用于相干光接收器的共模抑制比控制的制作方法
【專利摘要】在相干光接收器接收光信號(hào)。所接收的光信號(hào)分別通過(guò)第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器被轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。第一電信號(hào)是到第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎?，并且第二電信?hào)是到第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎?。控制第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰虻诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆嬉云胶獾谝粏我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯妮敵?。第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鍪堑讲罘址糯笃鞯妮斎搿Ｔ诓罘址糯笃鞯妮敵鎏帿@取接收器輸出。
【專利說(shuō)明】
用于相干光接收器的共模抑制比控制
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開(kāi)涉及光信號(hào)接收器，并且更具體地，涉及相干光接收器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光通信系統(tǒng)中利用相干光接收器來(lái)將光信道的光場(chǎng)線性地轉(zhuǎn)換為電疇。光場(chǎng)可 包含在不同載波頻率/波長(zhǎng)的若干光信道。特別地，通過(guò)結(jié)合90°光混合器以及一組光電探 測(cè)器來(lái)使用本地振蕩器，可從多信道信號(hào)分離感興趣信道，因此不要求光濾波器。
【附圖說(shuō)明】
[0003] 圖1是根據(jù)示例實(shí)施例被配置為提供共模抑制比控制的相干光接收器；
[0004] 圖2是根據(jù)示例實(shí)施例示出了用于執(zhí)行共模抑制比控制的過(guò)程的流程圖；
[0005] 圖3是根據(jù)示例實(shí)施例被配置為提供共模抑制比控制的光接收器的示例同相支 路，其中，通過(guò)光電探測(cè)器的DC電流的測(cè)量被用于提供共模抑制比控制；
[0006] 圖4是根據(jù)示例實(shí)施例的光接收器的第二示例同相支路，其中，抖動(dòng)信號(hào)被應(yīng)用于 光衰減器以提供共模抑制比控制；
[0007] 圖5是根據(jù)示例實(shí)施例的光接收器的第三示例同相支路，其中，抖動(dòng)信號(hào)被應(yīng)用于 本地振蕩器以提供共模抑制比控制；
[0008] 圖6是根據(jù)示例實(shí)施例的光接收器的第四示例同相支路，其中，抖動(dòng)信號(hào)被應(yīng)用于 可變?cè)鲆娣糯笃饕蕴峁┕材Ｒ种票瓤刂疲?br>[0009] 圖7是根據(jù)示例實(shí)施例被配置為提供共模抑制比控制的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑敿?xì)視 圖；
[0010]圖8A根據(jù)示例實(shí)施例示出了光信噪比為所實(shí)現(xiàn)的若干共模抑制比的本地振蕩器 信號(hào)比的函數(shù)；
[0011] 圖8B根據(jù)示例實(shí)施例示出了光信噪比為所實(shí)現(xiàn)的若干共模抑制比的信號(hào)功率的 函數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 挺莖
[0013] ??干光接收器接收光信號(hào)。所接收的光信號(hào)分別通過(guò)第一光電探測(cè)器和第二光 電探測(cè)器被轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。第一電信號(hào)是到第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯?器的輸入，且第二電信號(hào)是到第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎??？刂频谝粏我惠斎肟?變?cè)鲆娣糯笃骰虻诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯闹辽僖粋€(gè)的增益來(lái)平衡第一單一輸入可 變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯妮敵?。第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯?器的輸出和第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鍪堑讲罘址糯笃鞯妮斎搿Ｔ诓罘址糯笃鞯?輸出處獲取接收器輸出。
[0014] 示例實(shí)施例
[0015] 除了期望光信道的線性探測(cè)的部分，直接探測(cè)的（即，非線性探測(cè)的）信號(hào)還可通 過(guò)光電探測(cè)器來(lái)探測(cè)，并還將根據(jù)光電探測(cè)器操作的平方率被轉(zhuǎn)換到電疇。為了消除上述 直接探測(cè)的分量(component)，使用平衡的探測(cè)方法。例如，光混合器可輸出均包含期望信 道信號(hào)但具有不同符號(hào)的兩個(gè)同相信號(hào)。兩個(gè)信號(hào)將通過(guò)相應(yīng)的光電探測(cè)器被轉(zhuǎn)換到電 疇。在理論上完美的相干光接收器中，90°光混合器輸出相同的信號(hào)（除了符號(hào)差異）。90°光 混合器的輸出與兩個(gè)相同光電探測(cè)器同樣地對(duì)齊(aligned)，并且當(dāng)兩個(gè)光電探測(cè)器的輸 出是到差分放大器的輸入時(shí)，直接探測(cè)的分量將完美地相互抵消，僅留下期望的、線性探測(cè) 的信道作為差分放大器的輸出。
[0016] 實(shí)際上，90°光混合器輸出的差異以及光電探測(cè)器的差異將導(dǎo)致差分放大器中直 接探測(cè)的分量的不完全抵消。沿著到差分放大器的光路的分量中的這些差異導(dǎo)致兩條路徑 之間的增益差異。共模抑制比（"CMRR"）是沿兩條路徑的增益之間的相等性的測(cè)量，并被定 義為：
[0017]
[0018] 其中，81是沿一條路徑的增益且g2是沿另一路徑的增益。當(dāng)兩條路徑的增益更接近 時(shí)，相干光接收器具有較大、且因此改善的CMRR。當(dāng)增益不同時(shí)，相干光接收器具有較小、且 因此較差的CMRR。
[0019] 參考圖1，根據(jù)本文提出的實(shí)施例示出了被配置為提供改善的CMRR的相干光接收 器100。特別地，相干光接收器100包括接收本地激光振蕩器110的光混合器105,以及可在可 變光衰減器115經(jīng)過(guò)衰減的多信道光信號(hào)。多信道光信號(hào)可包括感興趣的光信道并還可包 括額外信道。光混合器105結(jié)合來(lái)自本地振蕩器110的信號(hào)以及光電探測(cè)器120a_d來(lái)將光信 號(hào)分離為所接收的光場(chǎng)的同相和正交分量。
[0020] 該分離的結(jié)果是兩個(gè)同相信號(hào)和兩個(gè)正交信號(hào)。兩個(gè)同相信號(hào)的第一同相信號(hào)產(chǎn) 生于所接收的光信號(hào)添加到本地激光振蕩器110信號(hào)的疊加，并且第二同相信號(hào)產(chǎn)生于本 地激光振蕩器信號(hào)與所接收的光信號(hào)之間的差異。還包括在輸出信號(hào)中的是直接探測(cè)的分 量，這些直接探測(cè)的分量像是所探測(cè)的同相和正交分量的噪聲。這些相同的直接探測(cè)的分 量將出現(xiàn)在第一和第二輸出光信號(hào)二者中。光混合器105還輸出兩個(gè)正交信號(hào)，第一正交信 號(hào)產(chǎn)生于所接收的光信號(hào)添加到本地激光振蕩器110信號(hào)的疊加，并且第二正交信號(hào)產(chǎn)生 于本地激光振蕩器信號(hào)與所接收的光信號(hào)之間的差異。相同的直接探測(cè)的分量還可出現(xiàn)在 第一和第二正交信號(hào)二者中，盡管正交信號(hào)中的直接探測(cè)的分量可與同相信號(hào)中出現(xiàn)的那 些直接探測(cè)的分量不同。
[0021] 光電探測(cè)器120a-d將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。例如，如果光電探測(cè)器120a-d被具體化為光電二極管，則其可被配置為將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為基于電流的電信號(hào)。在光電探測(cè) 器120a的輸出處的第一同相信號(hào)信道的輸出可采取如下形式：
[0022] gi(~I Elo 12+Σ I Eo 12+I Es 12+2Re{EsEL〇});
[0023] 其中，Elq是本地振蕩器信號(hào)，Eo是輸入光信號(hào)的其他、不期望信道的信號(hào)，Es是期 望光信道的信號(hào)，以及gl是第一光信號(hào)的光路（即，支路)的增益。在光電探測(cè)器120b的輸出 處的第二同相信號(hào)信道的輸出將采取如下形式：
[0024] g2(~I Elo 12+Σ I Eo 12+I Es 12-2Re{EsEL〇});
[0025]其中，g2是第二光路或支路的增益。增益81將是光電探測(cè)器120a的光損耗以及響應(yīng) 率的函數(shù)，而增益g2將是光電探測(cè)器120b的光損耗以及響應(yīng)率的函數(shù)。
[0026] 在完美的理論相干光接收器中，將選擇使得光電探測(cè)器120a_d的光損耗和響應(yīng)率 將是相同的光電探測(cè)器120a_d。在這樣的理論裝置（set-up)中，與光電探測(cè)器120a_d的每 個(gè)相關(guān)聯(lián)的增益將是相同的。實(shí)際上，光電探測(cè)器120a_d的每個(gè)可能具有不同等級(jí)的增益。 例如，光電探測(cè)器120a_d的質(zhì)量的正常波動(dòng)可使得光電探測(cè)器具有不同等級(jí)的光損耗和響 應(yīng)率。類似地，光混合器105的輸出與光電探測(cè)器120a_d的每個(gè)之間的對(duì)齊差異可導(dǎo)致光電 探測(cè)器120a_d的每個(gè)的不同等級(jí)的光損耗。此外，通過(guò)光混合器本身的獨(dú)立的路徑的損耗 可能是不同的。因此，g#Pg 2對(duì)于兩個(gè)信號(hào)路徑的每個(gè)將是不同的。為了解釋這些差異，光電 探測(cè)器120a_d的每個(gè)的輸出分別是可變放大器125a_d的輸入。
[0027]可變放大器125a_d可被獨(dú)立地控制，以通過(guò)參考圖3-6在下面描述的方法來(lái)補(bǔ)償 獨(dú)立路徑/支路與光電探測(cè)器120a-d之間的增益差異。例如，如果光電探測(cè)器120a比光電探 測(cè)器120b體驗(yàn)更少光損耗并是更敏感的(responsive)，則可變?cè)鲆娣糯笃?25b的增益相對(duì) 于可變?cè)鲆娣糯笃?25a的增益可被增加，使得饋送光電探測(cè)器120b的光路和光電探測(cè)器 120b以及可變放大器125b的組合增益與饋送光電探測(cè)器120a的光路和光電探測(cè)器120a以 及可變放大器125a的組合增益相匹配。類似地，可變?cè)鲆娣糯笃?25a的增益相對(duì)于可變?cè)?益放大器125b的增益可被減少，使得饋送光電探測(cè)器120b的光路和光電探測(cè)器120b以及可 變放大器125b的組合增益與光電探測(cè)器120a和可變?cè)鲆娣糯笃?25a的組合增益相匹配。根 據(jù)其他示例，可利用增加和減少可變?cè)鲆娣糯笃?25a和125b的增益的組合，以使得饋送光 電探測(cè)器120a的光路和光電探測(cè)器120a以及可變?cè)鲆娣糯笃?25a的組合增益與饋送光電 探測(cè)器120b的光路和光電探測(cè)器120b以及可變?cè)鲆娣糯笃?25b的組合增益相匹配。類似 地，可控制可變?cè)鲆娣糯笃?25c和125d的增益，以使得饋送光電探測(cè)器120c的光路和光電 探測(cè)器120c以及可變?cè)鲆娣糯笃?25c的組合增益與饋送光電探測(cè)器120d的光路以及光電 探測(cè)器120d和可變?cè)鲆娣糯笃?25d的組合增益相匹配。
[0028] 可變?cè)鲆娣糯笃?25a和125b的輸出被饋送到差分放大器130a。差分放大器130a可 以是可變?cè)鲆娌罘址糯笃鳌Ｓ捎诳勺冊(cè)鲆娣糯笃?25a和125b先于差分放大器130a平衡了信 號(hào)的組合增益，光信號(hào)的不需要的部分（即，直接探測(cè)的信號(hào)分量)將抵消，這允許差分放大 器130a的輸出精確地反映輸入到光混合器105的光信號(hào)的同相部分。類似地，可變?cè)鲆娣糯?器125c和125d的輸出被饋送到差分放大器130b。差分放大器130b還可以是可變?cè)鲆娌罘址?大器。由于可變?cè)鲆娣糯笃?25c和125d先于差分放大器130b平衡了信號(hào)的組合增益，由光 混合器105輸出的信號(hào)的不需要的部分將通過(guò)差分放大器130b來(lái)抵消，這允許差分放大器 130b的輸出精確地反映輸入到光混合器105的光信號(hào)的正交部分。
[0029] 相干光接收器100還可包括無(wú)線電頻率（"RF"）探測(cè)器135a和135b來(lái)分別測(cè)量差分 放大器130a和130b的輸出。由RF探測(cè)器135a和135b測(cè)量的輸出可分別被饋送到控制器140a 和140b?？刂破?40a和140b可然后將控制信號(hào)145a和145b發(fā)送回差分放大器130a和130b。 例如，控制信號(hào)145a和145b可被配置為改變差分放大器130a和130b所提供的增益。特別地， 接收相干光接收器100的輸出的設(shè)備將期望看到相干光接收器100的輸出功率中由設(shè)定值 147a和147b確定的受限輸出擺幅。因此，RF探測(cè)器135a和控制器HOa作為到差分放大器 130a的反饋，并且RF探測(cè)器135b和控制器140b作為到差分放大器130b的反饋。
[0030] 最后，差分放大器130a和130b的輸出可分別被輸入到直流（"DC"）塊150a和150b， 來(lái)消除所探測(cè)信號(hào)的直流部分。
[0031] 現(xiàn)在參考圖2,其中描繪的是示出了用于在相干光接收器中提供共模抑制比控制 的方法200的流程圖。方法200在205中開(kāi)始，其中，在相干光接收器接收光信號(hào)。在210中，所 接收的光信號(hào)分別通過(guò)第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器被轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)和第二電 信號(hào)。光信號(hào)到兩個(gè)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換可包括:將所接收的光信號(hào)輸入到90°光混合器，并將90° 光混合器的同相輸出輸入到相應(yīng)的光電探測(cè)器和/或?qū)?0°光混合器的正交輸出輸入到相 應(yīng)的光電探測(cè)器。
[0032] 在215中，第一電信號(hào)是到第一可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎耄⑶以?20中，第二電信號(hào) 是到第二可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎?。第一和第二可變?cè)鲆娣糯笃骺砂▎我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣?大器和/或可變?cè)鲆婵缱璺糯笃鳌?br>[0033] 在225中，控制第一和第二可變?cè)鲆娣糯笃鞯闹辽僖粋€(gè)的增益來(lái)平衡第一可變?cè)?益放大器的輸出與第二可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵觥Ｔ趫D1的示例的上下文中，平衡第一和第二 可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵隹砂ㄕ{(diào)整第一和第二可變?cè)鲆娣糯笃鞯闹辽僖粋€(gè)的增益，以使得 可變?cè)鲆娣糯笃?、光電探測(cè)器以及第一同相信號(hào)的光路的組合增益與可變?cè)鲆娣糯笃?、?電探測(cè)器以及第二同相信號(hào)的光路的組合增益相匹配?？刂频谝缓偷诙勺?cè)鲆娣糯笃鞯?至少一個(gè)的增益的進(jìn)一步的示例將參考圖3-6在下面被描述。
[0034]在230中，第一可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鍪堑讲罘址?大器的輸入。差分放大器可包括可變差分放大器和/或差分跨阻放大器。
[0035]最后，在235中，從差分放大器的輸出接收相干光接收器的輸出。接收相干光接收 器的輸出可還包括測(cè)量差分增益接收器的輸出來(lái)生成并向差分放大器發(fā)送控制信號(hào)。換句 話說(shuō)，可測(cè)量差分放大器的輸出以便針對(duì)可變?cè)鲆娣糯笃鞯莫?dú)立增益來(lái)提供反饋控制機(jī) 制，如將參考圖4-6所描述的。根據(jù)其他示例，該反饋控制機(jī)制可基于測(cè)量可變?cè)鲆娣糯笃?所發(fā)送的直流信號(hào)，如將參考圖3所描述的。此外，差分放大器的輸出可通過(guò)DC塊來(lái)發(fā)送。
[0036] 因此，通過(guò)測(cè)量與輸入到相干光接收器的光信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)（通過(guò)相干光接 收器的支路的光電探測(cè)器的RF信號(hào)或直流），可改善相干光接收器中的CMRR?？蓮乃鶞y(cè)量的 電信號(hào)來(lái)確定沿相干光接收器的第一支路的增益和沿相干光接收器的第二支路的增益中 的差異?？煽刂频谝恢返目勺?cè)鲆娣糯笃骰虻诙返目勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯闹辽僖粋€(gè)的增 益來(lái)平衡沿第一支路的增益和沿第二支路的增益。換句話說(shuō)，可通過(guò)沿相干光接收器的支 路的可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆答伩刂苼?lái)提供CMRR改善。
[0037] 現(xiàn)在參考圖3,其中描繪的是控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆娴氖纠渲?，該可變?cè)鲆?放大器測(cè)量通過(guò)光電探測(cè)器的DC電流。特別地，圖3示出了來(lái)自圖1的同相信號(hào)支路，盡管相 同的技術(shù)還可被應(yīng)用于正交信號(hào)路徑。
[0038] 包括在圖3中的是兩個(gè)DC電流監(jiān)測(cè)器355a和355b AC電流監(jiān)測(cè)器355a測(cè)量通過(guò)光 電探測(cè)器120a的DC電流，而DC電流監(jiān)測(cè)器355b測(cè)量通過(guò)光電探測(cè)器120b的DC電流。通過(guò)光 電探測(cè)器120a和120b的電流可被視為DC信號(hào)的組合，該DC信號(hào)與歸因于光路和相應(yīng)光電探 測(cè)器的增益，以及對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的期望同相分量的AC信號(hào)相對(duì)應(yīng)。因此，由DC電流監(jiān)測(cè)器 355a和355b測(cè)量的電流可用于平衡第一和第二信號(hào)路徑的增益。根據(jù)圖3的示例，通過(guò)光電 探測(cè)器120a的DC電流的測(cè)量與通過(guò)光電探測(cè)器120b的DC電流的測(cè)量的逆相組合。組合信號(hào) 被饋送到控制器360,該控制器360使用該組合信號(hào)來(lái)平衡第一同相支路的增益與第二同相 支路中的增益。
[0039] 根據(jù)組合信號(hào)的大小和符號(hào)，控制器360可改變可變放大器125a和125b的增益，以 便平衡第一同相信號(hào)支路的增益與第二同相信號(hào)支路中的增益。例如，如果由控制器360接 收的組合信號(hào)具有正值，則可執(zhí)行減少可變放大器125a中的增益和/或增加可變放大器 125b中的增益的組合以平衡兩個(gè)信號(hào)支路中的總增益。類似地，如果由控制器360接收的組 合信號(hào)具有負(fù)值，則可執(zhí)行減少可變放大器125b中的增益和/或增加可變放大器125a中的 增益的組合以平衡兩個(gè)信號(hào)支路中的總增益。
[0040] 現(xiàn)在參考圖4,其中描繪的是控制可變?cè)鲆娣糯笃?25a和125b的另一配置。在圖4 中，抖動(dòng)信號(hào)或單音信號(hào)465被注入到可變光衰減器115中。抖動(dòng)信號(hào)465可包括相對(duì)低速 (例如，千赫范圍內(nèi)的信號(hào))振蕩信號(hào)，當(dāng)被注入到光衰減器115中時(shí)，將用來(lái)調(diào)制來(lái)自光混 合器105并由光電探測(cè)器120a和120b探測(cè)的信號(hào)輸出的不期望的直接探測(cè)的分量。如果光 電二極管被用作光電探測(cè)器120a和120b，則光電探測(cè)器120a和120b將作為平方率探測(cè)器來(lái) 操作。因此，光電探測(cè)器120a和120b的輸出電流將是輸入電場(chǎng)的平方。因此，光電探測(cè)器 120a和120b的平方率探測(cè)的輸出將生成所注入的抖動(dòng)單音的二次諧波。抖動(dòng)探測(cè)電路470 位于相干接收器100的輸出處來(lái)測(cè)量二次諧波。
[0041] 當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)支路的增益與第二信號(hào)支路的增益相匹配時(shí)，由抖動(dòng)探測(cè)電路470探 測(cè)的二次諧波的振幅將是零，因?yàn)椴罘址糯笃?30a將使得直接探測(cè)的分量相互抵消。在另 一方面，如果第一信號(hào)支路的增益與第二信號(hào)支路的增益不平衡，則二次諧波的振幅將具 有不同于零的值。通過(guò)將二次諧波的振幅的值傳到控制器360,可控制可變?cè)鲆娣糯笃?25a 和125b來(lái)平衡第一信號(hào)支路的增益和第二信號(hào)支路的增益，使得二次諧波的振幅為零。
[0042] 現(xiàn)在參考圖5,其中描繪的是通過(guò)使用抖動(dòng)信號(hào)來(lái)平衡第一信號(hào)支路的增益與第 二信號(hào)支路的增益的另一方法。圖5的示例與圖4的示例的不同之處在于，抖動(dòng)信號(hào)565被注 入到本地激光振蕩器110中。因此，本地振蕩器110信號(hào)將由相對(duì)低速抖動(dòng)信號(hào)565來(lái)調(diào)制， 并且當(dāng)由光電探測(cè)器120a和120b探測(cè)到時(shí)，將生成信號(hào)的本地振蕩器分量的二次諧波。
[0043] 當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)支路的增益與第二信號(hào)支路的增益相匹配時(shí)，由抖動(dòng)探測(cè)電路470探 測(cè)的二次諧波的振幅將是零，因?yàn)椴罘址糯笃?30a將使得本地振蕩器分量的平方率探測(cè)的 部分相互抵消。在另一方面，如果第一信號(hào)路徑的增益與第二信號(hào)路徑的增益不平衡，則二 次諧波的振幅將具有不同于零的值。通過(guò)將二次諧波的振幅的值傳到控制器360,可控制可 變?cè)鲆娣糯笃?25a和125b來(lái)平衡第一信號(hào)支路的增益和第二信號(hào)支路的增益，使得二次諧 波的振幅為零。
[0044] 轉(zhuǎn)到圖6,其中描繪的是使用抖動(dòng)來(lái)平衡第一信號(hào)支路的增益與第二信號(hào)支路的 增益的示例方法，但與圖4和5的示例的不同之處在于，抖動(dòng)信號(hào)665被注入到可變?cè)鲆娣糯?器125a中，并具有180°相移（即，反向）被注入到可變?cè)鲆娣糯笃?25b中，而不被注入到光混 合器105的輸入中。當(dāng)抖動(dòng)被注入到可變?cè)鲆娣糯笃?25a和125b中時(shí)，抖動(dòng)信號(hào)的某一部分 可能出現(xiàn)在差分放大器130a的輸出中，除非沿第一和第二信號(hào)路徑的增益是平衡的。特別 地，抖動(dòng)將增加一個(gè)支路中的增益而減少另一支路中的增益。當(dāng)CMRR是高的時(shí)，增益中的這 些差異將在從差分放大器130a探測(cè)的信號(hào)上抵消。
[0045] 如參考圖1在上面討論的，RF探測(cè)器135a和控制器140a用作確保差分放大器130a 的輸出中特定信號(hào)擺幅的反饋控制。由于差分放大器130a的輸出中抖動(dòng)的出現(xiàn)，由控制器 HOa輸出的控制信號(hào)145a將改變以便補(bǔ)償抖動(dòng)。因此，響應(yīng)于抖動(dòng)出現(xiàn)在差分放大器130a 的輸出中，從控制器140a輸出的控制信號(hào)145a將改變。通過(guò)向抖動(dòng)探測(cè)電路470提供控制信 號(hào)145a，抖動(dòng)探測(cè)電路470可確定抖動(dòng)是否出現(xiàn)在可變?cè)鲆娣糯笃?30a的輸出中。特別地， 抖動(dòng)探測(cè)電路470可被配置為探測(cè)由控制器140a發(fā)送的控制信號(hào)145a中的抖動(dòng)信號(hào)的一次 諧波（g卩，基本頻率）。一次諧波的振幅可被發(fā)送到控制器360,控制器360利用該值來(lái)控制可 變放大器125a和125b的一個(gè)或多個(gè)的增益，以平衡第一信號(hào)支路和第二信號(hào)支路的增益。 根據(jù)其他示例，RF探測(cè)器135a可被配置為直接送入抖動(dòng)探測(cè)電路470。
[0046]現(xiàn)在參考圖7,其中描繪的是通常表示為參考標(biāo)號(hào)125的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑敿?xì)視 圖，該可變?cè)鲆娣糯笃骺捎糜谄胶庀喔晒饨邮掌髦械牡谝恍盘?hào)支路和第二信號(hào)支路的增 益。在圖7中，可變?cè)鲆娣糯笃?25被示出包括三個(gè)分離的設(shè)備。特別地，可變?cè)鲆娣糯笃?25 被示出包括跨阻放大器770、第一可變?cè)鲆娣糯笃?75以及第二可變?cè)鲆娣糯笃?80。三個(gè)設(shè) 備770、775以及780用于示出由可變?cè)鲆娣糯笃?25執(zhí)行的多個(gè)功能。實(shí)際上，可變?cè)鲆娣糯?器可具體化在比圖7中所描繪的更少或更多的實(shí)際設(shè)備中。當(dāng)結(jié)合在單一設(shè)備中時(shí)，可要求 控制信號(hào)與增益變化之間良好定義的關(guān)系。
[0047] 跨阻放大器770被配置為接收從光電探測(cè)器（例如，圖3-6的光電探測(cè)器120a和 120b)輸出的電流調(diào)制信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電壓調(diào)制信號(hào)。電壓調(diào)制信號(hào)是到第一可變?cè)鲆?放大器775的輸入，該第一可變?cè)鲆娣糯笃?75被配置為從控制器（例如，圖3-6的控制器 360)接收控制信號(hào)777。由可變?cè)鲆娣糯笃?75接收的控制信號(hào)777允許第一可變?cè)鲆娣糯?器775來(lái)平衡包括可變放大器125的支路(例如，包括圖3-6的可變?cè)鲆娣糯笃?25a的支路） 與第二支路(例如，包括圖3-6的可變?cè)鲆娣糯笃?25b的支路)之間的增益。
[0048] 還包括在可變?cè)鲆娣糯笃?25a中的是第二可變?cè)鲆娣糯笃?80。第二可變?cè)鲆娣?大器780被包括在被配置為接收抖動(dòng)注入的可變?cè)鲆娣糯笃髦?，例如，圖6的可變?cè)鲆娣糯?器125a和125b。根據(jù)其他示例(例如，圖3-5的那些示例），第二可變?cè)鲆娣糯笃?80可從可變 增益放大器125被省略。類似地，第二可變?cè)鲆娣糯笃?80和第一可變?cè)鲆娣糯笃?75的順序 可被顛倒。抖動(dòng)信號(hào)782是根據(jù)待添加到可變?cè)鲆娣糯笃?25的輸出的期望抖動(dòng)來(lái)改變可變 增益放大器780的增益的控制信號(hào)。
[0049]現(xiàn)在參考圖8A和8B，其中描繪的是示出了通過(guò)參考圖1-7在本文所描述的共模抑 制比補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可實(shí)現(xiàn)的益處的曲線圖（graph)。圖8A示出了增加的共模抑制比 可如何改善相干光接收器的性能。特別地，圖8A示出了在根據(jù)本文提出的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的若干 共模抑制比處，具有128信道的200G 16QAM相干光接收器的光信噪比對(duì)比本地振蕩器信號(hào) 功率比的繪圖(plot)。如圖8A所示，由于共模抑制比通過(guò)本文提出的技術(shù)被增加，存在超過(guò) 它(over which)128信道輸入信號(hào)即可被成功接收的本地振蕩器信號(hào)比值的范圍的實(shí)質(zhì)性 擴(kuò)展。
[0050]圖8B示出了在根據(jù)本文提出的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的若干共模抑制比上，具有128信道的 200G 16QAM相干光接收器的光信噪比對(duì)比信號(hào)功率的繪圖。正如圖8A的本地振蕩器信號(hào)比 值，還存在在相干光接收器可被成功接收的信號(hào)功率值的范圍的重要擴(kuò)展。因此，針對(duì)無(wú)光 濾波器的多信道系統(tǒng)中的長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)，本文教導(dǎo)的技術(shù)提供相干光接收器的改善的系 統(tǒng)性能。
[0051] 總之，根據(jù)一個(gè)方面，所提供的技術(shù)包括:在相干光接收器接收光信號(hào)；分別通過(guò) 第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器將所接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)和第二電信號(hào);將 第一電信號(hào)輸入/提供到第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦校粚⒌诙娦盘?hào)輸入/提供到第二 單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦?；控制第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰虻诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆?放大器中的至少一者的增益，來(lái)平衡第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙我惠斎?可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵?；將第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆?放大器的輸出輸入/提供到差分放大器中；以及在差分放大器的輸出處獲取接收器輸出。
[0052] 根據(jù)另一方面，所提供的裝置包括:相干光接收器，該相干光接收器包括:第一光 電探測(cè)器，該第一光電探測(cè)器被配置為將所接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào);第二光電探 測(cè)器，該第二光電探測(cè)器被配置為將所接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)；第一單一輸入可 變?cè)鲆娣糯笃鳎摰谝粏我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃鞅慌渲脼榻邮盏谝浑娦盘?hào)；第二單一輸入 可變?cè)鲆娣糯笃?，該第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞅慌渲脼榻邮盏诙娦盘?hào);差分放大器， 該差分放大器被配置為接收第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊偷诙我惠斎肟勺冊(cè)?益放大器的輸出；以及控制器，該控制器被配置為控制第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰虻?二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆?，以平衡第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯?輸出和第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵觥?br>[0053] 根據(jù)又一方面，所提供的方法包括:測(cè)量與輸入到相干光接收器的光信號(hào)相對(duì)應(yīng) 的電信號(hào);確定沿相干光接收器的第一支路的增益和沿相干光接收器的第二支路的增益中 的差異；以及控制第一支路的可變?cè)鲆娣糯笃骰虻诙返目勺冊(cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽?的增益，以平衡沿第一支路的增益和沿第二支路的增益。
[0054] 上述描述旨在僅通過(guò)示例的方式來(lái)描述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種方法，包括： 在相干光接收器接收光信號(hào)； 分別通過(guò)第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器將所接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)和 第二電信號(hào)； 將所述第一電信號(hào)輸入到第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鳎? 將所述第二電信號(hào)輸入到第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鳎? 控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃髦械闹?少一者的增益，以平衡所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵龊退龅诙我惠斎肟勺?增益放大器的輸出； 將所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯乃鲚敵龊退龅诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯?器的所述輸出輸入到差分放大器；以及 在所述差分放大器的輸出處獲取接收器輸出。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙?單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆姘ɑ谒霾罘址糯笃鞯乃鲚敵鰜?lái)提 供反饋控制機(jī)制。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙?單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆姘ǎ?測(cè)量通過(guò)所述第一光電探測(cè)器和所述第二光電探測(cè)器中的每一者的DC電流； 基于所測(cè)量的DC電流來(lái)調(diào)整所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙我惠斎?可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙?單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆姘ǎ?向所述光信號(hào)應(yīng)用已知抖動(dòng)； 分析所述接收器輸出；以及 基于所述已知抖動(dòng)和所述接收器輸出來(lái)調(diào)整所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩?述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，分析所述接收器輸出包括在所述接收器輸出中測(cè)量 所述已知抖動(dòng)的二次諧波。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙?單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆姘ǎ?向所述相干光接收器的本地振蕩器應(yīng)用已知抖動(dòng)； 分析所述接收器輸出；以及 基于所述已知抖動(dòng)和所述接收器輸出來(lái)調(diào)整所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩?述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，分析所述接收器輸出包括在所述接收器輸出中測(cè)量 所述已知抖動(dòng)的二次諧波。8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙?單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆姘ǎ?向所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骱退龅诙我惠斎肟勺冊(cè)鲆娣糯笃髦械拿恳? 者應(yīng)用已知抖動(dòng)； 分析所述接收器輸出；以及 基于所述已知抖動(dòng)和所述接收器輸出來(lái)調(diào)整所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩?述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，分析所述接收器輸出包括在所述接收器輸出中測(cè)量 所述已知抖動(dòng)的一次諧波。10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)是從所述光信 號(hào)的正交分量中導(dǎo)出的。11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)是從所述光信 號(hào)的同相分量中導(dǎo)出的。12. -種裝置，包括： 相干光接收器，所述相干光接收器包括： 第一光電探測(cè)器，所述第一光電探測(cè)器被配置為將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)； 第二光電探測(cè)器，所述第二光電探測(cè)器被配置為將所述接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信 號(hào)； 第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃?，所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞅慌渲脼榻邮账?第一電信號(hào)； 第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃?，所述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞅慌渲脼榻邮账?第二電信號(hào)； 差分放大器，所述差分放大器被配置為接收所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵?和所述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵?；以? 控制器，所述控制器被配置為控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙我?輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆?，以平衡所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯乃?述輸出和所述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯乃鲚敵觥?3. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述控制器被配置為在所述差分放大器的輸出處 獲取接收器輸出，并響應(yīng)于所述接收器輸出，控制所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩?述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?4. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙?一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽甙ǎ?跨阻放大器； 第一可變?cè)鲆娣糯笃?，所述第一可變?cè)鲆娣糯笃鞅慌渲脼榻邮赵鲆嬲{(diào)整控制信號(hào)；以 及 第二可變?cè)鲆娣糯笃?，所述第二可變?cè)鲆娣糯笃鞅慌渲脼榻邮找阎秳?dòng)。15. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述控制器被配置為： 接收對(duì)通過(guò)所述第一光電探測(cè)器和所述第二光電探測(cè)器中的每一者的DC電流的測(cè)量； 基于所測(cè)量的DC電流來(lái)調(diào)整所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙我惠斎?可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?6. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述控制器還被配置為： 向所述相干光接收器的本地振蕩器、所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骱退龅诙? 一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械拿恳徽?、或所述光信?hào)中的至少一項(xiàng)應(yīng)用已知抖動(dòng)； 基于所述已知抖動(dòng)和所述接收器輸出來(lái)調(diào)整所述第一單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩?述第二單一輸入可變?cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖徽叩脑鲆妗?7. -種方法，包括： 測(cè)量與輸入到相干光接收器的光信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)； 確定沿所述相干光接收器的第一支路的增益和沿所述相干光接收器的第二支路的增 益中的差異；以及 控制所述第一支路的可變?cè)鲆娣糯笃骰蛩龅诙返目勺冊(cè)鲆娣糯笃髦械闹辽僖?者的增益，以平衡沿所述第一支路的增益和沿所述第二支路的增益。18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，測(cè)量所述電信號(hào)包括測(cè)量通過(guò)沿所述相干光接收 器的所述第一支路的第一光電探測(cè)器和所述相干光接收器的所述第二支路的第二光電探 測(cè)器中的每一者的直流信號(hào)。19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，測(cè)量所述電信號(hào)包括測(cè)量所述相干光接收器的差 分放大器的輸出。20. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括:將已知抖動(dòng)信號(hào)注入到所述相干光接收器中。
【文檔編號(hào)】H04B10/61GK106068622SQ201580013231
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日 公開(kāi)號(hào)201580013231.9, CN 106068622 A, CN 106068622A, CN 201580013231, CN-A-106068622, CN106068622 A, CN106068622A, CN201580013231, CN201580013231.9, PCT/2015/19558, PCT/US/15/019558, PCT/US/15/19558, PCT/US/2015/019558, PCT/US/2015/19558, PCT/US15/019558, PCT/US15/19558, PCT/US15019558, PCT/US1519558, PCT/US2015/019558, PCT/US2015/19558, PCT/US2015019558, PCT/US201519558
【發(fā)明人】托馬斯·迪泰爾, 于爾根·豪恩施爾德, 特奧多爾·庫(kù)普弗爾
【申請(qǐng)人】思科技術(shù)公司