偏移正交相移键控方法及使用其的光发射机.pdf

公开了一种使用偏移正交相移键控(OQPSK)方法的光发射机。该光发射机包括：第一相位调制器，用于输出通过基于第一数据对输入波束进行相位调制所生成的第一信号波束；第二相位调制器，用于输出通过基于第二数据对所述输入波束进行相位调制所生成的第二信号波束；相位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；和光耦合器，用于耦合彼此之间存在所述相位差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。

1、  一种使用偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法的光发射机，包括：
第一相位调制器，用于输出通过基于第一数据对输入波束进行相位调制所生成的第一信号波束；
第二相位调制器，用于输出通过基于第二数据对所述输入波束进行相位调制所生成的第二信号波束；
相位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；和
光耦合器，用于耦合彼此之间存在所述相位差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。

2、  如权利要求1所述的光发射机，其中所述第一数据与第二数据之间的时间差是1/2位，并且所述第一和第二信号波束之间引入的所述相位差是π/2。

3、  如权利要求1所述的光发射机，还包括：
光源，用于输出连续波形的波束；和
光耦合器，用于将从所述光源输入的波束均等地功率拆分为二，并将功率拆分后的波束分别输出到所述第一和第二相位调制器。

4、  如权利要求1所述的光发射机，还包括归零(RZ)转换器，用于基于正弦波时钟信号对从所述光耦合器输入的信号波束进行调制，其中所述正弦波时钟信号的频率对应于所述第一和第二数据的时钟频率的两倍。

5、  如权利要求1所述的光发射机，还包括：
光源，用于输出连续波形的波束；
RZ转换器，用于基于正弦波时钟信号对从所述光源输入的波束进行调制，其中所述正弦波时钟信号的频率对应于所述第一和第二数据的时钟频率；和
光耦合器，用于将从所述RZ转换器输入的波束均等地功率拆分为二，并将功率拆分后的波束分别输出到所述第一和第二相位调制器。

6、  一种使用偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法的光发射机，包括：
第一相位调制器，用于输出通过基于第一数据对输入波束进行相位调制所生成的第一信号波束；
第二相位调制器，用于输出通过基于第二数据对所述输入波束进行相位调制所生成的第二信号波束；
位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的时间差；
相位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；和
光耦合器，用于耦合彼此之间存在所述相位差和所述时间差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。

7、  如权利要求6所述的光发射机，其中所述第一数据与第二数据之间的所述时间差是1/2位，并且所述第一和第二信号波束之间引入的所述相位差是π/2。

8、  如权利要求6所述的光发射机，还包括：
光源，用于输出连续波形的波束；和
光耦合器，用于将从所述光源输入的波束均等地功率拆分为二，并将功率拆分后的波束分别输出到所述第一和第二相位调制器。

9、  如权利要求6所述的光发射机，还包括归零(RZ)转换器，用于基于正弦波时钟信号对从所述光耦合器输入的信号波束进行调制，其中所述正弦波时钟信号的频率对应于所述第一和第二数据的时钟频率的两倍。

10、  如权利要求6所述的光发射机，还包括：
光源，用于输出连续波形的波束；
RZ转换器，用于基于正弦波时钟信号对从所述光源输入的波束进行调制，其中所述正弦波时钟信号的频率对应于所述第一和第二数据的时钟频率；和
光耦合器，用于将从所述RZ转换器输入的波束均等地功率拆分为二，并将功率拆分后的波束分别输出到所述第一和第二相位调制器。

11、  一种偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法，包括如下步骤：
通过基于第一数据对第一波束进行相位调制，生成第一信号波束；
通过基于第二数据对第二波束进行相位调制，生成第二信号波束；
在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；以及
耦合彼此之间存在所述相位差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。

12、  如权利要求11所述的方法，其中所述第一数据与第二数据之间的时间差是1/2位，并且所述第一和第二信号波束之间引入的所述相位差是π/2。

13、  一种偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法，包括如下步骤：
通过基于第一数据对第一波束进行相位调制，生成第一信号波束；
通过基于第二数据对第二波束进行相位调制，生成第二信号波束；
在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的时间差；
在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；以及
耦合彼此之间存在所述相位差和所述时间差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。

14、  如权利要求13所述的方法，其中所述第一数据与第二数据之间的引入时间差是1/2位，并且所述第一和第二信号波束之间的引入相位差是π/2。

移正交相移键控方法及使用其的光发射机
技术领域
本发明一般地涉及光通信系统中所使用的光发射机，并且更具体地，涉及一种使用偏移正交相移键控(OQPSK)方法的光发射机。
背景技术
由于对通过骨干网络的更快速的数据率的需求的增长，正努力增加单根光纤的传输容量。改进光通信系统传输容量的一种方法是使用波分复用(WDM)方案来增加系统中的信道数。另一种方法是增加频率利用，这种方法使用窄信道带宽调制方案。在这种方法中，通过缩小信道间隔，在给定带宽上可以携带更多的信道。然而，对于二进制信号，在单位频率上不能携带多于1位的数据。这是由香农理论支持的。因此，为了增加光通信系统的传输容量，需要使用非二进制调制方案代替二进制调制方案来增加每单位频率上的位数。
光通信系统中常见的非二进制调制方案包括多进制相移键控(PSK)、正交相移键控(QPSK)、以及正交幅度调制(QAM)方案。难以对光通信系统的调制应用多进制PSK和QAM方案。在多进制PSK和QAM方案中，当每单位频率的位数增加时接收灵敏度变差。相反，在QPSK方案中，每单位频率可以携带2位，由此可以提供相对高的接收灵敏度。
已经知道QPSK光发射机在与平衡接收机一起使用时，与常规的非归零(NRZ)光通信系统相比，提供两倍的传输以及高出1.5dB的接收灵敏度。
然而，如光通信系统中公知的那样，窄带的光滤波器容易使QPSK信号波束恶化，因为QPSK信号波束具有180°的相位转变。因为光传送网络包括许多光滤波器，所以采用QPSK方案的光通信系统的性能受到限制。
结果，需要一种改进的调制方法用来获得QPSK方案的优点并且同时允许即使在信号波束穿过窄带的光滤波器时性能恶化较少，并且需要一种使用这种方法的光发射机。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种能够实现QPSK方案的优点并且即使信号波束通过窄带宽的光滤波器时也能最小化性能恶化的调制方案。
本发明的另一方面提供了一种使用偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法的光发射机。该光发射机包括：第一相位调制器，用于输出通过基于第一数据对输入波束进行相位调制所生成的第一信号波束；第二相位调制器，用于输出通过基于第二数据对所述输入波束进行相位调制所生成的第二信号波束；相位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；和光耦合器，用于耦合彼此之间存在所述相位差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。
本发明的另一方面提供了一种使用偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法的光发射机。该光发射机包括：第一相位调制器，用于输出通过基于第一数据对输入波束进行相位调制所生成的第一信号波束；第二相位调制器，用于输出通过基于第二数据对所述输入波束进行相位调制所生成的第二信号波束；位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的时间差；相位延迟单元，用于在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；和光耦合器，用于耦合彼此之间存在所述相位差和所述时间差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。
本发明的另一方面提供了一种偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法，包括如下步骤：通过基于第一数据对第一波束进行相位调制，生成第一信号波束；通过基于第二数据对第二波束进行相位调制，生成第二信号波束；在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；以及耦合彼此之间存在所述相位差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。
本发明的另一方面提供了一种偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法，包括如下步骤：通过基于第一数据对第一波束进行相位调制，生成第一信号波束；通过基于第二数据对第二波束进行相位调制，生成第二信号波束；在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的时间差；在所述第一信号波束与所述第二信号波束之间引入预定的相位差；以及耦合彼此之间存在所述相位差和所述时间差的所述第一信号波束与所述第二信号波束。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，本发明的上述特征以及优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明第一实施例的使用OQPSK调制方法的光发射机的方框图；
图2是图1所示的光发射机所处理的信号波束的时序图；
图3是根据本发明第二实施例的使用OQPSK调制方法的光发射机的方框图；
图4是图3所示的光发射机所处理的信号波束的时序图；
图5是根据本发明第三实施例的使用OQPSK调制方法的光发射机的方框图；
图6是根据本发明第四实施例的使用OQPSK调制方法的光发射机的方框图；
图7是根据本发明第五实施例的使用OQPSK调制方法地光发射机的方框图；以及
图8是图7所示的光发射机所处理的信号波束的时序图。
具体实施方式
下面，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或相似的元件，即使它们处于不同的附图中。为了清楚和简洁的目的，不详细描述公知的功能或构造，因为它们将会使本发明掩盖在不必要的细节中。
图1是根据本发明第一实施例使用偏移正交相移键控(OQPSK)调制方法的光发射机100的方框图。图2是由图1所示的光发射机100处理的信号波束的时序图。如图所示，光发射机100包括光源(LS)110和OQPSK调制器(OQPSKM)120。OQPSKM 120包括第一和第二光耦合器(OC)130和180、第一和第二相位调制器(PM)140和150、相位延迟单元D_P 170、以及位延迟单元D_B 160。
在操作中，LS 110输出预定波长的连续波形波束S₀₁。LS 110可以包括用于输出连续波形波束S₀₁的连续波(CW)激光器。
第一OC 130包括第一至第三端口、根波导132、第一和第二分支波导134和136，这两个分支波导从根波导132沿两个方向分叉开。第一端口耦合到LS 110，第二端口耦合到第一PM 140，并且第三端口耦合到第二PM 150。第一OC 130将从第一端口输入的波束S₀₁均等地功率拆分为二(生成第一和第二分路波束S₀₂和S₀₃)，并且分别向第二和第三端口输出功率拆分后的第一和第二分路波束S₀₂和S₀₃。第一和第二OC 130和180中每一个都可以包括典型的Y分支波导或者典型的方向性光波导。
在图2中，每个水平轴表示时间，并且每个垂直轴表示强度。例如，通过第一OC 130的第一端口输入的波束S₀₁的强度为4(为了描述方便而假设的值)，并且相位为0。也就是说，输入波束的强度始终如一，并且没有相位转变。因此，第一和第二分路波束S₀₂和S₀₃中每一个的强度为2，并且相位为O。
参考图1，第一PM 140包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂142和144、以及用于数据供给的电极146。第一PM 140的第一端耦合到第一OC 130的第二端口，并且第二端耦合到第二OC 180的第二端口。第一PM 140从第一OC 130输入第一分路波束S₀₂，并且输出基于输入第一数据D₁对第一分路波束S₀₂进行相位调制所生成的第一信号波束S₁₁。第一数据D₁是非归零(NRZ)电信号，并且在本实施例中，第一数据D₁指示“01001”的位流。第一和第二PM 140和150中每一个都输出两类相位。在本实施例中，第一和第二PM 140和150中每一个都输出0相位和π相位。也就是说，“0”位被输出为0相位，并且“1”位被输出为π相位。第一PM 140通过基于“01001”的输入位流对第一分路波束S₀₂进行相位调制，输出指示“0，π，0，0，π”的第一信号波束S₁₁。第一和第二PM 140和150中每一个可以包括无频率啁啾的x切Mach-Zender调制器(MZM)或者使用域反转方案的z切MZM。第一和第二PM 140和150中每一个可以包括具有一个波导的PM。然而，优选地，第一和第二PM 140和150中每一个都包括MZM，用于增加0和π相位转变的精确度。这里，第一和第二PM 140和150中每一个的偏置位置位于转移曲线的最小点，并且第一和第二PM 140和150中每一个的驱动电压是开关电压的两倍。
与第二PM 150的电极156耦合的位延迟单元D_B 160是用于将输入第二数据D₂延迟1/2位的电子元件。第二数据D₂是NRZ电信号，并且在本实施例中指示“00110”的位流。在进入位延迟单元D_B 160之前，第二数据D₂的波形与第一数据D₁不同。第一数据D₁与延迟后的第二数据D₂之间的时间差是1/2位。
第二PM 150包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂152和154、以及用于数据供给的电极156。第二PM 150的第一端耦合到第一OC 130的第三端口，并且第二端耦合到相位延迟单元D_P 170。第二PM 150从第一OC 130输入第二分路波束S₀₃，并且输出通过基于电极156接收到的延迟后的第二数据D₂对第二分路波束S₀₃进行相位调制所生成的第二信号波束。通过基于1/2位延迟的位流“00110”对第二分路波束S₀₃进行相位调制，第二PM 150输出的第二信号波束指示1/2位延迟的相位流“0，0，π，π，0”。
当发生从0到π或从π到0的相位转变时，由于偏置干涉(offsetting interference)，第一和第二信号波束中每一个的强度马上下降为0。
在第二PM 150与第二OC 180的第三端口之间设置相位延迟单元D_P170，并且将从第二PM 150输入的第二信号波束延迟π/2相位。控制相对相位差的相位延迟单元D_P 170使从第一PM 140输出的第一信号波束S₁₁与从第二PM 150输出的延迟第二信号波束S₁₂在彼此之间获得同相或正交相位。
第二OC 180包括第一至第三端口。第一端口耦合到光发射机100的输出端105，第二端口耦合到第一PM 140的第二端，并且第三端口耦合到相位延迟单元D_P 170。第二OC 180将通过第二端口输入的第一信号波束S₁₁与通过第三端口输入的延迟第二信号波束S₁₂耦合在一起(生成OQPSK信号波束S₁₃)，并且通过第一端口输出OQPSK信号波束S₁₃。
OQPSK信号波束S₁₃的位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且具有四种相位：例如0、π/2、-π/2和π。即，OQPSK信号波束S₁₃的时钟频率对应于第一和第二数据D₁和D₂的时钟频率的2倍。因为没有从0到π或从π到0的相位转变，所以由于偏置干涉引起的强度变化相对很少。这种特征使OQPSK信号通过非线性光学元件时的非线性效应最小化。
在第一实施例中，相位延迟单元D_P 170设置在第二PM 150一侧。然而，因为相位延迟单元D_P 170控制第一和第二信号波束之间的相对相位差，所以可以将相位延迟单元D_P 170设置在第一PM 140一侧。另外，位延迟单元D_B 160可以由光学元件而不是电子元件实现。
图3是根据本发明第二实施例使用OQPSK调制方法的光发射机200的方框图。图4是由图3所示的光发射机200处理的信号波束的时序图。图3中的光发射机200的配置与图1所示的光发射机100相似。然而，两个发射机100和200之间的差别在于位延迟单元的位置和类型以及相位延迟单元的位置。因此，将省略重复的描述以避免冗长。光发射机200包括LS 210和OQPSKM 220。OQPSKM 220包括第一和第二OC 230和280、第一和第二PM 240和250、相位延迟单元D_P 270、以及位延迟单元D_B 260。
LS 210输出预定波长的连续波形波束S₂₁。
第一OC 230包括第一至第三端口、根波导232、以及第一和第二分支波导234和236，这两个分支波导从根波导232沿两个方向分叉开。第一端口耦合到LS 210，第二端口耦合到第一PM 240，并且第三端口耦合到第二PM 250。第一OC 230将通过第一端口输入的波束S₂₁均等地功率拆分为二(生成第一和第二分路波束S₂₂和S₂₃)，并且分别向第二和第三端口输出功率拆分后的第一和第二分路波束S₂₂和S₂₃。
在图4中，每个水平轴表示时间，并且每个垂直轴表示强度。例如，通过第一OC 230的第一端口输入的波束S₂₁的强度为4(为了描述方便而假设的值)，并且相位为0。也就是说，输入波束的强度始终如一，并且没有相位转变。因此，第一和第二分路波束S₂₂和S₂₃中每一个的强度为2，并且相位为0。
回到图3，第一PM 240包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂242和244、以及用于数据供给的电极246。第一PM 240的第一端耦合到第一OC 230的第二端口，并且第二端耦合到相位延迟单元D_P 270。第一PM 240从第一OC 230输入第一分路波束S₂₂，并且输出基于输入第一数据D₁对第一分路波束S₂₂进行相位调制所生成的第一信号波束S₂₄。第一数据D₁是NRZ电信号。第一和第二PM 240和250中每一个都输出两类相位。在本实施例中，第一和第二PM 240和250中每一个都输出0相位和π相位。也就是说，“0”位被输出为0相位，并且“1”位被输出为π相位。这里，第一和第二PM 240和250中每一个的偏置位置位于转移曲线的最小点，并且第一和第二PM 240和250中每一个的驱动电压是开关电压的两倍。第二PM 250包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂252和254、以及用于数据供给的电极256。第二PM 250的第一端耦合到第一OC 230的第三端口，并且第二端耦合到位延迟单元D_B 260。第二PM 250从第一OC 230输入第二分路波束S₂₃，并且输出通过基于输入第二数据D₂对第二分路波束S₂₃进行相位调制所生成的第二信号波束S₂₅。第二数据D₂是NRZ电信号。
设置在第二PM 250的第二端与第二OC 280的第三端口之间的位延迟单元D_B 260是用于将从第二PM 250输入的第二信号波束S₂₅延迟1/2位的电子元件。位延迟单元D_B 260可以由长度对应于1/2位的波导来实现。
相位延迟单元D_P 270设置在第一PM 240的第二端与第二OC 280的第二端口之间，并且将从第一PM 240输入的第一信号波束S₂₄延迟π/2相位。控制相位差的相位延迟单元D_P 270使从第一PM 240输出的第一信号波束S₂₄与从位延迟单元D_B 260输出的延迟第二信号波束S₂₆能够在彼此之间获得同相或正交相位。
第二OC 280包括第一至第三端口。第一端口耦合到光发射机200的输出端205，第二端口耦合到相位延迟单元D_P 270，并且第三端口耦合到位延迟单元D_B 260。第二OC 280将通过第二端口输入的延迟第一信号波束与从第三端口输入的延迟第二信号波束S₂₆耦合在一起(生成OQPSK信号波束S₂₇)，并且通过第一端口输出OQPSK信号波束S₂₇。
OQPSK信号波束S₂₇的位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且具有四种相位：例如0、π/2、-π/2和π。因为没有从0到π或从π到0的相位转变，所以由于偏置干涉引起的强度变化相对很少。这种特征使OQPSK信号通过非线性光学元件时的非线性效应最小化。
在第一和第二实施例中，OQPSK信号波束是NRZ信号。然而，可以将光发射机实现为输出归零OQPSK(RZ-OQPSK)信号波束。RZ-OQPSK信号波束具有更高的接收灵敏度，不会太多地受到光纤非线性或偏振模式色散的影响。
图5是根据本发明第三实施例使用OQPSK调制方法的光发射机300的方框图。因为光发射机300使用图1所示的OQPSKM 120，所以与图1中相同的元件由相同的标号表示，并且省略重复的描述以避免冗长。光发射机300包括光源LS 310、OQPSKM 120、以及RZ转换器320。OQPSKM 120包括第一和第二OC 130和180、第一和第二PM 140和150、相位延迟单元D_P 170、以及位延迟单元D_B160。
LS 310输出预定波长的连续波形波束。LS 310可以包括用于输出连续波形波束的CW激光器。
OQPSKM 120从LS 310输入波束，位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且生成具有四种相位(例如0、π/2、-π/2和π)的OQPSKM信号波束。第一和第二数据D₁和D₂是NRZ信号。
RZ转换器320包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂322和324、以及用于数据供给的电极326。RZ转换器320的第一端耦合到OQPSKM 120，并且第二端耦合到光发射机300的输出端305。RZ转换器320输出通过基于正弦波时钟信号(频率对应于第一和第二数据D₁和D₂的时钟频率的两倍)对从OQPSKM 120输入的OQPSKM信号波束进行调制所生成的RZ-OQPSK信号。例如，当第一和第二数据D₁和D₂的数据率是20Gbps时，该正弦波的时钟信号具有40GHz的频率。与RZ信号中一样，RZ-OQPSK信号波束的能量从0电平跳升至1电平并且返回0电平，以指示1位或0位。RZ-OQPSK信号波束的位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且具有四种相位：例如0、π/2、-π/2和π。RZ转换器320可以包括没有频率啁啾的x切MZM或使用域反转方案的z切MZM。这里，RZ转换器320的偏置位置位于转移曲线的最小点，并且RZ转换器320的驱动电压是开关电压的两倍。
图6是根据本发明第四实施例使用OQPSK调制方法的光发射机400的方框图。因为光发射机400使用图3所示的OQPSKM 220，所以与图3中相同的元件由相同的标号表示，并且省略重复的描述以避免冗长。光发射机400包括光源LS 410、OQPSKM 220、以及RZ转换器420。OQPSKM 220包括第一和第二OC 230和280、第一和第二PM 240和250、相位延迟单元D_P 270、以及位延迟单元D_B 260。
LS 410输出预定波长的连续波形波束。LS 410可以包括用于输出连续波形波束的CW激光器。
OQPSKM 220从LS 410输入波束，位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且生成具有四种相位(例如0、π/2、-π/2和π)的OQPSKM信号波束。第一和第二数据D₁和D₂是NRZ信号。
RZ转换器420包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂422和424、以及用于数据供给的电极426。RZ转换器420的第一端耦合到OQPSKM 220，并且第二端耦合到光发射机400的输出端405。RZ转换器420输出通过基于正弦波时钟信号(频率对应于第一和第二数据D₁和D₂的时钟频率的两倍)对从OQPSKM 220输入的OQPSKM信号波束进行调制所生成的RZ-OQPSK信号。例如，当第一和第二数据D₁和D₂的数据率是20Gbps时，该正弦波的时钟信号具有40GHz的频率。与RZ信号中一样，RZ-OQPSK信号波束的能量从0电平跳升至1电平并且返回0电平，以指示1位或0位。RZ-OQPSK信号波束的位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且具有四种相位：例如0、π/2、-π/2和π。RZ转换器420可以包括没有频率啁啾的x切MZM或使用域反转方案的z切MZM。这里，RZ转换器420的偏置位置位于转移曲线的最小点，并且RZ转换器420的驱动电压是开关电压的两倍。
图7是根据本发明第五实施例使用OQPSK调制方法的光发射机500的方框图。图8是由图7所示的光发射机500所处理的信号波束的时序图。因为光发射机500使用图3所示的OQPSKM 220，所以与图3中相同的元件由相同的标号表示，并且省略重复的描述以避免冗长。光发射机500包括光源LS 510、RZ转换器520、以及OQPSKM 220。OQPSKM220包括第一和第二OC 230和280、第一和第二PM 240和250、相位延迟单元D_P 270、以及位延迟单元D_B 260。
LS 510输出预定波长的连续波形波束S₃₁。LS 510可以包括用于输出连续波形波束的CW激光器。
在图8中，每一水平轴表示时间，并且每一垂直轴表示强度。例如，从LS 510输出的波束S₃₁的强度为4(为了描述方便而假设的值)，并且相位为0。也就是说，输入波束的强度始终如一，并且没有相位转变。
回到图7，RZ转换器520包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂522和524、以及用于数据供给的电极526。RZ转换器520的第一端耦合到LS 510，并且第二端耦合到OQPSKM 220。RZ转换器520输出通过基于正弦波时钟信号(频率对应于第一和第二数据D₁和D₂的时钟频率)对从LS 510输入的波束S₃₁进行调制所生成的RZ信号波束S₃₂。例如，当第一和第二数据D₁和D₂的数据率是20Gbps时，该正弦波的时钟信号具有20GHz的频率。与RZ信号中一样，RZ信号波束S₃₂的能量从0电平跳升至1电平并且返回0电平，以指示1位或0位。
第一OC 230包括第一至第三端口、根波导232、以及第一和第二分支波导234和236，这两个分支波导从根波导232沿两个方向分叉开。第一端口耦合到RZ转换器520，第二端口耦合到第一PM 240，并且第三端口耦合到第二PM 250。第一OC 230将通过第一端口输入的波束S₂₁均等地功率拆分为二(生成第一和第二分路波束)，并且分别向第二和第三端口输出功率拆分后的第一和第二分路波束。
第一PM 240包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂242和244、以及用于数据供给的电极246。第一PM 240的第一端耦合到第一OC 230的第二端口，并且第二端耦合到相位延迟单元D_P 270。第一PM 240从第一OC 230输入第一分路波束，并且输出基于输入第一数据D₁对第一分路波束进行相位调制所生成的第一信号波束S₃₃。第一数据D₁是NRZ电信号。第一和第二PM 240和250中每一个都输出两类相位。在本实施例中，第一和第二PM 240和250中每一个都输出0相位和π相位。也就是说，“0”位被输出为0相位，并且“1”位被输出为π相位。这里，第一和第二PM 240和250中每一个的偏置位置位于转移曲线的最小点，并且第一和第二PM 240和250中每一个的驱动电压是开关电压的两倍。
第二PM 250包括两端彼此耦合在一起的第一和第二臂252和254、以及用于数据供给的电极256。第二PM 250的第一端耦合到第一OC 230的第三端口，并且第二端耦合到位延迟单元D_B 260。第二PM 250从第一OC 230输入第二分路波束，并且输出通过基于输入第二数据D₂对第二分路波束进行相位调制所生成的第二信号波束。
设置在第二PM 250的第二端与第二OC 280的第三端口之间的位延迟单元D_B 260是用于将从第二PM 250输入的第二信号波束延迟1/2位的光学元件。位延迟单元D_B 260可以由长度对应于1/2位的波导来实现。
相位延迟单元D_P 270设置在第一PM 240的第二端与第二OC 280的第二端口之间。相位延迟单元D_P 270将从第一PM 240输入的第一信号波束S₃₃延迟π/2相位。控制相位差的相位延迟单元D_P 270使从第一PM 240输出的第一信号波束S₃₃与从位延迟单元D_B 260输出的延迟第二信号波束S₃₄能够在彼此之间获得同相或正交相位。
第二OC 280包括第一至第三端口。第一端口耦合到光发射机500的输出端505，第二端口耦合到相位延迟单元D_P 270，并且第三端口耦合到位延迟单元D_B 260。第二OC 280将从第二端口输入的延迟第一信号波束与从第三端口输入的延迟第二信号波束S₃₄耦合在一起(生成最小移频键控(MSK)信号波束S₃₅)，并且通过第一端口输出MSK信号波束S₃₅。
MSK信号波束S₃₅的位周期对应于第一和第二数据D₁和D₂的位周期的1/2，并且生成具有四种相位(例如0、π/2、-π/2和π)的OQPSK信号波束。因为MSK信号波束S₃₅强度不变化，所以MSK信号波束S₃₅可以应用于诸如半导体光放大器之类非线性随着输入波束强度变化而随调制方式变化不多的元件。MSK信号波束S₃₅的相位由π/4的整数倍表示，以指示信号波束在位中间的相位。因为根据MSK信号波束S₃₅的特征，相位连续变化，所以位之间的相位实质上不改变。
在第五实施例中，使用了图3所示的OQPSKM 220。然而，也可以使用图1所示的OQPSKM 120。
根据本发明的实施例，OQPSK调制方法以及使用这种方法的光发射机产生的信号波束没有从0到π或从π到0的相位转变。因此，由于偏置干涉引起的强度变化相对较小，每单位频率可以携带两位，并且还可以提供相对高的接收灵敏度。
虽然参考本发明的一些优选实施例图示并描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，可以对此做出各种形式和细节上的改变，而不会脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。