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一多個(gè)光信號(hào)中的姆個(gè)以第一碼元率承載一系列第一碼元，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)以第二碼元率承載一系列第二碼元，所述第一碼元率大于所述第二碼元率。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一多個(gè)光信號(hào)和所述第二多個(gè)光信號(hào)是從設(shè)置在基板上的多個(gè)光源生成的。
18.ー種方法，包括 生成第一多個(gè)光信號(hào)，所述第一多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)按照第一調(diào)制格式調(diào)制，所述第ー多個(gè)光信號(hào)共同地具有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)率，所述第一多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)以第一碼元率承載第一多個(gè)碼元； 將所述第一多個(gè)光信號(hào)組合為第一超級(jí)信道； 生成第二多個(gè)光信號(hào)，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)按照第二調(diào)制格式調(diào)制，所述第ニ多個(gè)光信號(hào)共同地具有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)率，所述第二多個(gè)光信號(hào)中的每個(gè)以第二碼元率承載第ニ多個(gè)碼元，其中所述第一多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量等于所述第二多個(gè)光信號(hào)的數(shù)量； 將所述第二多個(gè)光信號(hào)組合為第二超級(jí)信道； 復(fù)用所述第一超級(jí)信道和所述第二超級(jí)信道；并且 將復(fù)用的第一和第二超級(jí)信道提供給光通信路徑。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)率為lOOOGb/s。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一多個(gè)光信號(hào)從設(shè)置在第一基板上的第一多個(gè)光源生成，所述第二多個(gè)光信號(hào)從設(shè)置在第二基板上的第二多個(gè)光源生成。
全文摘要
一種用于多載波光調(diào)制解調(diào)器的復(fù)用器和調(diào)制裝置。依照本公開，數(shù)字形式的數(shù)據(jù)被光通信系統(tǒng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)接收，并被數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來驅(qū)動(dòng)調(diào)制器。進(jìn)而，調(diào)制器根據(jù)接收的數(shù)據(jù)在多個(gè)波長的一個(gè)上對(duì)光進(jìn)行調(diào)制，形成多個(gè)相應(yīng)的載波。這些載波根據(jù)多種調(diào)制格式中的一種調(diào)制，然后進(jìn)行光學(xué)組合以形成，例如，恒定最大容量的超級(jí)信道。相應(yīng)地，對(duì)于每種調(diào)制格式，載波數(shù)量和每個(gè)載波的比特率保持恒定，以實(shí)現(xiàn)恒定的最大容量。接著超級(jí)信道通過光通信路徑發(fā)送到接收節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK102833029SQ20121017876
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
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