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光通信系统、光通信方法、接收器、光波导和发送器

申请号 CN202280060874.9 申请日 2022-03-17 公开(公告)号 CN117981241A 公开(公告)日 2024-05-03
申请人 索尼集团公司; 发明人 森田宽; 鸟羽一彰; 山本真也;
摘要 本 发明 使得能够在确保接收 信号 的 波形 质量 的同时降低功耗。提供了一种光通信系统,其中,发送器和接收器通过光 波导 连接,并且使用第二 波长 的光彼此通信。在本文中,光波导在第一波长下仅传播基模,并且第二波长是光波导可以至少将主模连同基模一起传播的波长。模间传播延迟差调整单元进行调整,使得在包括光波导的第二波长的光的光通信路径中,主模相对于基模延迟一个单位间隔。此外,例如,模比率调整单元调整从发送器入射到光波导上的第二波长的光中的基模与主模之间的比率。
权利要求

1.一种光通信系统,其中,发送器和接收器通过光波导连接并且使用第二波长的光进行通信,
所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,所述光通信系统包括:
模间传播延迟差调整单元,所述模间传播延迟差调整单元执行调整,使得在包括所述光波导的所述第二波长的光的光通信路径中,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
2.根据权利要求1所述的光通信系统,其中,
所述模间传播延迟差调整单元包括所述光波导。
3.根据权利要求2所述的光通信系统,其中,
在所述光波导中,长度以及纤芯和包层的折射率分布被设定为使得当所述第二波长的光传播时,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
4.根据权利要求1所述的光通信系统,其中,
所述模间传播延迟差调整单元包括所述光波导和所述接收器中的可变移相器
5.根据权利要求4所述的光通信系统,其中,
基于与经由所述光通信路径的所述第二波长的光对应地获得的接收信号波形质量信息,调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
6.根据权利要求5所述的光通信系统,其中,
在所述接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
7.根据权利要求5所述的光通信系统,其中,
在所述接收信号的误比特率降低的方向上调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
8.根据权利要求4所述的光通信系统,其中,
基于所述光波导中生成的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差的信息来调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
9.根据权利要求1所述的光通信系统,还包括:
模比率调整单元,所述模比率调整单元调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的比率。
10.根据权利要求9所述的光通信系统,其中,
所述模比率调整单元调整在连接所述发送器的所述光波导的插座中的光纤的纤芯位置相对于光轴的偏移量。
11.根据权利要求10所述的光通信系统,其中,
基于从所述接收器发送的控制信号来调整所述纤芯位置的偏移量。
12.根据权利要求11所述的光通信系统,其中,
所述接收器基于与经由所述光通信路径的所述第二波长的光对应地获得的接收信号的波形质量信息来生成所述控制信号。
13.根据权利要求12所述的光通信系统,其中,
在所述接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上调整所述纤芯位置的偏移量。
14.根据权利要求12所述的光通信系统,其中,
在所述接收信号的误比特率降低的方向上调整所述纤芯位置的偏移量。
15.一种用于在发送器与接收器通过光波导连接的光通信系统中使用第二波长的光进行通信的光通信方法,所述光通信方法包括:
通过所述光波导在第一波长下仅传播基模,
所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长;以及在包括所述光波导的所述第二波长的光的光通信路径中,将所述基模和所述主模中的一个调整为相对于另一个延迟一个单位间隔。
16.一种接收器,包括:
光输入单元,所述光输入单元接收经由光波导从发送器发送的第二波长的光,其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,所述接收器还包括:
控制单元,所述控制单元生成用于调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二光的所述基模与所述主模之间的比率的控制信号。
17.一种接收器,包括:
光输入单元,所述光输入单元接收经由光波导从发送器发送的第二波长的光,其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,所述接收器还包括:
可变移相器,所述可变移相器调整输入到所述光输入单元的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差;以及
控制单元,所述控制单元生成用于控制所述可变移相器的控制信号。
18.根据权利要求17所述的接收器,其中,
所述控制单元还生成用于调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二波长的光的所述基模与所述主模之间的比率的控制信号。
19.一种光波导,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
在第二波长下至少将主模连同所述基模一起传播,
所述光波导具有如下设定的长度以及纤芯和包层的折射率分布,使得当所述第二波长的光传播时,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
20.一种发送器,包括:
光输出单元,所述光输出单元经由所述光波导向接收器输出第二波长的光,其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,
所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,以及所述光输出单元被配置为能够调整输入到所述光波导的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的比率。

说明书全文

光通信系统、光通信方法、接收器、光波导和发送器

技术领域

[0001] 本技术涉及光通信系统、光通信方法、接收器、光波导和发送器,并且更具体地,涉及能够在确保波形质量的同时降低功耗的光通信系统等。

背景技术

[0002] 传统上,通过空间耦合进行光通信是已知的。在该光通信的情况下,特别是在单模光纤中,由于位置偏移而导致发生大的光功率损耗。为此原因,传统上,为了抑制位置偏移,对组件的精度要求高,从而导致成本的增加。
[0003] 本申请人之前已提出了一种能够通过放松位置偏移的精度来降低成本的光通信装置,即,所谓的双模光通信装置(参见专利文献1)。该光通信装置包括在第一波长下仅传播基模(fundamental mode)并且使用第二波长的光执行通信的光波导。这里,第二波长是光波导可以至少将主模(primary mode)连同基模一起传播的波长。
[0004] 此外,传统上已知的是,在诸如激光二极管之类的发光元件在光通信系统的发送侧被驱动的情况下,为了确保波形质量,需要流过一定程度的偏置电流
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:WO 2020/153236 A发明内容
[0008] 本发明要解决的问题
[0009] 本技术的目的是使得能够在确保接收信号的波形质量的同时降低功耗。
[0010] 问题的解决方案
[0011] 本技术的构思是
[0012] 一种光通信系统,其中,发送器和接收器通过光波导连接并且使用第二波长的光进行通信,
[0013] 所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0014] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,[0015] 所述光通信系统包括:
[0016] 模间传播延迟差调整单元,所述模间传播延迟差调整单元执行调整,使得在包括所述光波导的第二波长的光的光通信路径中,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0017] 本技术是一种光通信系统,其中,发送器和接收器通过光波导连接并且使用第二波长的光进行通信。这里,光波导在第一波长下仅传播基模,以及第二波长是光波导能够至少将主模连同基模一起传播的波长。模间传播延迟差调整单元执行调整,使得在包括光波导的第二波长的光的光通信路径中,基模和主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0018] 例如,模间传播延迟差调整单元可以包括光波导。在该情况下,例如,在光波导中,长度以及纤芯和包层的折射率分布被设定为使得当第二波长的光传播时,基模和主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。在模间传播延迟差调整单元由如上所述的光波导来配置的情况下,可以容易地且可靠地执行调整,使得在第二波长的光的光通信路径中,基模和主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0019] 此外,例如,模间传播延迟差调整单元可以包括光波导和接收器中的可变移相器。在模间传播延迟差调整单元如上所述地包括光波导和接收器中的可变移相器的情况下,可以使用通用光波导作为光波导,该通用光波导没有被调整为使得当第二波长的光传播时,基模和主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0020] 在该情况下,例如,可以基于与经由光通信路径的第二波长的光对应地获得的接收信号的波形质量信息,调整可变移相器中的基模与主模之间的模间传播延迟差。例如,在接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上调整可变移相器中的基模与主模之间的模间传播延迟差,或者在接收信号的误比特率(bit error rate)降低的方向上调整可变移相器中的基模与主模之间的模间传播延迟差。如上所述,基于与经由光通信路径的第二波长的光对应地获得的接收信号的光波形质量信息,调整可变移相器中的基模与主模之间的模间传播延迟差,使得可以在增强波形质量的方向上精确地调整接收信号的波形质量。
[0021] 此外,在该情况下,可以基于光波导中生成的基模与主模之间的模间传播延迟差的信息来调整可变移相器中的基模与主模之间的模间传播延迟差。如上所述,基于光波导中生成的基模与主模之间的模间传播延迟差的信息来调整可变移相器中的基模和主模之间的模间传播延迟差,并且因此,可以容易地且准确地执行调整,使得在第二波长的光的光通信路径中,基模和主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0022] 如上所述,在本技术中,执行调整,使得在包括光波导的第二波长的光的光通信路径中,基模和主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔,并且即使在诸如激光二极管之类的发光元件在发送侧被驱动的情况下将偏置电流抑制为低,也可以抑制接收信号的波形质量的劣化,并且因此,可以在确保接收信号的波形质量的同时降低功耗。
[0023] 注意,在本技术中,例如,还可以包括模比率调整单元,所述模比率调整单元调整从发送器入射到光波导上的第二波长的光中的基模与主模之间的比率。以此方式,通过调整从发送器入射到光波导上的第二波长的光中的基模与主模之间的比率,可以进一步提高接收信号的波形质量。
[0024] 例如,模比率调整单元可以调整在连接发送器的光波导的插座中的光纤的纤芯位置相对于光轴的偏移量。因此,这使得可以容易地调整从发送器入射到光波导上的第二波长的光中的基模与主模之间的比率。
[0025] 在该情况下,例如,可以基于从接收器发送的控制信号来调整纤芯位置的偏移量。因此,这使得可以容易地从接收器侧调整纤芯位置的偏移量。
[0026] 例如,接收器可以基于与经由光通信路径的第二波长的光对应地获得的接收信号的波形质量信息来生成控制信号。这里,例如,在接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上调整纤芯位置的偏移量,或者在接收信号的误比特率降低的方向上调整纤芯位置的偏移量。以此方式,通过基于与经由光通信路径的第二波长的光对应地获得的接收信号的波形质量信息来生成控制信号,可以在增强波形质量的方向上精确地调整接收信号的波形质量。
[0027] 本技术的另一构思是
[0028] 一种用于在发送器与接收器通过光波导连接的光通信系统中使用第二波长的光进行通信的光通信方法,所述光通信方法包括:
[0029] 通过所述光波导在第一波长下仅传播基模,
[0030] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长;以及[0031] 在包括所述光波导的所述第二波长的光的光通信路径中,将所述基模和所述主模中的一个调整为相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0032] 此外,本技术的另一构思是
[0033] 一种接收器,包括:
[0034] 光输入单元,所述光输入单元接收经由光波导从发送器发送的第二波长的光,[0035] 其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0036] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,[0037] 所述接收器还包括:
[0038] 控制单元,所述控制单元生成用于调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二光的所述基模与所述主模之间的比率的控制信号。
[0039] 此外,本技术的另一构思是
[0040] 一种接收器,包括:
[0041] 光输入单元,所述光输入单元接收经由光波导从发送器发送的第二波长的光,[0042] 其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0043] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,[0044] 所述接收器还包括:
[0045] 可变移相器,所述可变移相器调整输入到所述光输入单元的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差;以及
[0046] 控制单元,所述控制单元生成用于控制所述可变移相器的控制信号。
[0047] 在该情况下,例如,控制单元还可以生成用于调整从发送器输入到光波导的第二波长的光的基模与主模之间的比率的控制信号。
[0048] 此外,本技术的另一构思是
[0049] 一种光波导,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0050] 在第二波长下至少将所述主模连同所述基模一起传播,
[0051] 所述光波导具有如下设定的长度以及纤芯和包层的折射率分布,使得当所述第二波长的光传播时,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0052] 此外,本技术的另一构思是
[0053] 一种发送器,包括:
[0054] 光输出单元,所述光输出单元经由所述光波导向接收器输出第二波长的光,[0055] 其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,
[0056] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,以及[0057] 所述光输出单元被配置为能够调整输入到所述光波导的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的比率。附图说明
[0058] 图1是图示通过空间耦合进行的光通信的概要的示图。
[0059] 图2是图示光纤的基本结构和阶跃型光纤的LPml模的示图。
[0060] 图3是在单模下1310nm的通常情况下考虑归一化频率V的情况下的示图。
[0061] 图4是图示光轴对准的精度劣化的因素的示例的示图。
[0062] 图5是图示光轴对准的精度劣化的因素的示例的示图。
[0063] 图6是用于说明在波长为850nm的光输入到1310nm的单模光纤的情况下可以存在LP01的基模和LP11的主模的示图。
[0064] 图7是用于考虑在输入光中仅存在LP01的基模的条件下发生光轴偏移的情况的示图。
[0065] 图8是图示在1310nm和850nm的输入光波长下损耗量的模拟结果的曲线图。
[0066] 图9是图示在不存在光轴偏移的状态下在输入光中仅存在基模、但是在存在光轴偏移的状态下将基模的一部分变换成主模的示图。
[0067] 图10是用于说明根据偏移将基模变换成主模的曲线图。
[0068] 图11是图示双模光通信系统的配置示例的框图
[0069] 图12是图示发送器的驱动器IC和发光单元的配置示例的示图。
[0070] 图13是图示VCSEL输出频率特性的示例的示图。
[0071] 图14是图示光波形的眼图(eye pattern)的示例的示图。
[0072] 图15是图示来自850nm光源的包括波长为850nm的基模和主模的光通过传统的1310nm光纤(在1310nm的波长下仅传播基模(0阶模)的单模光纤)传播的情况的示例的示图。
[0073] 图16是图示在流过850nm光源的发光元件的偏置电流小的情况下在1310nm光纤的入射端(A点)和出射端(B点)处的基模、主模和合计波形的示例的示图。
[0074] 图17是通过眼图来图示在入射端(A点)和出射端(B点)处的基模和主模的合计波形的示图。
[0075] 图18是图示作为第一实施例的光通信系统的配置示例的框图。
[0076] 图19是用于说明控制纤芯和包层的折射率分布的示例的示图。
[0077] 图20是图示发送器的插座和电缆的插头连接的状态的示例的示图。
[0078] 图21是示意性地图示发送器的插座和电缆的插头的配置的透视图。
[0079] 图22是图示用于获取接收信号中出现的过冲电平的电路配置示例等的示图。
[0080] 图23是图示光通信系统的另一配置示例的方框单元。
[0081] 图24是图示作为第二实施例的光通信系统的配置示例的框图。
[0082] 图25是图示可变移相器的配置示例等的示图。

具体实施方式

[0083] 在下文中,将描述用于实施本发明的模式(在下文中被称为“实施例”)。注意,将按照以下顺序给出描述。
[0084] 1.实施例
[0085] 2.变型例
[0086] <1.实施例>
[0087] [与本技术有关的技术的描述]
[0088] 首先,将描述与本技术有关的技术。图1图示了通过空间耦合进行的光通信的概要。在该情况下,从发送侧的光纤10T出射的光被透镜11T形成为准直光并且出射。然后,准直光被接收侧的透镜11R会聚并且入射到光纤10R上。在该光通信的情况下,特别是在单模光纤中,由于位置偏移而发生大的光功率损耗。注意,光纤10T和10R具有在用作光路的中心部分处的纤芯10a和覆盖其周边的包层10b的双重结构。
[0089] 接下来,将描述模的基本概念。在光纤中以单模进行传播的情况下,需要确定光纤的诸如折射率和纤芯直径之类的参数,使得仅存在一个模。
[0090] 图2的(a)图示了光纤的基本结构。光纤具有利用被称为包层的层来覆盖被称为纤芯的中心部分的结构。在该情况下,纤芯的折射率n1高,包层的折射率n2低,以及光被约束在纤芯中并且传播。
[0091] 图2的(b)图示了阶跃型光纤的线性偏振(LPml)模,并且图示了作为归一化频率V的函数的归一化传播常数b。纵轴表示归一化传播常数b,以及在某个模没有通过(阻断)的状态下,b=0,而当光功率被约束在纤芯中(可以传播)时,b接近1。横轴表示归一化频率V,并且可以通过下面的公式(1)来表示。这里,d是纤芯直径,NA是数值孔径,并且λ是光的波长。
[0092] V=πdNA/λ…(1)
[0093] 例如,当V=2.405时,LP11处于中断的状态,并且因此,作为模,仅存在LP01。因此,V=2.405或更小的状态成为单模。这里,LP01是基模(0阶模),并且此后,LP11、LP21、…分别成为主模(primary mode)、二次模(secondary mode)、…。
[0094] 例如,如图3的(a)中所示,在1310nm的情况下考虑归一化频率V,1310nm在单模中是通常的。这里,当纤芯直径d和数值孔径NA分别是1310nm光纤的通常参数d=8μm和NA=0.1,并且通过光纤传播的光的波长为1310nm时,根据公式(1)获得V=1.92。
[0095] 因此,如图3的(b)中所示,由于归一化频率V为2.405或更小,因此仅传播LP01的基模,并且获得单模。这里,当纤芯直径增加时,可以传播的模的数量增加。顺便提一下,例如,通常的多模光纤通过将纤芯直径设定为诸如50μm之类的值来传播数百个模。
[0096] 在考虑如图1中所示的通过空间耦合进行光通信的情况下,由于在单模中纤芯直径小,因此发送侧/接收侧的光耦合单元的对准变得严格,并且存在用于精确地对准光轴的精度要求变高的问题。
[0097] 为了解决该问题,通常使用高精度组件,或者加工光纤的光输入单元,以便于光插入到光纤纤芯中。然而,高精度组件具有高成本,并且需要加工的组件具有高加工成本。因此,用于单模通信的连接器和系统通常具有高成本。
[0098] 图4和图5图示了光轴对准的精度劣化的因素的示例。例如,如图4的(a)中所示,由于用于固定套圈(ferrule)15T和15R以及光纤10T和10R的固定材料16T和16R的量不均匀,导致光轴未对准。此外,例如,如图4的(b)中所示,由于透镜11T和11R的整形精度不足,导致发生光轴偏移。
[0099] 此外,如图5的(a)和图5的(b)中所示,由于设置在套圈15T和15R上的定位机构(凹部17T和凸部17R)的精度不足,导致光轴未对准。注意,图5的(a)和图5的(b)中所示的凸部17R可以是销。
[0100] 例如,本技术是一种在可以通过放松位置偏移的精度来降低成本的双模光通信系统中使得能够在确保接收信号的波形质量的同时降低功耗的技术。
[0101] 这里,双模光通信系统包括在第一波长下仅传播基模并且使用第二波长的光进行通信的光波导,以及第二波长是光波导可以至少将主模连同基模一起传播的波长。
[0102] 将描述双模光通信系统。例如,当将波长为850nm而非1310nm的光输入到与图3的(a)中相同的条件下的光纤时,归一化频率V=2.96,如图6的(b)中所示。因此,如图6的(a)中所示,可以存在LP01的基模和LP11的主模。
[0103] 当如图7的(a)中所示的光学系统被组装时,将考虑在输入光中仅存在LP01的基模的条件下,接收侧的光纤的位置在垂直于光轴的方向上偏移的情况(参见图7的(a)和图7的(b)中的箭头),即,将考虑出现光轴偏移的情况。
[0104] 图8是图示在该情况下光功率的耦合效率的模拟结果的曲线图。横轴表示光轴偏移量,并且纵轴表示耦合效率。在不存在偏移的状态下,100%的功率传播到光纤中,并且耦合效率为1。然后,例如,在相对于输入光只有50%的功率传播到光纤中的情况下,耦合效率为0.5。
[0105] 当将输入光的波长在1310nm和850nm之间进行比较时,可以看出在850nm的情况下的特性良好。这是因为在1310nm的情况下,仅可以传播基模,而在850nm的情况下,除了基模之外,还可以传播主模(参见图6的(a))。
[0106] 即,在不存在光轴偏移的状态下,如图9的(a)中所示,在输入光中仅存在基模。另一方面,在存在光轴偏移的状态下,如图9的(b)中所示,使用由包层与纤芯之间的折射率差引起的相位差,将基模的一部分变换成主模。在1310nm的情况下,不能传播该主模,但是在850nm的情况下,还可以传播该主模,从而改善了850nm的情况下的特性。
[0107] 在图10的曲线图中,分别描述了基模(0阶模)分量和主模分量,并且总和是总计(Total)曲线。由于在输入光中仅存在基模,因此可以看出,根据偏移将基模变换成主模。另一方面,在1310nm的情况下,如图3的(a)中所示,仅可以传播基模,并且因此,如图8中所示,基模纯粹地减少。
[0108] 在图8中,对于1310nm和850nm,当与耦合效率0.8(大约‑1dB)相比时,相对于位置偏移的精度可以被放松大约1.8倍,并且当与耦合效率0.9(大约‑0.5dB)相比时,相对于位置偏移的精度可以被放松大约2.35倍。
[0109] 如上所述,光纤可以在第一波长(例如,1310nm)下仅传播基模,并且光纤被配置为使用第二波长(例如,850nm)的光进行通信,第二波长可以将主模连同基模一起传播,由此可以提高光功率的耦合效率。
[0110] 图11图示了双模光通信系统10的配置示例。光通信系统10包括发送器100、接收器200和电缆300。发送器100和接收器200经由电缆300连接。
[0111] 发送器100例如是AV源,诸如个人计算机、游戏机、盘播放器、机顶盒、数码相机移动电话。接收器200例如是电视接收器、投影仪、头戴式显示器等。
[0112] 发送器100包括发送处理单元104、驱动器IC 105、发光单元101、光纤103和插座102。发光单位101包括诸如垂直腔面发射激光器(VCSEL)之类的激光二极管或诸如发光二极管(LED)之类的发光元件。发光单元101由驱动器IC 105基于从发送处理单元104供应的发送数据来驱动,并且输出与发送数据对应的光(光信号)。光纤103将从发光单元101输出的光信号传播到作为光输出单元的插座102。
[0113] 接收器200包括插座201、光接收单元202、光纤203、放大单元204和接收处理单元205。光接收单位202包括诸如光电二极管之类的光接收元件。光接收单元202将从作为光输入单元的插座201经由光纤203发送的光信号变换成电信号。从光接收单元202输出的电信号被放大单元204放大,并且作为接收信号被供应到接收处理单元205。接收处理单元205对接收信号执行诸如数据采样和解调之类的处理,以获得接收数据。
[0114] 电缆300包括在作为光波导的光纤301的一端和另一端处的插头302和303。在光纤301的一端处的插头302连接到发送器100的插座102,并且在光纤301的另一端处的插头303连接到接收器200的插座201。
[0115] 假定发送器100的光纤103、接收器200的光纤203和电缆300的光纤301在第一波长下仅传播基模分量。此外,这些光纤被配置为使得波长色散在第一波长下变为零。例如,第一波长被设定为1310nm,纤芯直径d和数值孔径NA分别被设定为1310nm光纤的通常参数d=8μm和NA=0.1,并且归一化频率V=1.92。结果,这些光纤在1310nm的波长下用作单模光纤(参见图3)。
[0116] 在光通信系统10中,使用第二波长的光进行通信。这里,第二波长是上述光纤中的每个光纤可以将主模连同基模一起传播的波长。具体地,例如,第二波长为850nm。在使用850nm的光的情况下,由于在这些光纤中归一化频率V=2.96,因此除了基模之外,还可以传播主模,并且这些光纤用作双模光纤(参见图6)。
[0117] 图12图示了发送器100的驱动器IC 105和发光单元101的配置示例。在该示例中,发光单元101包括作为发光元件的激光二极管(LD),并且驱动器IC 105配置激光二极管驱动器(LDD)。驱动器IC 105被配置为使偏置电流Ib从电源VDD1流向激光二极管,并且使与发送数据对应的调制电流Im从电源VDD2流向激光二极管。结果,从激光二极管输出与发送数据对应的光(光信号)。
[0118] 已知的是,如指示VCSEL输出频率特性的图13中所示,激光二极管的频率特性根据偏置电流Ib而改变。通常,偏置电流Ib越大,频率特性越稳定,并且偏置电流Ib越小,特性变得越尖峰化(peaking)。在该情况下,如图14图示了光波形的眼图那样,随着偏置电流Ib越小,即,随着频率特性具有尖峰化,光波形劣化。
[0119] 本技术通过利用当光波导(例如,光纤)传播光时可以至少将主模连同基模(0阶模)一起传播的双模特性,即使当流过发光元件的偏置电流减小时,也确保了接收信号的波形质量并且降低了功耗。
[0120] 图15图示了来自850nm光源的包括波长为850nm的基模和主模的光通过传统的1310nm光纤(在1310nm的波长下仅传播基模(0阶模)的单模光纤)传播的情况的示例。
[0121] 在该情况下,在光纤的出射端,在基模与主模之间出现模间传播延迟差。这样的模间传播延迟差是由光纤中的每个模的光分量的反射的差引起的。在该情况下,由于反射角越高,反射角越陡峭,因此反射角越高,延迟越大。
[0122] 本技术使用这样的模间传播延迟差将主模相对于基模延迟一个单位间隔,由此在流过发光元件的偏置电流减小以便降低功耗的情况下,改善接收信号的波形质量。
[0123] 图16图示了在流过850nm光源的发光元件的偏置电流小的情况下在1310nm光纤的入射端(A点)和出射端(B点)处的基模、主模和合计波形的示例。
[0124] 如图16的(a)中所示,在入射端(A点)处,由于不存在模间传播延迟差,因此基模和主模的相位对准。在该情况下,由于基模与主模具有相同的波形,因此合计波形在上升和下降时具有过冲和下冲。当通过眼图来指示该合计波形时,该波形变为当图14中的偏置电流Ib小时的波形。
[0125] 在1310nm光纤中将主模相对于基模延迟一个单位间隔(1UI)的情况下,如图16的(b)中所示,在出射端(B点)处,主模相对于基模的过冲和下冲波形在抵消方向上起作用,从而改善了合计波形的质量。在该情况下,可以通过改变主模与基模的比率来控制抵消量,并且可以进一步改善合计波形的质量。
[0126] 尽管图16的(b)图示了在合计波形的上升和下降处没有残留过冲和下冲,但是可想到,根据主模与基模的比率,在合计波形的上升和下降处残留过冲和下冲。然而,通过经由改变主模与基模的比率来控制抵消量,可以使合计波形沿着在合计波形的上升和下降时没有残留过冲和下冲的方向移动,并且可以进一步改善合计波形的质量。
[0127] 图17的(a)是通过眼图来指示在入射端(A点)处的合计波形的示例,并且图17的(b)是通过眼图来指示在出射端(B点)处的合计波形的示例,以及可以看出,在出射端(B点)处改善了波形质量。
[0128] 注意,图16中所示的示例是传输数据是诸如NRZ数据之类的二进制数据的示例,但是本技术也可以应用于传输数据是诸如PAM4数据或PAM8数据之类的多值数据的情况,尽管省略了详细描述。
[0129] “作为第一实施例的光通信系统的配置示例”
[0130] 图18图示了作为第一实施例的光通信系统10A的配置示例。在图18中,与图11中的部分对应的部分由相同的参考符号来表示,并且适当地省略其详细描述。
[0131] 光通信系统10A包括发送器100A、接收器200A和电缆300A。发送器100A和接收器200A经由电缆300A连接。电缆300A包括在作为光波导的光纤301A的一端和另一端处的插头
302和303。然后,将插头302连接到发送器100A的插座102A,并且将插头303连接到接收器
200A的插座201。
[0132] 另外,在该光通信系统10A中,类似于图11中所示的光通信系统10,构成光通信路径的发送器100A、电缆300A和接收器200A的光纤在第一波长(例如,1310nm)下仅传播基模分量,并且使用第二波长(例如,850nm)的光进行通信。
[0133] 该光通信系统10A是由电缆300A的光纤301A来配置模间延迟差调整单元的示例,该模间延迟差调整单元在包括光纤301A的第二波长的光的光通信路径中将主模调整为相对于基模延迟一个单位间隔。这里,在光纤301A中,长度以及纤芯和包层的折射率分布被设定为使得当具有第二波长的光传播时,主模相对于基模延迟一个单位间隔。
[0134] 图19的(a)图示了光纤的横截面。此外,图19的(b)至(e)图示了纤芯和包层的折射率分布的示例。该折射率分布指示在图19的(a)中的A‑B线上的纤芯附近的折射率分布,以及纵轴指示折射率,并且横轴指示物理距离。注意,在所示的示例中,纤芯的直径是a,但是直径不一定限于此,并且纤芯的直径可以被定义为小于或大于a。
[0135] 图19的(b)图示了所谓的分段纤芯型的折射率分布,图19的(c)图示了所谓的阶梯型的折射率分布,图19的(d)图示了所谓的W型的折射率分布,并且图19的(e)图示了所谓的SI(阶跃折射率)型的折射率分布。
[0136] 如图19的(b)至(e)中所示,光纤的折射率分布包括从中心到第一直径a的第一区域、第一区域外部的到第二直径b的第二区域、第二区域外部的到第三直径c的第三区域和第三区域外部的第四区域的折射率分布。这里,相对于第四区域的折射率(即,以第四区域的折射率作为参考)的第一区域、第二区域和第三区域的折射率变化量分别由A、x和y来表示。
[0137] 在分段纤芯型的情况下,第三区域的折射率高于第四区域的折射率,第二区域的折射率等于第四区域的折射率,并且第一区域的折射率高于第三区域的折射率。此外,在阶梯型的情况下,第三区域的折射率等于第四区域的折射率,第二区域的折射率高于第四区域的折射率,并且第一区域的折射率高于第二区域的折射率。
[0138] 此外,在W型的情况下,第三区域的折射率等于第四区域的折射率,第二区域的折射率低于第四区域的折射率,并且第一区域的折射率高于第四区域的折射率。此外,在SI型的情况下,第三区域和第二区域的折射率等于第四区域的折射率,并且第一区域的折射率高于第四区域的折射率。
[0139] 发送器100A包括控制单元106、发送处理单元104、驱动器IC 105、发光单元101、光纤103和插座102A。控制单元106控制发送器100A的每个单元的操作。控制单元106可以经由电缆300A中包括的信号线(未图示)与接收器200A的控制单元206交换各设备之间的诸如能信息之类的信息。
[0140] 发光单元101由驱动器IC 105基于从发送处理单元104供应的发送数据来驱动,并且输出与发送数据对应的光(光信号)。光纤103将从发光单元101输出的光信号传播到作为光输出单元的插座102A。
[0141] 插座102A被配置为能够调整输入到构成电缆300A的光纤301A的光中的基模与主模之间的比率。具体地,插座102A被配置为能够调整光纤103的纤芯位置相对于光轴的偏移量。注意,在该情况下,从发光单元101输出的光(光信号)可以仅包括基模,或者可以连同基模一起包括主模。
[0142] 图20图示了发送器100A的插座102A和电缆300A的插头302连接的状态的示例。
[0143] 插座102A包括通过连接第一光学单元112和第二光学单元113来配置的插座主体111。
[0144] 第一光学单元112包括例如诸如合成树脂或玻璃之类的光透射材料、或透射特定波长的诸如之类的材料。在第一光学单元112的前表面侧上形成具有凹形形状的发光部分(光传输空间)121。然后,在第一光学单元112中,与相应通道对应的透镜122在沿着平方向布置的状态下一体地形成,以便被定位在发光部分121的底部部分处。通过以此方式在第一光学单元112中一体地形成透镜122,可以增强透镜122相对于第一光学单元112的位置精度。
[0145] 第二光学单元113具有这样的配置,其中,光纤套圈132被放置在具有四棱柱形的光纤套圈定位构件131内部,该光纤套圈定位构件131通过粘合等固定到第一光学单元112的背面侧。注意,光纤套圈定位构件131可以与第一光学单元112一体化。
[0146] 光纤套圈132的上表面和下表面这两个表面经由形状改变构件133和弹簧134的串联连接结构以浮置结构固定到光纤套圈定位构件131的内表面,该形状改变构件133包括例如压电元件。注意,光透射材料135被插入到第一光学单元112的背面侧和光纤套圈132的前表面侧之间。
[0147] 类似于上述第一光学单元112,光纤套圈132包括例如诸如合成树脂或玻璃之类的光透射材料、或透射特定波长的诸如硅之类的材料。光纤套圈132设置有从背面侧向前延伸并且与第一光学单元112的相应通道的透镜122对应地在水平方向上对准的多个光纤插入孔136。光纤103具有在用作光路的中心部分处的纤芯103a和覆盖纤芯的周边的包层103b的双重结构。
[0148] 每个通道的光纤插入孔136被形成为使得其底部位置(即,当光纤103被插入时,其尖端(入射端)的接触位置)与透镜122的焦点位置一致。
[0149] 此外,在光纤套圈132中,形成有从上表面侧向下延伸的粘合剂注入孔137,以便与在水平方向上对准的多个光纤插入孔136的底部位置附近连通。在光纤103被插入到光纤插入孔136中之后,将粘合剂138从粘合剂注入孔137注入到光纤103的周边,由此将光纤103固定到光纤套圈132。
[0150] 在发送器100A的插座102A中,透镜122具有将从光纤103出射的光形成为准直光并且出射光的功能。结果,以预定NA从光纤103的出射端出射的光入射到透镜122上,形成为准直光并且出射(输出)。
[0151] 此外,在发送器100A的插座102A中,通过向放置在光纤套圈132上方和下方的形状改变构件133供应控制信号来控制(调整)光纤103的纤芯位置相对于光轴的偏移量的形状。该控制信号是基于从接收器200A的控制单元206供应到发送器100A的控制单元106的控制信号而从发送器100A的控制单元106供应的。
[0152] 插头302包括插头主体311。插头主体311包括例如诸如合成树脂或玻璃之类的光透射材料、或透射特定波长的诸如硅之类的材料,并且具有附连透镜的套圈的配置。
[0153] 由于插头主体311具有如上所述的附连透镜的套圈的配置,因此可以容易地执行光纤与透镜之间的光轴对准。此外,由于插头主体311具有如上所述的附接透镜的套圈的配置,因此即使在多通道的情况下,也可以通过简单地将光纤插入到套圈中来容易地实现多通道通信。
[0154] 在插头主体311的前表面侧上形成具有凹形形状的光入射部分(光传输空间)313。然后,在插头主体311中,与相应通道对应的多个透镜(凸透镜)314在沿着水平方向布置的状态下一体地形成,以便被定位在光入射部分313的底部部分处。
[0155] 此外,插头主体311设置有在与每个通道的透镜314相应地在水平方向上对准的状态下从背面侧向前延伸的多个光纤插入孔316。光纤301A具有在用作光路的中心部分处的纤芯301Aa和覆盖纤芯的周边的包层301Ab的双重结构。
[0156] 每个通道的光纤插入孔316被形成为使得对应透镜314的光轴与插入其中的光纤301A的纤芯301Aa一致。此外,每个通道的光纤插入孔316被形成为使得其底部位置(即,当光纤301A被插入时,其尖端(出射端)的接触位置)与透镜314的焦点位置一致。
[0157] 此外,在插头主体311中,形成有从上表面侧向下延伸的粘合剂注入孔312,以便与在水平方向上布置的多个光纤插入孔316的底部位置附近连通。在光纤301A被插入到光纤插入孔316中之后,将粘合剂317从粘合剂注入孔312注入到光纤301A的周边,由此将光纤301A固定到插头主体311。
[0158] 在电缆300A的插头302中,透镜314具有会聚入射的准直光的功能。在该情况下,准直光入射到透镜314上并且被会聚,并且会聚的光入射到光纤301A的入射端。
[0159] 图21是示意性图示发送器100A的插座102A和电缆300A的插头302的配置的透视图。尽管省略了详细描述,但是在图21中,与图20中的部分对应的部分由相同的参考符号来表示,并且适当地省略其详细描述。
[0160] 在图21中,去除了构成插座102A的光纤套圈定位构件131和放置在光纤套圈定位构件131和形状改变构件133之间的弹簧134。
[0161] 此外,尽管在图20中没有图示,但是用于与插头302的插头主体311对准的凸形或凹形的位置调节部分115(即,在所示的示例中的凹形的位置调节部分)一体地形成在插座102A的第一光学单元112的前表面侧上。此外,尽管在图20中没有图示,但是用于与插座
102A的第一光学单元112对准的凸形或凹形的位置调节部分315(其在所示的示例中是凸形形状)一体地形成在插头302的插头主体311的前表面侧上。
[0162] 以此方式,位置调节部分115形成在插座102A的第一光学单元112的前表面侧上,并且位置调节部分315形成在插头302的插头主体311的前表面侧上,由此插座102A与插头302在连接时彼此配合,并且插座102A和插头302的光轴可以容易地对准。
[0163] 返回图18,接收器200A包括控制单元206、插座201、光接收单元202、光纤203、放大单元204和接收处理单元205A。控制单元206控制接收器200A的每个单元的操作。控制单元206可以经由电缆300A中包括的信号线(未图示)与发送器100A的控制单元106交换信息。
[0164] 光接收单元202将从作为光输入单元的插座201经由光纤203发送的光(光信号)变换成电信号。从光接收单元202输出的电信号被放大单元204放大,并且作为接收信号被供应到接收处理单元205A。接收处理单元205A对接收信号执行诸如数据采样和解调之类的处理,以获得接收数据。
[0165] 此外,接收处理单元205A获取接收信号的波形质量信息。在该实施例中,接收处理单元205A获取(1)接收信号中出现的过冲或下冲电平或(2)接收信号的误比特率作为波形质量信息。这里,在接收信号的波形质量良好的情况下,过冲或下冲电平低,并且接收信号的误比特率也低。另一方面,在接收信号的波形质量差的情况下,过冲或下冲电平高,并且接收信号的误比特率也高。
[0166] 图22的(a)图示了用于获取接收信号中出现的过冲电平的电路的配置示例。接收信号被输入到采样和保持电路251和252。此外,采样时钟在时间点T1被供应到采样和保持电路251,并且经由延迟电路253在时间点T2被供应到采样和保持电路252。
[0167] 在该情况下,如图22的(b)中所示,在采样和保持电路251中,在接收信号中出现过冲的地方处的电平V1在时间点T1被采样和保持,并且在采样和保持电路252中,在过冲的影响消失的稳定地方处的电平V2在时间点T2被采样和保持。
[0168] 例如,时间点T1和T2中的每个例如在从“0”转变为“1”的地方处,被设定为与“1”对应的一个UI的前半部分位置和后半部分位置。此外,例如,时间点T1和T2中的每个例如在从“0”转变为“1”并且多个“1”连续的地方处,被设定在第一个“1”的位置、任意后续“1”的位置(例如,最后一个“1”的位置)处。
[0169] 返回到图22的(a),由采样和保持电路251和252采样和保持的电平V1和V2被输入到比较器254,并且从比较器254获得过冲电平V1‑V2。在该情况下,V1>V2。
[0170] 注意,也可以使用图22的(a)中所示的用于获取过冲电平的电路来获取下冲电平。在该情况下,时间点T1和T2中的每个例如在从“1”转变为“0”的地方处,被设定为与“0”对应的一个UI的前半部分位置和后半部分位置。此外,例如,时间点T1和T2中的每个例如在从“1”转变为“0”并且多个“0”连续的地方处,被设定在第一个“0”的位置、任意后续“0”的位置(例如,最后一个“0”的位置)处。从比较器254获得下冲电平V1‑V2。在该情况下,V1
[0171] 返回图18,控制单元206基于由接收处理单元205A获取的接收信号的波形质量信息(过冲或下冲电平、误比特率),生成用于调节发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号。
[0172] 在该情况下,控制单元206依次改变控制信号,使得在接收信号的波形质量改善的方向上,即,在接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上,或者在接收信号的误比特率降低的方向上,调整光纤103的纤芯位置相对于发送器100A的插座102A中的光轴的偏移量。
[0173] 控制单元206经由电缆300A的信号线(未图示)将该控制信号发送到发送器100A的控制单元106。发送器100A的控制单元106基于以此方式从接收器200A的控制单元206发送的控制信号,调整光纤103的纤芯位置相对于插座102A中的光轴的偏移量,并且因此调整输入到构成电缆300A的光纤301A的光中的基模与主模之间的比率。
[0174] 基于接收信号的波形质量信息在接收器200A的控制单元206中改变用于调整发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号可以例如仅在发送数据被实际发送的数据发送时段之前提供的训练时段中执行,或者除了训练时段之外,还可以在数据发送时段中执行。
[0175] 在仅在训练时段中执行改变的情况下,在数据发送时段中,使用在训练时段中由接收器200A的控制单元206最终确定的控制信号,并且固定地控制光纤103的纤芯位置相对于插座102A中的光轴的偏移量。
[0176] 如上所述,在图18中所示的光通信系统10A中,在构成第二波长的光的光通信路径的电缆300A的光纤301A中,主模被调整为相对于基模延迟一个单位间隔,并且即使在发送器100A中驱动诸如激光二极管之类的发光元件的情况下将偏置电流抑制为低,也可以抑制接收器200A中的接收信号的波形质量的劣化,并且因此,可以在确保接收器200A中的接收信号的波形质量的同时降低功耗。
[0177] 此外,在图18中所示的光通信系统10A中,在构成第二波长的光的光通信路径的电缆300A的光纤301A中,主模被调整为相对于基模延迟一个单位间隔,并且在第二波长的光的光通信路径中,主模可以容易地且可靠地被调整为相对于基模延迟一个单位间隔。
[0178] 此外,在图18中所示的光通信系统10A中,在接收器200A中的接收信号的波形质量改善的方向上,调整光纤103的纤芯位置相对于发送器100A的插座102A中的光轴的偏移量,并且因此调整输入到构成电缆300A的光纤301A的光中的基模与主模的比率,以及可以进一步改善接收器200A中的接收信号的波形质量。
[0179] 此外,在图18中所示的光通信系统10A中,由接收器200A的控制单元206生成的用于调整发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号经由电缆300A的信号线(未图示)被一次性地发送到发送器100A的控制单元106,并且控制单元106基于控制信号调整光纤103的纤芯位置相对于插座102A中的光轴的偏移量。从接收器200A的控制单元206发送到发送器100A的控制单元106的控制信号可以被包括作为在接收器200A的控制单元206与发送器100A的控制单元106之间交换的信息组的一个参数,并且获得通用配置。
[0180] 注意,在发送器100A与接收器200A之间的信息交换仅包括用于调整发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号的情况下,如图23中所示,也可想到通过经由电缆300A的信号线(未图示)从接收器200A发送的控制信号来直接调整插座102A的纤芯位置的偏移量。在该情况下,控制信号被直接供应到插座102A的形状改变构件133,并且形状被控制(调整)。
[0181] 此外,在图18中所示的光通信系统10A中,已描述了来自接收器200A的控制单元206的控制信号经由电缆300A中包括的信号线(未图示)被发送到接收器100A侧的示例。然而,也可想到经由未包括在电缆300A中的信号线来发送控制信号的配置。
[0182] “作为第二实施例的光通信系统的配置示例”
[0183] 图24图示了作为第二实施例的光通信系统10B的配置示例。在图24中,与图11和图18中的部分对应的部分由相同的参考符号来表示,并且适当地省略其详细描述。
[0184] 光通信系统10B包括发送器100A、接收器200B和电缆300。发送器100A和接收器200B经由电缆300连接。电缆300包括在作为光波导的光纤301的一端和另一端处的插头302和303。然后,将插头302连接到发送器100A的插座102A,并且将插头303连接到接收器200B的插座201。
[0185] 另外,在该光通信系统10B中,类似于图11和图18中所示的光通信系统10和10A,构成光通信路径的发送器100A、电缆300和接收器200B的光纤在第一波长(例如,1310nm)下仅传播基模分量,并且使用第二波长(例如,850nm)的光进行通信。
[0186] 光通信系统10B是由电缆300的光纤301和接收器200B中的可变移相器207来配置模间延迟差调整单元的示例,该模间延迟差调整单元在包括光纤301的第二波长的光的光通信路径中将主模调整为相对于基模延迟一个单位间隔。
[0187] 这里,在光纤301中,当具有第二波长的光传播时主模相对于基模的延迟比一个单位间隔短。然后,结合在可变移相器207中生成的主模相对于基模的延迟,并且在第二波长的光的光通信路径中将主模调整为相对于基模延迟一个单位间隔。
[0188] 尽管省略了详细描述,但是发送器100A与图18的光通信系统10A中的发送器100A相类似地配置。
[0189] 接收器200B包括控制单元206B、插座201、光纤203、可变移相器207、光接收单元202、放大单元204和接收处理单元205A。控制单元206B控制接收器200B的每个单元的操作。
控制单元206B可以经由电缆300A中包括的信号线(未图示)与发送器100A的控制单元106交换信息。
[0190] 可变移相器207基于从控制单元206B发送的控制信号,调整经由光纤203从作为光输入单元的插座201发送的第二波长的光(光信号)的基模与主模之间的模间传播延迟差。在该情况下,结合电缆300的光纤301中的模间传播延迟差,在第二波长的光的光通信路径中将主模调整为相对于基模延迟一个单位间隔。
[0191] 图25的(a)和(b)图示了可变移相器207的配置示例。图25的(a)图示了俯视图,并且图25的(b)图示了侧视图。可变移相器207具有在光波导(例如,聚合物波导271)上设置(Cu)布线272的配置。当电流从A点流向B点时,铜布线272由于电阻而生成热量,以及聚合物波导271的折射率由于该效应而改变,并且基模与主模之间的模间传播延迟差改变。
[0192] 在该情况下,当流过铜布线272的电流量改变时,铜布线272的发热值也改变,使得可以控制聚合物波导271的折射率,并且因此可以控制基模和主模之间的模间传播延迟差。图25的(c)图示了电流量与基模和主模的相移量之间的对应关系的示例,并且可以看出,基模和主模之间的模间传播延迟差随着电流量增加而增加。
[0193] 光接收单元202将从可变移相器207输出的光(光信号)变换成电信号。从光接收单元202输出的电信号被放大单元204放大,并且作为接收信号被供应到接收处理单元205A。接收处理单元205A对接收信号执行诸如数据采样和解调之类的处理,以获得接收数据。
[0194] 此外,接收处理单元205A获取接收信号的波形质量信息(过冲或下冲电平、误比特率),并且将该信息发送到控制单元206B。控制单元206B基于波形质量信息来生成用于调整可变移相器207中的第二波长的光(光信号)的基模与主模之间的模间传播延迟差的控制信号。
[0195] 在该情况下,控制单元206B依次改变控制信号,使得在接收信号的波形质量改善的方向上,即,在接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上,或者在接收信号的误比特率降低的方向上,调整可变移相器207中的具有第二波长的光(光信号)的基模与主模之间的模间传播延迟差。
[0196] 控制单元206B将控制信号发送到可变移相器207。基于以此方式从控制单元206B发送的控制信号,调整可变移相器207,使得第二波长的光(光信号)的基模与主模之间的模间传播延迟差与电缆300的光纤301中的模间传播延迟差相结合,并且在第二波长的光的光通信路径中将主模相对于基模延迟一个单位间隔。
[0197] 此外,控制单元206B基于由接收处理单元205A获取的接收信号的波形质量信息(过冲或下冲电平、误比特率),生成用于调整发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号。
[0198] 在该情况下,控制单元206B依次改变控制信号,使得在接收信号的波形质量改善的方向上,即,在接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上,或者在接收信号的误比特率降低的方向上,调整光纤103的纤芯位置相对于发送器100A的插座102A中的光轴的偏移量。
[0199] 控制单元206B经由电缆300的信号线(未图示)将该控制信号发送到发送器100A的控制单元106。发送器100A的控制单元106基于以此方式从接收器200B的控制单元206B发送的控制信号,调整光纤103的纤芯位置相对于插座102A中的光轴的偏移量,并且因此调整输入到构成电缆300的光纤301的光中的基模与主模之间的比率。
[0200] 在接收器200B的控制单元206B中,基于接收信号的波形质量信息,改变用于调整可变移相器207中的第二波长的光(光信号)的基模与主模之间的模间传播延迟差的控制信号以及改变用于调整发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号可以仅在数据发送时段之前提供的训练时段中执行,或者除了训练时段之外,还可以在数据发送时段中执行。
[0201] 在仅在训练时段中执行改变的情况下,在数据发送时段中,使用在训练时段中由接收器200B的控制单元206B最终改变的控制信号,固定地控制可变移相器207中的第二波长的光(光信号)的基模与主模之间的模间传播延迟差以及光纤103的纤芯位置相对于发送器100A的插座102A中的光轴的偏移量。
[0202] 如上所述,在图24中所示的光通信系统10B中,在构成第二波长的光的光通信路径的电缆300的光纤301和接收器200B中的可变移相器中,主模被调整为相对于基模延迟一个单位间隔,并且即使在发送器100A中驱动诸如激光二极管之类的发光元件的情况下将偏置电流抑制为低,也可以抑制接收器200B中的接收信号的波形质量的劣化,并且因此,可以在确保接收器200A中的接收信号的波形质量的同时降低功耗。
[0203] 此外,在图24中所示的光通信系统10B中,在构成具有第二波长的光的光通信路径的电缆300的光纤301和接收器200B中的可变移相器中,主模被调整为相对于基模延迟一个单位间隔,并且作为电缆300(光纤301),可以使用当具有第二波长的光传播时主模没有被调整为相对于基模延迟一个单位间隔的通用电缆。
[0204] 此外,在图24中所示的光通信系统10B中,类似于图18中所示的光通信系统10A,在接收器200B中的接收信号的波形质量改善的方向上,调整光纤103的纤芯位置相对于发送器100A的插座102A中的光轴的偏移量,并且因此调整输入到构成电缆300的光纤301的光中的基模与主模之间的比率,以及可以进一步改善接收器200B中的接收信号的波形质量。
[0205] 此外,在图24中所示的光通信系统10B中,类似于图18中所示的光通信系统10A,在接收器200B的控制单元206B中生成的用于调整发送器100A的插座102A的纤芯位置的偏移量的控制信号经由电缆300的信号线(未图示)被一次性地发送到发送器100A的控制单元106,并且控制单元106基于控制信号来调整光纤103的纤芯位置相对于插座102A中的光轴的偏移量,以及从接收器200B的控制单元206B发送到发送器100A的控制单元106的控制信号可以被包括作为在接收器200B的控制单元206B与发送器100A的控制单元106之间交换的信息组的一个参数,从而获得通用配置。
[0206] 此外,在图24中所示的光通信系统10B中,基于接收信号的波形质量信息来调整接收器200B的可变移相器207中的基模与主模之间的模间传播延迟差,并且可以在提高波形质量的方向上精确地调整接收信号的波形质量。
[0207] 注意,还可想到这样的配置,其中,基于在电缆300的光纤301中生成的基模与主模之间的模间传播延迟差的信息来调整接收器200B的可变移相器207中的基模与主模之间的模间传播延迟差。利用该配置,可以容易地且精确地调整主模,以便在第二波长的光的光通信路径中相对于基模延迟一个单位间隔。
[0208] 在该情况下,还可想到,控制单元206B从例如嵌入在电缆300的插头303中的IC标签获取关于在电缆300的光纤301中生成的基模与主模之间的模间传播延迟差的信息。此外,在该情况下,还可想到,控制单元206B基于由用户从用户操作单元(未图示)进行的输入操作来获取关于在电缆300的光纤301中生成的基模与主模之间的模间传播延迟差的信息。
[0209] <2.变型例>
[0210] 注意,在上述实施例中,已描述了主模被调整为相对于基模延迟一个单位间隔的示例。然而,并不总是需要将主模相对于基模延迟一个单位间隔,并且在一些情况下,也可想到,作为将基模相对于主模延迟一个单位间隔的配置,获得类似的效果。在该情况下,在光纤中,通过改变折射率参数,基模可以相对于主模延迟。此外,另外在可变移相器中,根据材料,基模可以相对于主模延迟。
[0211] 在上述实施例中,第一波长是1310nm,但是由于可想到使用激光光源或LED光源作为光源,因此可想到第一波长例如在300nm与5μm之间。
[0212] 此外,在上述实施例中,第一波长已被描述为1310nm,但是也可想到第一波长是包括1310nm在内的1310nm波段(band)中的波长。此外,在上述实施例中,第一波长已被描述为1310nm,但是也可想到第一波长是1550nm或包括1550nm在内的1550nm波段中的波长。此外,尽管第二波长已被描述为850nm,但是也可想到第二波长是包括850nm在内的850nm波段中的波长。
[0213] 此外,在上述实施例中,已描述了光波导是光纤的示例。然而,当然,本技术也可以应用于光波导是除了光纤以外的光波导(例如,硅光波导等)的情况。
[0214] 以上已参考附图详细地描述了本公开的优选实施例,但是本公开的技术范围不限于这样的示例。明显的是,在权利要求书中记载的技术思想的范围内,具有本公开的技术领域中的普通知识的人员可以实现各种变化例或变型例,并且将当然地理解它们也属于本公开的技术范围。
[0215] 此外,本说明书中描述的效果仅是示例性的或说明性的,而非限制性的。即,附加到上述效果或替代上述效果,根据本公开的技术可以提供根据本说明书的描述对于本领域的技术人员而言明显的上述其他效果。
[0216] 注意,本技术还可以具有以下配置。
[0217] (1)一种光通信系统,其中,发送器和接收器通过光波导连接并且使用第二波长的光进行通信,
[0218] 所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0219] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,[0220] 所述光通信系统包括:
[0221] 模间传播延迟差调整单元,所述模间传播延迟差调整单元执行调整,使得在包括所述光波导的所述第二波长的光的光通信路径中,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0222] (2)根据上述(1)所述的光通信系统,其中,
[0223] 所述模间传播延迟差调整单元包括所述光波导。
[0224] (3)根据上述(2)所述的光通信系统,其中,
[0225] 在所述光波导中,长度以及纤芯和包层的折射率分布被设定为使得当所述第二波长的光传播时,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0226] (4)根据上述(1)所述的光通信系统,其中,
[0227] 所述模间传播延迟差调整单元包括所述光波导和所述接收器中的可变移相器。
[0228] (5)根据上述(4)所述的光通信系统,其中,
[0229] 基于与经由所述光通信路径的所述第二波长的光对应地获得的接收信号的波形质量信息,调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
[0230] (6)根据上述(5)所述的光通信系统,其中,
[0231] 在所述接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
[0232] (7)根据上述(5)所述的光通信系统,其中,
[0233] 在所述接收信号的误比特率降低的方向上调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
[0234] (8)根据上述(4)所述的光通信系统,其中,
[0235] 基于所述光波导中生成的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差的信息来调整所述可变移相器中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差。
[0236] (9)根据上述(1)至(8)中任一项所述的光通信系统,还包括:
[0237] 模比率调整单元,所述模比率调整单元调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的比率。
[0238] (10)根据上述(9)所述的光通信系统,其中,
[0239] 所述模比率调整单元调整在连接所述发送器的所述光波导的插座中的光纤的纤芯位置相对于光轴的偏移量。
[0240] (11)根据上述(10)所述的光通信系统,其中,
[0241] 基于从所述接收器发送的控制信号来调整所述纤芯位置的偏移量。
[0242] (12)根据上述(11)所述的光通信系统,其中,
[0243] 所述接收器基于与经由所述光通信路径的所述第二波长的光对应地获得的接收信号的波形质量信息来生成所述控制信号。
[0244] (13)根据上述(12)所述的光通信系统,其中,
[0245] 在所述接收信号中出现的过冲或下冲电平降低的方向上调整所述纤芯位置的偏移量。
[0246] (14)根据上述(12)所述的光通信系统,其中,
[0247] 在所述接收信号的误比特率降低的方向上调整所述纤芯位置的偏移量。
[0248] (15)一种用于在发送器与接收器通过光波导连接的光通信系统中使用第二波长的光进行通信的光通信方法,所述光通信方法包括:
[0249] 通过所述光波导在第一波长下仅传播基模,
[0250] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长;以及[0251] 在包括所述光波导的所述第二波长的光的光通信路径中,将所述基模和所述主模中的一个调整为相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0252] (16)一种接收器,包括:
[0253] 光输入单元,所述光输入单元接收经由光波导从发送器发送的第二波长的光,[0254] 其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0255] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,[0256] 所述接收器还包括:
[0257] 控制单元,所述控制单元生成用于调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二光的所述基模与所述主模之间的比率的控制信号。
[0258] (17)一种接收器,包括:
[0259] 光输入单元,所述光输入单元接收经由光波导从发送器发送的第二波长的光,[0260] 其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0261] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,[0262] 所述接收器还包括:
[0263] 可变移相器,所述可变移相器调整输入到所述光输入单元的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的模间传播延迟差;以及
[0264] 控制单元,所述控制单元生成用于控制所述可变移相器的控制信号。
[0265] (18)根据上述(17)所述的接收器,其中,
[0266] 所述控制单元还生成用于调整从所述发送器输入到所述光波导的所述第二波长的光的所述基模与所述主模之间的比率的控制信号。
[0267] (19)一种光波导,所述光波导在第一波长下仅传播基模,以及
[0268] 在第二波长下至少将主模连同所述基模一起传播,
[0269] 所述光波导具有如下设定的长度以及纤芯和包层的折射率分布,使得当所述第二波长的光传播时,所述基模和所述主模中的一个相对于另一个延迟一个单位间隔。
[0270] (20)一种发送器,包括:
[0271] 光输出单元,所述光输出单元经由所述光波导向接收器输出第二波长的光,[0272] 其中,所述光波导在第一波长下仅传播基模,
[0273] 所述第二波长是所述光波导能够至少将主模连同所述基模一起传播的波长,以及[0274] 所述光输出单元被配置为能够调整输入到所述光波导的所述第二波长的光中的所述基模与所述主模之间的比率。
[0275] 参考符号列表
[0276] 10A、10B 光通信系统
[0277] 100A 发送器
[0278] 101 发光单元
[0279] 102A 插座
[0280] 103 光纤
[0281] 104 发送处理单元
[0282] 105 驱动器IC
[0283] 106 控制单元
[0284] 111 插座主体
[0285] 112 第一光学单元
[0286] 113 第二光学单元
[0287] 131 光纤套圈定位构件
[0288] 132 光纤套圈
[0289] 133 形状改变构件
[0290] 134 弹簧
[0291] 200A、200B 接收器
[0292] 201 插座
[0293] 202 光接收单元
[0294] 203 光纤
[0295] 204 放大单元
[0296] 205A 接收处理单元
[0297] 206、206B 控制单元
[0298] 207 可变移相器
[0299] 251、252 采样和保持电路
[0300] 253 延迟电路
[0301] 271 聚合物波导
[0302] 272 铜布线
[0303] 300、300A 电缆
[0304] 301、301A 光纤
[0305] 302、303 插头
[0306] 311 插头主体
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