(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レシーバのための位相制御回路であって、
受信信号を二乗して二乗信号を生成させるように構成される二乗器；
前記二乗信号に基づいてエラー信号を生成させるように構成されるパワー検出器；
ディザ信号を生成させるように構成されるディザ発生器；
前記ディザ信号と前記エラー信号とをミキシングしてミキシング信号を生成させるように構成されるミキサ；
前記ミキシング信号を積分して積分された信号を生成させるように構成される積分器；及び、
前記ディザ発生器から受信したディザ信号及び前記積分器から受信した積分された信号を加算して、遅延干渉計によって使用されるための位相制御信号を生成させるように構成される加算器
を含む前記回路。
【請求項２】
さらに、前記ミキシング信号をフィルタリングしてフィルタリング信号を生成させ、該フィルタリング信号が前記積分器によって使用されて前記積分された信号を生成させるように構成される低域通過フィルタを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記二乗器により生成された前記二乗信号が、クロック成分及び前記遅延干渉計の位相に依存する成分を含み、そして、前記パワー検出器が、前記二乗信号からクロック信号を除去するように構成される低域通過フィルタを含む、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記パワー検出器は二乗器を含み；そして、
前記パワー検出器は、直流（ＤＣ）のちょうど上から前記位相制御回路が設計される光学データ伝送システムのシンボル周波数より低い上限周波数にわたる帯域幅を有する、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記パワー検出器の入力は、前記二乗器の出力とコンデンサにより結合される、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
光学レシーバの位相制御方法であって、
電気信号を二乗器にて受信し；
前記受信電気信号に基づいて二乗信号を生成させ；
前記二乗信号のパワーをパワー検出器で検出して、前記パワー検出器の出力にてエラー信号を取得し；
ディザ信号を生成させ；
前記ディザ信号と前記エラー信号をミキシングしてミキシング信号を生成させ；
前記ミキシング信号を積分して積分された信号を生成させ；そして、
前記ディザ信号と前記積分された信号とを加算して遅延干渉計により使用されるための位相制御信号を生成させる
ことを含む、前記方法。
【請求項７】
さらに、前記ミキシング信号を低域通過フィルタリングして、前記積分された信号を生成させるために使用されるフィルタリングされた信号を生成させることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記二乗器により生成された前記二乗信号が、クロック成分及び前記遅延干渉計の位相に依存する成分を含み、そして、前記方法が、さらに、
前記パワー検出器にて前記二乗信号を低域通過フィルタリングして、前記二乗信号からクロック信号を除去すること
を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記二乗信号をコンデンサによってフィルタリングしてから、前記二乗信号をパワー検出器へ入力することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
受信光信号を第一及び第二の等価なパートに分割するように構成されるスプリッタ；
前記第一の信号パートを受信するように構成される同相バランスドレシーバであって、
建設的出力及び破壊的出力を生成させるように構成される第一の遅延干渉計、
前記光信号の二つの連続するシンボル間に位相シフトがなければ前記第一の遅延干渉計の前記建設的出力が最大値になるように前記第一遅延の干渉計内で遅延を生成させるように構成される第一の位相制御回路、
を含む前記同相バランスドレシーバ；並びに
前記第二の信号パートを受信するように構成される直角位相バランスドレシーバであって、
建設的出力及び破壊的出力を生成させるように構成される第二の遅延干渉計、
前記受信光信号の二つの連続するシンボル間に所定量の位相シフトが存在すれば前記第二の遅延干渉計の建設的出力が最大値になるように前記第二の遅延干渉計内で遅延を生成させるように構成される第二の位相制御回路
を含む前記直角位相バランスドレシーバを含む装置において、
前記第一の位相制御回路は、
前記第一の遅延干渉計の前記建設的及び破壊的出力に基づいて第一の電気信号を生成させるように構成される第一及び第二の直列接続の光ダイオード；
受信された前記第一の電気信号を二乗して二乗信号を生成させるように構成される二乗器；
前記二乗信号に基づいてエラー信号を生成させるように構成されるパワー検出器；
ディザ信号を生成させるように構成されるディザ発生器；
前記ディザ信号と前記エラー信号をミキシングしてミキシング信号を生成させるように構成されるミキサ；
前記ミキシング信号を積分して積分された信号を生成させるように構成される積分器；及び、
前記ディザ発生器から受信したディザ信号及び前記積分器から受信した積分された信号を加算して、前記第一の遅延干渉計に向かう第一の位相制御信号を生成させるように構成される加算器
を含む装置。
【請求項１１】
前記第二の位相制御回路は、
前記第二の遅延干渉計の前記建設的及び破壊的出力に基づいて第二の電気信号を生成させるように構成される第一及び第二の直列接続の光ダイオード；
受信された前記第二の電気信号を二乗して二乗信号を生成させるように構成される二乗器；
前記二乗信号に基づいてエラー信号を生成させるように構成されるパワー検出器；
ディザ信号を生成させるように構成されるディザ発生器；
前記ディザ信号と前記エラー信号をミキシングしてミキシング信号を生成させるように構成されるミキサ；
前記ミキシング信号を積分して積分された信号を生成させるように構成される積分器；及び、
前記ディザ発生器から受信したディザ信号及び前記積分器から受信した積分された信号を加算して、前記第二の遅延干渉計に向かう第二の位相制御信号を生成させるように構成される加算器
を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第二の位相制御回路は、前記光信号の二つの連続するシンボル間にπ／２の位相シフトが存在すれば前記第二の遅延干渉計の建設的出力が最大値になるように前記第二の遅延干渉計内で遅延を生成させるように構成される、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ、請求項１及び７のプリアンブルに記載の位相制御回路及び方法に関係する。
【０００２】
本発明は、光学ファイバによる高速光学データ伝送の分野に関する。より特定的には、本発明は、ＱＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ、及びより進化した光学変調形式の光学レシーバ内の位相制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
高速光学データ伝送が直面する問題の１つは、シンボル間干渉（ＩＳＩ）である。屈折率が１．５の光学ファイバにおいていわゆるオンオフ変調（ＯＯＫ）と呼ばれる振幅偏移変調（ＡＳＫ）を使用する１０Ｇｂ／ｓシステムでは、単一ビットは約２ｃｍの長さを有する。偏波モード分散（ＰＭＤ）及び波長分散（ＣＤ）のように光学伝送路の障害のために、隣接するタイムスロットのビットが重複する。結果として、単一ビットのエネルギーは、単一時間スロットから回復されねばならず、連続したタイムスロットの小数（例えば３）からも回復されねばならない。
【０００４】
等化作業が良好なほど、オプティカルリンクは、既存の伝送速度及び変調スキームにてデジタル的にリフレッシュすることなくより遠くにあってよい。別法として、より良好な等化技術が、他のパラメータが固定されるときにより高い伝送速度を可能とする。高級な等化技術は、例えばＷＯ２００５／０１１２２０（代理人整理番号：ＣＯ４ＷＯ）に記載の光学データ伝送の枠内である最ゆう系列推定器（ＭＬＳＥ）である。
【０００５】
別のアプローチは、１ビットより多くを単一シンボルへエンコードすることであるが、これはマルチレベル信号伝送を呼ばれている（Ｐｅｔｅｒ  Ｊ．Ｗｉｎｚｅｒ，Ｒｅｎｅ−Ｊｅａｎ  Ｅｓｓｉａｍｂｒｅ：“Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｆｏｒｍａｔｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．９４，Ｎｏ．５，Ｍａｉ  ２００６，ｐ．９５２−９８５を参照）。これは、シンボルレートがビットレートより小さいことを意味する。すなわち、マルチレベル信号伝送は、より高いスペクトル効率という利益をもたらす。これは、ときどき（しかしいつもではない）、ノイズ耐性の減少を犠牲にする。マルチレベル信号伝送システムでは各シンボルの長さの増加のために、ＩＳＩは、既存のデータ伝送速度及び伝送チャンネルの物理特性にて低下する。
【０００６】
差動四相位相偏移変調（ＤＱＰＳＫ）が、最近、光学通信研究においてかなりの注目を得ている。それは、総ビットレートの半分のシンボルレート（すなわち、各シンボルは２ビットをエンコードする）にて４位相偏移｛０，π／２，−π／２，π｝を伝送する。より簡便な変調形式が差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ）であり、これは単一ビットをエンコードするためのシンボルとして二位相シフト｛０，π｝を使用する。これは、シンボルレートがＤＰＳＫのビットレートと等しいことを意味する。
【０００７】
４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）の場合、シンボル｛１＋ｉ，−１＋ｉ，−１−ｉ，１−ｉ｝（ｉ２＝−１である）は、図３に示されるように使用してもよい。ＤＱＰＳＫシンボルは、二つの連続するＱＰＳＫシンボル間の遷移である。図３内の遷移は、ゼロ復帰（ＲＺ）（Ｄ）ＱＰＳＫ信号のために示される。
【０００８】
図４に示すように、ＤＱＰＳＫトランスミッタ４１は、位相変調器として動作する二つの並列のマッハツェンダ変調器４２，４３（ＭＺＭｓ）により最も利便に簡便に実装され得る。ＤＱＰＳＫトランスミッタ４１は、さらに、連続動作するレーザー源４４及び、光を同じ強度の二経路へ分割するためのスプリッタ４５を備える。同相経路が同相マッハツェンダ変調器４２に対して設けられる。直角位相経路が直角位相マッハツェンダ変調器４３に対して設けられる。直角位相経路は、光学π／２−移相器４６を備える。合成器４７は、同相及び直角位相経路の出力を合成することにより単一出力信号４８を作成する。実際、これらの二つのマッハツェンダ（４２，４３）、移相器（４６）、スプリッタ（４５）及び合成器（４７）は、「並列型マッハツェンダ」又は「ネスト型マッハツェンダ構造」と呼ばれる単一デバイスである。
【０００９】
光学的には、ゼロ復帰（ＲＺ）パルス成形を提供するためにパルスカーバー４９を付加してもよく、これは、非線形性に関して改善を与え、そして並列型マッハツェンダデータ変調器によって作られるいくつかの欠陥を取り除く。
【００１０】
ビットレートが４０Ｇｂ／ｓの場合、われわれは、シンボルレート２０ＧＨｚを得る。これは、パルスカーバー４９を駆動するために２０ＧＨｚクロックを必要とする。図４のトランスミッタ構造は、同相チャンネル及び直角位相チャンネルの両方のわれわれの例において２０Ｇｂ／ｓのバイナリ電気駆動信号のみを必要とする。そのような信号は、マルチレベル駆動波形よりも高速できわめて容易に作りやすい。
【００１１】
ＤＱＰＳＫやＤＰＳＫのような偏移変調のいかなる形式も、二乗検波（例えば光ダイオードにより）を使用して直接受け取れないので、差動位相偏移変調を強度変調へ変換するために、レシーバ側の光学経路にＤＰＳＫの場合は一つの遅延干渉計（ＤＩ）、そしてＤＱＰＳＫの場合は二個の並列型ＤＩが挿入される。
【００１２】
単一のＤＩ  ５１を図５に示す。ＤＩは、位相変調信号を二つの経路へ分け、これらが、ＤＩ出力にて隣接するシンボルを干渉させるために、シンボル期間Ｔの整数倍にほぼ等しい遅延（Ｄ）差５２を経験する。遅延差は、トランスミッタの位相差のプリコーディングに従う必要があり、これは、隣接するシンボル間で行われる必要はなく、２ｎｄ、３ｒｄ毎のシンボル間で行われてもよい。実際、レシーバ干渉計のトレランスを作製することに対する許容度の改善のために、隣接するペアをエンコードし、そして一シンボル期間に等しい遅延差を使用することがより良好である。
【００１３】
差動遅延（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｄｅｌａｙ）は、差動物理的経路長（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｐａｔｈ  ｌｅｎｇｔｈｓ）によってＤＩ内に実現されるが、０．５−ｄＢペナルティが±１０％以内に設計される必要がある。さらに、ＤＩ経路長差は、ＤＩ出力内の干渉条件を制御するために、サブ波長精度をもって、すなわち、１５５０ｎｍ波長域では０．１ｆｓ以下に対応して１０ｎｍのオーダーで微調整されなければならない。
【００１４】
破壊的出力ポート（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｏｕｔｐｕｔ  ｐｏｒｔ）５３にて、二個の光学場が、差分予符号化ルール（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｒｅ−ｃｏｄｉｎｇ  ｒｕｌｅ）基づいて、後続するビット又はシンボルとの間に位相変化がないときはいつも破壊的に、そして位相変化があるときはいつも建設的に干渉する。建設的出力ポート（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｏｕｔｐｕｔ  ｐｏｒｔ）５４は、論理的に反転したデータパターンを提供する。原則的に、二個の出力ポートの一つは、ＤＰＳＫ信号を完全に検出するのに充分である。しかし、オンオフ変調（ＯＯＫ）にまさるＤＰＳＫの３−ｄＢ感度の利点は、二個の出力ポートを使用する平衡検波についてのみ理解され得る。図５に示すように、減算器５７は、検出器５５及び５６の出力信号を減算することにより、電気的決定変数（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｖａｒｉａｂｌｅ）を取得する。平衡検波がシングルエンド検出に比べて優れる成績の理由は、非ガウスノイズ統計、ビート音の抑制されたシステムの特性である。
【００１５】
ＤＱＰＳＫの場合、受信信号は、はじめに、二つの等価なパートに分割される。各パートは、図５に示した形態のバランスドレシーバにより処理される。しかし、ＤＩ遅延は、複数のシンボル期間と等しくなければならない。このレシーバ構造の欠点は、伝送レーザーとＤＩの間の周波数ドリフトに対する許容度がＤＰＳＫに比べて６倍低いことである。これは、等価なビットレートについてＤＱＰＳＫシステムのシンボルレートが２倍低いせいで位相許容度が３倍低いことに相当する。例えば、４０Ｇｂ／ｓにて１−ｄＢペナルティでは、ＤＰＳＫがレーザー対ＤＩ周波数ミスマッチの±１．２ＧＨｚを許容するのに対して、ＤＱＰＳＫは±２００ＭＨｚしか許容しない。１０Ｇｂ／ｓでは、許容度は４倍厳格でさえある。汎用の光学トランスミッタに使用される波長ロック型ＤＦＢのｅｎｄ−ｏｆ−ｌｉｆｅ安定度は±２．５ＧＨｚになり、これは、レシーバ内にフィードバック制御ＤＩ調整を必要とする。
【００１６】
ＤＰＳＫの場合、ＤＰＳＫシステムに位相制御信号を提供するために二乗平均（ＲＭＳ）パワー検出が提唱されている（例えばＵＳ２００５／００８８６５９Ａ１を参照）。しかし、ＤＱＰＳＫ信号の場合、クローズドアイ（０度位相）及び４５度位相は、式（１）及び（２）に示すように、同一のＲＭＳパワーを有する。
【数１】
0005460618.tif 000002
【００１７】
したがって、このスキームは、ＤＱＰＳＫ信号のために働かないであろう。
【００１８】
シミュレーション（「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」，Ｍ．Ｃａｖａｌｌａｒｉ，Ｃ．Ｒ．Ｓ．Ｆｌｕｄｇｅｒ，Ｐ．Ｊ．Ａｎｓｌｏｗ，  ＯＦＣ  ２００４，  Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ  ２００４を参照）は、先のコアオプティクスによる出願ＷＯ２００５／０１１２２０Ａ１（代理人整理番号：ＣＯ４ＷＯ）で論じたシンボルレートサンプリング及び二倍オーバーサンプリングの両方にとって、ＭＬＳＥは、ＤＢＰＳＫ及びＤＱＰＳＫシステムの両方へ首尾よく適用され得ることを示すようである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、ＤＱＰＳＫ及びより進化した変調形式の光学レシーバ内の良好な干渉を保持する位相制御回路及び位相制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的は、独立請求項の内容により達成される。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様は、従属項の内容である。
【００２２】
エラー信号を最小化することは、ＤＱＰＳＫ−変調信号から位相制御信号を取得するための一つの方法である。
【００２３】
ディザ信号、並びにミキサ及び加算器を備えた制御ループは、最小値探索のための信頼のおける手段である。
【００２４】
前記制御ループは、さらに積分器を備えると、最小値（ｔｈｅ  ｍｉｎｉｍｕｍ）からの偏差が、長期運転で排除される。追加の低域通過フィルタは、最小値の発見を迅速化し得る。
【００２５】
クロック信号は、位相情報を含まないので、パワー検出器の波長域は、クロック信号を除きあるいは少なくとも減衰するように有利に作られる。合理的な選択は、前記位相制御回路が設計される光学データ伝送システムのシンボル周波数の約半分である上限周波数（ｕｐｐｅｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）である。
【００２６】
パワー検出器の入力を非線形素子の出力へコンデンサで結合することで、有利にＤＣ成分を除去し、その結果、パワー検出器のダイナミックレンジを減少させる。結果として、コスト及びパワー消費が抑えられる。
【００２７】
以下に、本発明の好ましい実施態様を、添付の図面を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、ＤＱＰＳＫ検出のための二個の並列型遅延干渉計を備えたレシーバを示す。
【図２】図２は、本発明の位相制御スキームのための回路図を示す。
【図３】図３は、ＱＰＳＫシンボル及びＲＺ−ＤＱＰＳＫシンボルを示す。
【図４】図４は、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ信号用の公知のトランスミッタを示す。
【図５】図５は、遅延干渉計を用いたバランスドレシーバを示す。
【００２９】
略語
ＡＣ：交流
ＡＳＫ：振幅偏移変調
ＢＥＲ：ビット誤り率
ＣＤ：波長分散
ＣＤＲ：クロックデータ再生器
Ｄ：遅延
ＤＣ：直流
ＤＧＤ：微分群遅延差
ＤＩ：遅延干渉計  
ＤＱＰＳＫ：差動四相位相偏移変調  
ＤＰＳＫ：差動位相偏移変調  
ＦＥＣ：前方誤り訂正
ＩＳＩ：シンボル間干渉
ＭＬＳＥ：最ゆう系列推定器  
ＭＺＭ：マッハツェンダ変調器
ＮＲＺ：非ゼロ復帰
ＯＯＫ：オンオフ変調
ＯＳＮＲ：光学信号対ノイズ比
ＰＭＤ：偏光モード分散
ＲＦ：無線周波数
ＲＭＳ：二乗平均
ＲＺ：ゼロ復帰
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明を、以下の詳細な説明に示す実施態様と図面を参照して説明するが、以下の詳細な説明及び図面は、本発明を特に開示した例示的実施態様に限定する意図ではなく、むしろ、記載した例示的実施態様は、単に本発明のさまざまな側面を例示したものであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲により規定されるものであると理解されるべきである。
【００３１】
図１は、ＤＱＰＳＫ検出用の二個の並列型遅延干渉計を備えたレシーバ１を示す。受信信号２０が、スプリッタ２１で二つの等価なパートに分割される。一つのパートは、同相バランスドレシーバ２へ供給され、他のパートは、直角位相バランスドレシーバ１２へ供給される。二本の線は、同相バランスドレシーバ２の破壊的出力ポート３及び建設的出力ポート４の出力を示す。直列接続の二個の光ダイオードにより電気的受信信号７が生成される。受信電気信号７は、同相データの復元のためにクロックデータ再生器（ＣＤＲ）回路８へ転送される。受信電気信号７は、また、ＤＩの微調整のために同相バランスドレシーバ２のＤＩへフィードバックされる位相制御信号５を生成する位相制御回路９へ転送される。
【００３２】
直角位相バランスドレシーバ１２は、また、二本の線で示される破壊的出力ポート１３及び建設的出力ポート１４を備える。直角位相バランスドレシーバ１２は、ＣＤＲ回路１８及び位相制御回路１９へ転送される受信電気信号１７を生成し、位相制御回路は、ＤＩの微調整のために直角位相バランスドレシーバ１２のＤＩへフィードバックされる位相制御信号１５を生成する。
【００３３】
同相及び直角位相バランスドレシーバ２及び１２のそれぞれは、位相を調整するための制御ループを備える。同相バランスドレシーバ２と直角位相バランスドレシーバ１２との差異は、位相制御回路９及び１９並びに各ＤＩの中にある。両位相制御回路は、ほぼシンボル長さの遅延を生成する。同相バランスドレシーバ２のＤＩの遅延差は、二つの連続するシンボル間に位相シフトがなければＤＩの建設的出力が最大値になるように、微調整される。しかし、直角位相バランスドレシーバ１２のＤＩは、連続するシンボル間にπ／２の位相シフトが存在すればＤＩの建設的出力が最大値になるように、微調整される。このわずかな違いを別にすると、バランスドレシーバ２及び１２は全く同様である。
【００３４】
実際の実施では、テストシーケンスが、レシーバ側の両信号を認識するために同相信号及び直角位相信号の両方に組み込まれてもよい。テストシーケンスは、同相及び直角位相信号を反転した同相及び直角位相信号からそれぞれ見分けるために非対称の必要がある。
【００３５】
図２に位相制御回路９の詳細を示し、これは、二乗器２２、コンデンサ２３、ＲＦパワー検出器２４、ディザトーン発生器２７、ミキサ２８、低域通過フィルタ２９、積分器３０及び加算器３１を備える。位相制御回路１９は同じである。受信信号２０の電場Ｅ（ｔ）は、以下の式で表される：
【数２】
0005460618.tif 000003
【００３６】
Ａ（ｔ）は、電場のパワーエンベローブであり、これは本質的にまさにクロック信号である。θ（ｔ）は、データの位相である。ＤＱＰＳＫでは、位相θ（ｔ）が、データＮｋ（Ｎｋは整数∈｛０，１，２，３｝である）に応じてπ／２の倍数だけ変化する。ｔは時間であり、ｋは、長さＴのタイムスロットを示す。上記したように、ＤＩは、シンボル期間である約Ｔの遅延差を導入することによって、連続したシンボルを干渉させるのに使用される。破壊的出力ポート３、建設的出力ポート４及び二個の光ダイオードの直列接続によって示されるように、平衡検波の結果は、受信電気信号７Ｖ＋−Ｖ−：
【数３】
0005460618.tif 000004
である。
【００３７】
受信電気信号７は、増幅器６（図１に示さず）により増幅される。増幅された受信電気信号７は、二乗器２２により二乗される。二乗器２２の出力信号が、以下の式により記載され、増幅器６は増幅度１を提供することを想定する。
【数４】
0005460618.tif 000005
【００３８】
これは、二つの成分を用意する。すなわち、一つ目は、クロック信号Ａ２（ｔ）である。２０Ｇｂａｕｄシステムの場合、２０ＧＨｚに強いトーンが存在する。第二の成分
【数５】
0005460618.tif 000006
は、データＮｋ及び干渉計の位相φに依存する信号である。重要なことは、φ＝π／４のとき、この項は消滅し、クロック信号のみを残す。第二のＲＦパワー検出器２４が、その後、ＲＦパワーを測定するために使用される。この最小値を見つけるために、以下に記載のディザトーンあるいは他の最急降下法を使用してもよい。シミュレーションは、所望の＋／−４５度点に最低のＲＦパワーが存在すること、及びこの制御信号は、光学ノイズの有意な量、例えば１２ｄＢの光学信号対ノイズ比（ＯＳＮＲ）が存在する場合でも依然として存在することを示す。
【００３９】
位相に関するいかなる情報も含まない０−周波数成分を除去するために、二乗器２２の出力は、第二のＲＦパワー検出器２４の入力にコンデンサ２３によりＡＣ結合される。０−周波数成分は二乗器２２から生じ、そしてまた電子部品のオフセットから生じ得る。０−周波数成分は、第二ＲＦパワー検出器２４によって必要とされるダイナミックレンジを減少させ、したがって、操作中のコストとパワーをセーブする。
【００４０】
クロック信号Ａ２（ｔ）は位相情報を含まないので、第二ＲＦパワー検出器２４の帯域幅を制御して、低域通過フィルタ２５によって示されるクロック信号Ａ２（ｔ）を除去する。第二パワー検出器２４の上限周波数は、シンボル周波数の約半分であり、これは、パワー検出器の周波数ロールオフと、位相制御回路が設計される光学データ伝送システムのシンボルレートにおけるクロックトーンとの間のトレードオフである。
【００４１】
典型的な周波数ロールオフ及びシンボルレートの半分の上限周波数を持つコンデンサ２３の高域通過フィルタリング及び第二パワー検出器の低域通過フィルタリングは、意外にも簡単かつ有利な方法でミキサ２８のための信号域を制限する。
【００４２】
第二ＲＦパワー検出器２４の主要な特徴は、二乗器２６で示される。干渉計位相は、ディザトーン生成装置２７によって供給されるディザ信号を積分器３０の出力へ加算器３１で加算することによってディザリングされる。加算器３１の出力信号は、位相制御信号５を構成する。第二ＲＦパワー検出器２４の出力は、ミキサ２８によってディザ信号と同期的にミキシングされる。ミキサ２８の出力は、その後、フィルタ２９でフィルタリングされ、そして積分器３０で積分される。
【００４３】
積分器３０は、低域通過フィルタとして作用するので、別の実施態様では、低域通過フィルタ２９を除去することができる。しかし、低域通過フィルタ２９は、積分器に対する信号域を減じる。一実施態様では、積分器がＤＳＰによって実行され、ここでは、制御ループは容易に変更され得る。低域通過フィルタは、ＤＳＰの前に、Ａ／Ｄコンバータのものに対して信号ダイナミックレンジを制限する。このために、このフィルタは、ディザ周波数又はその直前のカットオフ周波数を持った低域通過特性を有して、ミキサからのダブルディザ周波数成分を除去する。したがって、Ａ／Ｄコンバータの必要なダイナミックレンジが減じられる。
【００４４】
もちろん、この制御スキームの実質量は、ＡＳＩＣ又はＤＳＰ内で実行してもよい。
【００４５】
ｃｏｓ（π△Ｎｋ＋２φ）は、
【数６】
0005460618.tif 000007
の場合０であり、ただし△Ｎｋは整数であり、Ｍもまた整数であり、奇数又は偶数Ｍについてポイントのどちらも安定である。これは、制御ループ増強度の符号（ｓｉｇｎ）に依存し、特に、
【数７】
0005460618.tif 000008
で表されるＤＩ特性の符号に依存し、ここで、ｄφは、位相制御電圧変化ｄＶ及び積分器増強度の符号（通常、負である）についての位相変化である。
【００４６】
二乗器２２の代わりに、エンベローブ検出器又は絶対値回路を使用し得る。さらに、線形領域（ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｇｉｍｅ）内のＸＯＲゲート又は個別ダイオード成分を使用し得る。半波長整流器もまた働くが、その成績はあまりよくない。実際、二乗器２２を置き換える置換素子は、ある程度整流特性を有し、これは、置換素子の応答曲線のテイラー級数の偶項によって与えられることのみが重要である。その意味では、指数応答曲線もまた適当である。
【００４７】
同様に、第二ＲＦパワー検出器２４は、整流器又はある程度整流特性を有する上記した別の素子で置換してもよい。
【００４８】
シミュレーション結果は、制御信号は、また、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調データについて準最適ビット誤り率（ＢＥＲ）を与えることを示すようである。これは、受信信号が、伝送ファイバ内で、波長分散又はＤＧＤ（微分群遅延差−１ｓｔオーダーＰＭＤ）によって歪むときでさえ真実である。ＮＲＺ−ＤＱＰＳＫの場合、信号歪みは、制御システムに非最適位相へロックさせる。結果として、前方誤り訂正（ＦＥＣ）を使用するさらなる最適化プロセスが必要となる。典型的には、ＦＥＣアルゴリズムは、ある程度の負荷（例えば７％）を負担して〜１０−３から１０−１５を上回るまでの入力ＢＥＲを修正可能である。それらは、また、修正されたエラーの数、及び入力ＢＥＲの情報を提供する。ＦＥＣモジュールは、ＣＤＲ８，１８からのデータを修正し、そして、入力ＢＥＲの推計を位相制御モジュール９，１９へ提供する。位相制御モジュール９，１９は、その後、位相制御信号５，１５及びその結果として干渉計位相に対する小さな変化によってＢＥＲを最小化しようとする。小さな変化は、加算器３１の第二入力３３へ適用される。この実施態様では、第二入力３３は、積分器３０の出力から接続が切られる。そうでなければ、二個の制御ループが干渉する。別法として、オフセットを積分器の前に付加することができる。
【００４９】
光学増強技術のために過去２０年間、興味の中心外であったが、同期検波技術（「ＣｏｒｅＯｐｔｉｃｓ  ｄｅｌｉｖｅｒｓ  ｗｏｒｌｄ‘ｓ  ｆｉｒｓｔ  １１１  Ｇｂｐｓ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒｅｃｏｒｄ  ｆｏｒ  ｏｖｅｒ  ２４００  ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ」，Ｐｒｅｓｓ  Ｒｅｌｅａｓｅ  Ｍａｒｃｈ  ２７，２００７，ｗｗｗ．ｃｏｒｅｏｐｔｉｃ．ｃｏｍ）の最近の増大する関心のために、本発明に従って位相制御回路によって生成する位相制御信号は、上記したようなＤＩの遅延差を微調整する代わりに、位相を制御し、そして、レシーバ内のローカルレーザーの周波数を微調整するために使用してもよいことに気づくべきである。
【００５０】
本発明のさらなる改変及び変更は、当業者にはこの記載から明らかである。
【００５１】
したがって、この記載は、単に例示とらえるべきであり、そして当業者に本発明を実行する一般的なやり方を教育する目的のためである。ここに示し説明した本発明の形態は、現在の好ましい実施態様であることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１          レシーバ
２          同相バランスドレシーバ
３          破壊的出力ポート
４          建設的出力ポート
５          位相制御信号
６          増幅器
７          受信電気信号
８          クロックデータ再生器
９          位相制御回路
１２      直角位相バランスドレシーバ
１３      破壊的出力ポート
１４      建設的出力ポート
１５      位相制御信号
１７      受信電気信号
１８      クロックデータ再生器
１９      位相制御回路
２０      受信信号
２１      スプリッタ
２２      二乗器
２３      コンデンサ
２４      ＲＦパワー検出器
２５      低域通過フィルタ
２６      二乗器
２７      ディザトーン発生器
２８      ミキサ
２９      低域通過フィルタ
３０      積分器
３１      加算器
３３      第二入力
４１      トランスミッタ
４２，４３マッハツェンダ変調器（ＭＺＭ）
４４      レーザー源
４５      スプリッタ
４６      光学π／２−移相器
４７      合成器
４８      出力信号
５１      遅延干渉計（ＤＩ）
５２      遅延差
５３      破壊的出力ポート
５４      建設的出力ポート
５５，５６検出器
５７      減算器
【図１】
0005460618.tif 000009
【図２】
0005460618.tif 000010
【図３】
0005460618.tif 000011
【図４】
0005460618.tif 000012
【図５】
0005460618.tif 000013