光学接收器的自动功率控制的制作方法

光学接收器的自动功率控制
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求2021年2月1日提交的、标题为“automatic power control for coherent photoreceivers”的美国临时专利申请no.63/144,239和2021年3月11提交的标题为“automatic power control for an optical receiver”的美国非临时专利申请no.17/199,170的优先权。在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并通过引用结合到本专利申请中。
技术领域
3.本公开总体上涉及控制光学接收器，并且更具体地，涉及使用自动功率控制(apc)模式来控制光学接收器。


背景技术：

4.光学接收器可以被设计成接收光作为输入信号，并将包含在该输入信号中的一个或多个波长信道转换成一个或多个相应的电信号。该功能可以由例如光学接收器来提供，其包括集成光学电路、一组光电检测器(photodetector，pd)和一组跨阻放大器(transimpedance amplifier，tia)。在示例操作中，输入光是在集成光学电路处(经由光纤)被接收的。该集成光学电路将输入光分成一组波长信道。接下来，每个波长信道被耦合到该组pd中的相应pd，该pd将波长信道从光学信号转换成电流。然后，电流信号被提供给该组tia中的相应tia，该tia将电流信号转换成电压信号，并输出电压信号(例如，用于进一步的信号处理、作为光学接收器的输出等)。


技术实现要素：

5.在一些实施方式中，光学接收器包括光学放大器，该光学放大器连接到光学接收器的本地振荡器(local oscillator，lo)和多个光学混合混频器，其中光学放大器被配置为:从lo接收光学lo信号；接收与光学接收器的光学输入信号相关联的电压值；基于电压值调节光学lo信号的功率；并且在调节光学lo信号的功率之后，将光学lo信号提供给多个光学混合混频器。
6.在一些实施方式中，光学接收器包括光学放大器，其光学连接到光学接收器的lo和多个光学混合混频器，其中光学放大器被配置为:从光学lo接收光学lo信号，接收与光学接收器的光学输入信号相关联的电压值，基于电压值控制光学lo信号的功率，并且在调节光学lo信号的功率之后，向多个光学混合混频器提供光学lo信号；以及控制器，被配置为:确定与光学输入信号相关联的电压值；并且使得电压值被提供给光学放大器。
7.在一些实施方式中，一种方法包括由光学接收器的控制器从光学接收器的多个跨阻放大器(tia)接收与光学输入信号相关联的多个光学信号强度值；由控制器处理多个光学信号强度值，以确定代表性光学信号强度值；由控制器确定代表性光学信号强度值是否满足光学信号强度阈值；由所述控制器基于确定所述代表性光学信号强度值是否满足所述
光学信号强度阈值来生成控制信号，其中当所述代表性光学信号强度值满足所述光学信号强度阈值时，所述控制信号指示要使用自动增益控制(automatic gain control，agc)模式来控制所述光学接收器，或者其中当所述代表性光学信号强度值不满足所述光学信号强度阈值时，所述控制信号指示要使用自动功率控制(automatic power control，apc)模式来控制所述光学接收器；以及由控制器基于控制信号引起与光学接收器相关联的光学lo信号的功率的调节。
附图说明
8.图1是本文描述的示例光学设备的示意图。
9.图2是本文描述的示例光学设备的示意图。
10.图3是示出本文描述的环路控制器的一部分的图。
11.图4是示出示例光学设备的误码率(ber)性能的图表。
12.图5是图2的一个或多个组件中的示例组件的图。
13.图6是与光学接收器的自动功率控制(apc)相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
14.示例实现的以下详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
15.传统的光学接收器(例如，相干正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，qam)光学接收器)使用自动增益控制(agc)模式来保持传统光学接收器的输出信号的恒定幅度。使用该agc模式，传统光学接收器使由传统光学接收器的本地振荡器(lo)产生的光学lo信号的光学功率固定，并自动调节与传统光学接收器的跨阻放大器相关联的跨阻。然而，与光学lo信号相关联的散粒(shot)噪声与光学lo信号的光学功率成比例，并且与tia相关联的tia噪声(例如，由tia产生的输入噪声)与跨阻成反比关系(因此与传统光学接收器中的光学lo信号的光学功率成正比关系)。因此，高lo功率会产生高散粒噪声和高tia噪声。传统的光学接收器通常以恒定的、最大的光学lo信号光学功率进行操作，从而产生散粒噪声和tia噪声，其影响传统光学接收器的灵敏度(例如，通过影响使用agc模式能够控制的跨阻量)。这也降低了传统相干光学接收器的误码率(bit error rate，ber)性能。
16.本文描述的一些实现提供了一种光学接收器(例如，相干光学接收器)，其使用自动功率控制(apc)模式来控制光学接收器(例如，保持光学接收器的电输出信号的恒定幅度)。使用apc模式的光学接收器将光学接收器的一组tia固定为具有恒定的跨阻，并使用光学接收器的光学放大器来调节由光学接收器的lo产生的光学lo信号的功率(例如，光学功率)。因此，当使用apc模式时，光学接收器导致光学lo信号的功率有所变化，且因此在光学接收器的一个或多个操作时段内小于光学lo信号的最大功率(与当使用agc模式时导致光学lo信号的功率固定在光学lo信号的最大功率相反)。因此，与使用agc模式控制传统光学接收器相关联的散粒噪声和tia噪声的量相比，当使用apc模式时，所述光学接收器减少了与控制光学接收器相关联的散粒噪声和tia噪声的量。因此，与传统的光学接收器相比，所述光学接收器具有增加的灵敏度并提供了改善的ber性能。此外，由于光学lo信号的功率降低，与传统光学接收器相比，使用apc模式改善了光学接收器的耐用性(例如，相对于环境条
件和光学接收器组件的老化)。
17.此外，apc模式需要该组tia的恒定的、固定的跨阻，这降低了光学接收器的每个tia的设计复杂度(与传统光学接收器的具有可调跨阻的tia的设计相比)。此外，这减小了tia的尺寸，从而降低了与设计、制造和维护tia相关联的复杂度和成本。此外，tia的减小的输入动态范围和恒定的、固定跨阻降低了tia的功耗。因此，光学设备的该组tia可以支持高带宽(例如，96/128gbaud)和高tia线性度(例如，128qam)。
18.本文描述的一些实施方式提供了光学接收器的环路控制器。环路控制器可以被配置为从光学接收器的一组tia接收指示光学接收器的光学输入信号的功率(例如，光学功率)的光学信号强度值。基于光学信号强度值，该环路控制器可以使得光学接收器是使用agc模式或apc模式而被控制的。因此，环路控制器可以允许光学接收器基于光学输入信号的功率，来提供优选的性能(例如，在散粒噪声、tia噪声、灵敏度或误码率性能等示例方面)。
19.图1是本文描述的示例光学设备100(例如，光学接收器)的示意图。如本文进一步描述的，可以使用自动功率控制(apc)模式来控制光学设备100。如图1所示，光学设备100可以包括信号输入102、本地振荡器(lo)104、光学放大器106、分束器(bs)108、偏振分束器(pbs)110、多个光学混合混频器112(示出为光学混合混频器112-1和光学混合混频器112-2)、多个光电检测器(pd)114(示出为八个pd 114)、多个跨阻放大器(tia)116(示出为tia116-1至116-4)和/或组合器118。
20.如图1进一步所示，信号输入102可以连接(例如，光学连接)到bs108。信号输入102可以被配置为从输入源(例如光纤(未示出))接收光学输入信号，并且向bs 108提供光学输入信号(例如，无放大)。在一些实施方式中，bs 108可以连接(例如，光学连接)到多个光学混合混频器112。例如，如图1所示，bs 108可以连接到光学混合混频器112-1和光学混合混频器112-2。bs 108可以被配置为将光学输入信号(例如，bs 108从信号输入102接收到的)分成多个光学输入信号部分，并且分别将多个光学输入信号部分提供给多个光学混合混频器112。例如，bs 108可以将光学输入信号分成第一光学输入信号部分和第二光学输入信号部分，并且可以将第一光学输入信号部分发送到光学混合混频器112-1，将第二光学输入信号部分发送到光学混合混频器112-2。
21.在一些实施方式中，lo 104(例如，lo激光学设备)可以被配置为产生光学lo信号。例如，lo 104可以产生具有恒定、固定功率(例如，光学功率)的光学lo信号。如图1进一步所示，lo 104可以连接(例如，光学连接)到光学放大器106。光学放大器106可以是固态光学放大器、掺杂光纤光学放大器或半导体光学放大器(soa)等示例。在一些实施方式中，lo 104和光学放大器106可以被包括在集成可调谐激光组件(itla)中。lo 104可以被配置为向光学放大器106提供光学lo信号。光学放大器106可以被配置为调节光学lo信号的功率，并且向pbs 110提供该光学lo信号(例如，在调节光学lo信号的功率之后)。下面描述关于由光学放大器106对光学lo信号的功率进行的调节的进一步细节。
22.在一些实施方式中，pbs 110可以连接(例如，光学连接)到多个光学混合混频器112。例如，如图1所示，pbs 110可以连接到光学混合混频器112-1和光学混合混频器112-2。pbs 110可以被配置为将光学lo信号(例如，pbs 110从光学放大器106接收到的)分成分别被偏振的多个光学lo信号部分，并将多个光学lo信号部分提供给多个光学混合混频器112。
例如，pbs 110可以将光学lo信号分成第一光学lo信号部分和第二光学lo信号部分，并且可以将第一光学lo信号部分发送到光学混合混频器112-1，将第二光学lo信号部分发送到光学混合混频器112-2。
23.在一些实施方式中，多个光学混合混频器112中的光学混合混频器112可以连接(例如，光学连接)到多个pd 114中的一组pd 114。例如，如图1所示，光学混合混频器112-1可以连接到第一组pd 114-1(例如，图1所示的顶部四个pd 114)，并且光学混合混频器112-2可以连接到第二组pd 114-2(例如，图1所示的底部四个pd 114)。多个光学混合混频器112中的光学混合混频器112可以被配置为将光学输入信号部分(例如，光学混合混频器112从bs 108接收到的)和光学lo信号部分(例如，光学混合混频器112从pbs 110接收到的)混频成混频光学输出信号，并且将混频光学输出信号提供给连接到该光学混合混频器112的一组pd 114。例如，光学混合混频器112-1可以将由bs 108提供的第一光学输入信号部分和由pbs 110提供的第一光学lo信号部分混频成第一混频光学输出信号，并且可以将第一混频光学输出信号提供给第一组pd 114-1。作为另一个示例，光学混合混频器112-2可以将由bs 108提供的第二光学输入信号部分和由pbs 110提供的第二光学lo信号部分混频成第二混频光学输出信号，并且可以将第二混频光学输出信号提供给第二组pd 114-2。
24.在一些实施方式中，一组pd 114可以包括多个pd 114子集，其中pd 114子集(例如，两个pd 114构成的子集)连接(例如，光学连接)到光学混合混频器112。例如，如图1所示，一组pd 114-1可以包括连接到光学混合混频器112-1的pd子集114-1-a和pd子集114-1-b，并且一组pd 114-2可以包括连接到光学混合混频器112-2的pd子集114-2-a和pd子集114-2-b。因此，pd 114子集中的pd 114可以被配置为接收由光学混合混频器112提供给该pd 114子集的混频光学输出信号的一部分。例如，pd子集114-1-a中的第一pd 114可以接收由光学混合混频器112-1提供给该组pd 114-1的第一混频光学输出信号的一部分。作为另一个示例，pd子集114-2-b中的第二pd 114可以接收由光学混合混频器112-2提供给该组pd 114-2的第二混频光学输出信号的一部分。
25.pd 114子集可以连接(例如，电连接)到多个tia 116中的tia 116。例如，如图1所示，pd子集114-1-a可以连接到tia 116-1，pd子集114-1-b可以连接到tia 116-2，pd子集114-2-a可以连接到tia116-3，且pd子集114-2-b可以连接到tia 116-4。因此，pd 114子集中的pd 114可以被配置为将混频光学输出信号部分(例如，由光学混合混频器112提供给pd 114的)转换成电输出信号，并将电输出信号提供给多个tia 116之中连接到该pd 114的tia 116。例如，pd子集114-1-a中的第一pd 114可以将第一混频光学输出信号的部分转换成第一电输出信号，并且可以将第一电输出信号提供给tia 116-1。作为另一个示例，pd子集114-1-b中的第二pd 114可以将第二混频光学输出信号的部分转换成第二电输出信号，并且可以将第二电输出信号提供给tia 116-3。
26.多个tia 116可以连接(例如电连接)到处理组件(图1中未示出)，例如数字信号处理器(dsp)。多个tia 116中的tia 116可以被配置为放大电输出信号(例如，tia 116从pd 114接收到的)，并且可以将电输出信号提供给处理组件进行处理。例如，tia 116-1可以从pd子集114-1-a中的第一pd 114接收第一电输出信号，可以放大第一电输出信号，并且可以将第一电输出信号提供给dsp进行处理。作为另一个示例，tia 116-3可以从pd子集114-2-2中的第二pd 114接收第二电输出信号，可以放大第二电输出信号，并且可以将第二电输出
信号提供给dsp进行处理。
27.在一些实施方式中，多个tia 116可以分别连接(例如，电连接)到组合器118。例如，如图1所示，tia 1161、tia 116-2、tia 116-3和tia 116-4每个都连接到组合器118。多个tia 116中的tia 116可以被配置为向组合器118提供与电输出信号(例如，tia 116从pd 114接收到的)相关联的电压值。例如，tia 116-1可以确定第一电输出信号(例如，tia 116-1从pd子集114-1-a中的第一pd 114接收到的)的峰值检测电压(也称为pkd)，并且可以向组合器118发送指示第一电输出信号的峰值检测电压的第一电压值。作为另一个示例，tia 116-3可以确定第二电输出信号的峰值检测电压(例如，tia 116-3从pd子集114-2-b中的第二pd 114接收到的)，并且可以向组合器118发送指示第二电输出信号的峰值检测电压的第二电压值。
28.组合器118可以被配置为从多个tia 116接收多个电压值。例如，组合器118可以从tia 116-1接收第一电压值，从tia 116-3接收第二电压值，从tia 116-2接收第三电压值，等等。组合器118可以被配置为处理多个电压值以确定代表性电压值。例如，组合器118可以确定代表性电压值是多个电压值的平均值(例如，平均值或加权平均值)、中值、最大值或最小值。
29.如图1所示，组合器118可以连接(例如，电连接)到光学放大器106。在一些实施方式中，组合器118可以被配置为向光学放大器106提供代表性电压值。光学放大器106可以被配置为基于代表性电压值(例如，由光学放大器106从组合器118接收到的电压值)来调节光学lo信号的功率。例如，当代表性电压值满足(例如，大于或等于)第一电压值阈值时，光学放大器106可以调节光学lo信号的功率，以使得光学lo信号的功率不满足(例如，小于)第一功率阈值。作为附加的或替代的示例，当代表性电压值不满足(例如，小于)第二电压值阈值时，光学放大器106可以调节光学lo信号的功率，以使光学lo信号的功率满足(例如，大于或等于)第二功率阈值。以这种方式，光学放大器106可以被配置为：当代表性电压值高时，降低光学lo信号的功率；和/或当代表性电压值低时，增加光学lo的功率。因此，光学放大器106可以被配置为基于代表性电压值，使光学lo信号具有特定功率或特定功率范围。附加地或可替代地，虽然所提供的示例示出了对光学lo信号功率的离散控制，但是预期的实现方式包括对光学lo信号的功率的连续控制。例如，光学放大器106可以被配置为基于连续变化的代表性电压值，使得光学lo信号具有连续变化的功率或功率范围。以这种方式，可以使用apc模式来控制光学设备100。
30.在调节光学lo信号的功率以便于使用apc模式控制光学设备400之后，光学放大器106可以向pbs 110提供光学lo信号(例如，在调节光学lo信号的功率之后)。然后可以如上所描述地，处理光学lo信号。
31.如上所述，图1仅作为示例提供。其他示例也是可能的，并且可能与关于图1所描述的不同。
32.图2是本文描述的示例光学设备200(例如，光学接收器)的示意图。如本文进一步描述的，可以使用自动功率控制(apc)模式和/或自动增益控制(agc)模式来控制光学设备200。如图2所示，光学设备200可以包括信号输入102、本地振荡器(lo)104、光学放大器106、分束器(bs)108、偏振分束器(pbs)110、多个光学混合混频器112(示出为光学混合混频器112-1和光学混合混频器112-2)和/或多个光电检测器(pd)114(示出为八个pd 114)，如本
文中关于图1所描述的。如图2中进一步示出的，光学设备可以包括多个跨阻放大器(tia)202(示为tia 202-1至202-4)、环路控制器204和/或光学放大器控制器206。
33.如上关于图1所描述的，信号输入102可以从输入源接收光学输入信号，并且可以向bs 108提供光学输入信号(例如，无放大)，bs 108可以将光学输入信号分成多个光学输入信号部分，并且可以向多个光学混合混频器112提供多个光学输入信号部分。lo 104可以产生光学lo信号，并且可以向光学放大器106提供光学lo信号。在一些实施方式中，光学放大器106可以调节光学lo信号的功率(如下文进一步描述的)，并且可以将光学lo信号(例如，在调节光学lo信号的功率之后)提供给pbs 110，pbs 110可以将光学lo信号分成分别被偏振的多个光学lo信号部分，并且可以将多个光学lo信号部分提供给多个光学混合混频器112。
34.如以上关于图1进一步描述的，多个光学混合混频器112中的每一个可以将光学输入信号部分(例如，光学混合混频器112从bs 108接收到的)和光学lo信号部分(例如，光学混合混频器112从pbs 110接收到的)混频成混频光学输出信号，并且可以将混频光学输出信号提供给连接到光学混合混频器112的一组pd 114。该组pd 114的子集中的pd 114可以接收混频光学输出信号的一部分。
35.如图2所示，pd 114子集可以连接(例如，电连接)到多个tia 202中的tia 202。例如，如图2所示，pd子集114-1-a可以连接到tia 202-1，pd子集114-1-b可以连接到tia 202-2，pd子集114-2-a可以连接到tia 202-3，且pd子集114-2-b可以连接到tia 202-4。因此，pd 114子集中的pd 114可以被配置为将混频光学输出信号部分(例如，由光学混合混频器112提供给pd 114的)转换成电输出信号，并将电输出信号提供给多个tia 202之中连接到该pd 114的tia 202。例如，pd子集114-1-a的第一pd 114可以将第一混频光学输出信号的一部分转换成第一电输出信号，并且可以将第一电输出信号提供给tia 202-1。作为另一个示例，pd子集114-1-b的第二pd 114可以将第二混频光学输出信号的一部分转换成第二电输出信号，并且可以将第二电输出信号提供给tia 202-3。
36.多个tia 202可以连接(例如电连接)到处理组件(图2中未示出)，例如dsp。多个tia 202中的tia 202可以被配置为放大电输出信号(例如，tia 202从pd 114接收到的信号)，并且可以将电输出信号提供给处理组件进行处理。例如，tia 202-1可以从pd子集114-1-a中的第一pd 114接收第一电输出信号，可以放大第一电输出信号，并且可以将第一电输出信号提供给dsp进行处理。作为另一个示例，tia 202-3可以从pd子集114-2-b中的第二pd 114接收第二电输出信号，可以放大第二电输出信号，并且可以将第二电输出信号提供给dsp进行处理。
37.在一些实施方式中，多个tia 202可以分别连接(例如，电连接)到环路控制器204。例如，如图2所示，tia2021、tia202-2、tia202-3和tia202-4均连接到环路控制器204。在一些实施方式中，多个tia 202中的tia 202可以被配置为向环路控制器204提供与电输出信号相关联的光学信号强度值(例如，tia 202从pd 114接收到的)和/或与电输出信号相关联的一个或多个电压值。例如，tia 202-1可以确定第一电输出信号(例如，tia 202-1从pd子集114-1-a中的第一pd 114接收到的)的接收信号强度(也称为rss)、峰值检测电压(也称为pkd)和/或增益控制电压(也称为vgc)。tia 202-1可以向环路控制器204发送指示第一电输出信号的rss的第一光学信号强度值、指示第一电输出信号的pkd的第一峰值电压值和/或
指示第一电输出信号的vgc的第一增益控制电压值。作为另一示例，tia 202-3可以确定第二电输出信号(例如，tia 202-3从pd子集114-2-b中的第二pd 114接收到的)的rss、pkd和/或vgc。tia 202-1可以向环路控制器204发送指示第二电输出信号的rss的第二光学信号强度值、指示第二电输出信号的pkd的第二峰值电压值和/或指示第二电输出信号的vgc的第二增益控制电压值。
38.环路控制器204可以被配置为从多个tia 202接收多个光学信号强度值。例如，环路控制器可以从tia 202-1接收第一光学信号强度值，从tia 202-3接收第二光学信号强度值，从tia 202-2接收第三光学信号强度值，等等。环路控制器204可以被配置为处理多个光学信号强度值，以确定代表性光学信号强度值。例如，环路控制器204可以确定代表性光学信号强度值是多个光学信号强度值的平均值(例如，平均值或加权平均值)、中值、最大值或最小值。
39.附加地或替代地，环路控制器204可以被配置为从多个tia 202接收多个峰值电压值。例如，环路控制器可以从tia 202-1接收第一峰值电压值，从tia 202-3接收第二峰值电压值，从tia 202-2接收第三峰值电压值，等等。环路控制器204可以被配置为(例如，当使用apc模式控制光学设备200时)处理多个峰值电压值以确定代表性峰值电压值。例如，环路控制器204可以确定，代表性峰值电压值是多个峰值电压值的平均值(例如，平均值或加权平均值)、中值、最大值或最小值。
40.附加地或替代地，环路控制器204可以被配置为从多个tia 202接收多个增益控制电压值。例如，环路控制器可以从tia 202-1接收第一增益控制电压值，从tia 202-3接收第二增益控制电压值，从tia 202-2接收第三增益控制电压值，等等。环路控制器204可以被配置为(例如，当使用agc模式控制光学设备200时)处理多个增益控制电压值，以确定代表性增益控制电压值。例如，环路控制器204可以确定，代表性增益控制电压值是多个增益控制电压值的平均值(例如，平均值或加权平均值)、中值、最大值或最小值。
41.如图2所示，环路控制器204可以连接(例如，电连接)到光学放大器控制器206。在一些实施方式中，环路控制器204可以被配置为确定代表性光学信号强度值是否满足(例如，大于或等于)光学信号强度阈值，以确定要使用agc模式还是apc模式来控制光学设备200。例如，当环路控制器204确定光学信号强度值满足(例如，大于或等于)光学信号强度阈值时，环路控制器204可以确定要使用agc模式来控制光学设备200。因此，环路控制器204可以生成一控制信号，其指示光学放大器控制器206不控制光学放大器106。附加地或替代地，环路控制器204可以基于多个增益控制电压值(例如，由环路控制器204从多个tia 202接收到的)和/或代表性增益控制电压值(例如，由环路控制器204确定的)，使用agc模式(例如，以与上述类似的方式)来控制多个tia 202。
42.作为另一个示例，当环路控制器204确定光学信号强度值不满足(例如，小于)光学信号强度阈值时，环路控制器204可以确定要使用apc模式来控制光学设备200。因此，环路控制器204可以生成一控制信号，其指示光学放大器控制器206要控制光学放大器106。
43.环路控制器204可以被配置为向光学放大器控制器206提供该控制信号(例如，其指示光学放大器控制器206要控制光学放大器106或者不控制光学放大器106)。附加地或替代地，环路控制器204可以被配置为向光学放大器控制器206提供代表性峰值电压值(例如，环路控制器204基于从多个tia 202接收的多个峰值电压值而确定的)。
44.如图2所示，光学放大器控制器206可以连接(例如，电连接)到光学放大器106。在一些实施方式中，光学放大器控制器206可以被配置为处理该控制信号，以确定光学放大器控制器206是否要控制光学放大器106(例如，使用apc模式)。例如，光学放大器控制器206可以解析控制信号以确定光学放大器控制器206要控制光学放大器106。因此，光学放大器控制器206可以被配置为将代表性峰值电压值(例如，光学放大器控制器206从环路控制器204接收到的)提供给光学放大器106(例如，以便于使用apc模式控制光学设备200)。或者，光学放大器控制器206可以解析控制信号以确定光学放大器控制器206不控制光学放大器106。因此，光学放大器控制器206可以被配置为将缺省电压值(例如，指示要使用agc模式来控制光学设备，如下文进一步描述的)提供给光学放大器106(例如，以便于使用agc模式来控制光学设备200)。
45.光学放大器106可以被配置为从光学放大器控制器206接收电压值(例如，代表性峰值电压值或缺省电压值)。光学放大器106可以基于接收到的电压值来调节光学lo信号的功率。例如，当接收的电压值满足(例如，大于或等于)第一电压值阈值时，光学放大器106可以调节光学lo信号的功率，以使得光学lo信号的功率不满足(例如，小于)第一功率阈值。作为附加的或替代的示例，当接收的电压值不满足(例如，小于)第二电压值阈值时，光学放大器106可以调节光学lo信号的功率，以使光学lo信号的功率满足(例如，大于或等于)第二功率阈值。以这种方式，光学放大器106可以被配置为：当接收的电压值高时，降低光学lo信号的功率；和/或当接收的电压值低时，增加光学lo的功率。因此，光学放大器106可以被配置为基于接收到的电压值，使光学lo信号具有特定的功率或特定的功率范围。附加地或可替代地，虽然所提供的示例示出了对光学lo信号的功率的离散控制，但是预期的实现方式包括对光学lo信号的功率的连续控制。例如，光学放大器106可以被配置为基于连续变化的代表性电压值，使得光学lo信号具有连续变化的功率或功率范围。
46.在一些实施方式中，当接收的电压值是缺省电压值时(例如，其指示要使用agc模式来控制光学设备)，光学放大器106可以使光学lo信号具有特定的功率(例如，高的固定的恒定功率)，以便于环路控制器204根据agc模式来控制多个tia 202。在一些实施方式中，当接收的电压值是代表性峰值电压值时(例如，其指示要使用apc模式来控制光学设备)，光学放大器106可以使光学lo信号具有动态变化的功率，以便于光学放大器控制器206根据apc模式来控制光学放大器106。
47.在调节和/或保持光学lo信号的功率以便于使用apc模式或agc模式控制光学设备200之后，光学放大器106可以向pbs 110提供光学lo信号。然后可以如上所描述地，处理光学lo信号。
48.如上所述，图2仅作为示例提供。其他示例也是可能的，并且可能与关于图2所描述的不同。
49.图3是示出环路控制器204的一部分(例如，环路控制器204的与多个tia 202中的特定tia 202相关联的一部分)的图300。如图3所示，环路控制器204可以经由第一连接302和第二连接304而连接(例如，电连接)到多个tia 202中的tia 202(未示出)。第一连接302可以被配置为将电输出信号的电压值，例如峰值检测电压值(例如，其指示电输出信号的峰值检测电压，也称为pkd)，从tia 202传输到环路控制器204。第二连接304可以被配置为将电输出信号的不同电压值，例如增益控制电压值(例如，其指示电输出信号的增益控制电
压，也称为vgc)，从tia 202传输到环路控制器204。环路控制器204可以处理峰值检测电压值和增益控制电压值，如以上关于图2所描述的。
50.在一些实施方式中，环路控制器204可以便利于光学设备200的校准，以允许光学设备200在使用apc模式而被控制时提供最佳性能。例如，环路控制器204可以产生不同的控制信号和/或代表性峰值电压值(例如，使光学lo信号的功率调节到特定水平或跨越不同范围)。如附图标记306所示，环路控制器204然后可以接收和处理多个tia 202的相应增益控制电压值，以确定多个tia 202的相应最佳跨阻增益，这允许在使用apc模式进行控制时，每个tia 202提供最佳放大电输出信号。因此，当环路控制器204确定要使用agc模式来控制光学设备时，环路控制器204可以使多个tia 202以相应的光学跨阻增益进行操作(例如，如关于图2所描述的)。
51.如附图标记308所示，环路控制器204可以基于由多个tia 202提供的多个峰值电压值，使用apc模式来控制光学设备200(例如，如关于图2所描述的)。如附图标记310所示，环路控制器204可以基于由多个tia 202提供的多个峰值电压值和多个增益控制电压值，使用agc模式来控制光学设备200(例如，如关于图2所描述的)。
52.如上所述，图3仅作为示例提供。其他示例也是可能的，并且可能与关于图3所描述的不同。
53.图4是示出了示例性光学设备(例如，光学设备100或光学设备200)的误码率(ber)性能的图表400，该示例性光学设备例如是32gbaud dp-16qam光学设备。该光学器件可以包括多个跨阻放大器(tia)(例如，tia 116或tia 202)，每个跨阻放大器的最大跨阻(在图4中显示为z
tdmax
)为5809欧姆，输入参考噪声密度(在图4中显示为irnd)为18pa/√hz。此外，光学输入信号可以具有-22dbm的光学功率。
54.光学设备可以与信噪比(snr)相关联，snr可以使用以下公式来确定:
55.其中:q是电子电荷，ρ是有效响应度(a/w)，p
lo
是lo激光器的cw功率(w)，p
sig
是平均输入信号光学功率(w)，i
n,tia
是tia的输入参考噪声功率密度且bn是噪声带宽(hz)。4qρp
lo
可以被称为lo散粒噪声。
56.在典型情况下，ρ＝0.06a/w以及p
lo
＝20mw(13dbm)。因此，lo散粒噪声在tia输入处产生噪声电流密度，其根据以下公式：因此，当(例如，当lo散粒噪声比tia噪声大得多时)时，snr不是基于lo功率的，并且因此根据以下公式达到恒定值。另外，或者可替代地，当(例如，当tia噪声比lo散粒噪声大得多时)时，根据公式snr基于lo功率而增加。因此，在agc模式下，tia噪声不是恒定的，并且可能相对于lo功率单调增长。
57.如图4所示，当使用apc模式时，光学设备的光学信噪比(osnr)约为22.92分贝，以便产生1.40e-02
的ber(例如，光学设备的最佳ber)。如图4进一步所示，当使用agc模式时，光
学设备的osnr大约为24.67分贝，以便产生1.40e-02
的ber。因此，与agc模式相比，agc模式提供了大约1.75分贝的osnr性能改善。此外，apc模式的ber下限(例如，大约6.27e-04
)低于agc模式的ber下限(例如，2.923e-03
)。因此，对于光学设备的这种配置和光学输入信号的光学功率，与agc模式相比，agc模式提供了改进的性能。
58.如上所述，图4仅作为示例提供。其他示例也是可能的，并且可能与关于图4所描述的不同。
59.图5是设备500的示例组件的图，其可以对应于环路控制器204和/或光学放大器控制器206。在一些实施方式中，环路控制器204和/或光学放大器控制器206可以包括一个或多个设备500和/或设备500的一个或多个组件。如图5所示，设备500可以包括总线510、处理器520、存储器530、存储组件540、输入组件550、输出组件560和通信组件570。
60.总线510包括实现设备500的组件之间的有线和/或无线通信的组件。处理器520包括中央处理单元、图形处理单元、微处理器、控制器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路和/或其他类型的处理组件。处理器520以硬件、固件或硬件和软件的组合来实现。在一些实施方式中，处理器520包括能够被编程以执行功能的一个或多个处理器。存储器530包括随机存取存储器、只读存储器和/或另一种类型的存储器(例如，闪存、磁存储器和/或光存储器)。
61.存储组件540存储与设备500的操作相关的信息和/或软件。例如，存储组件540可以包括硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、固态盘驱动器、光盘、数字多功能盘和/或另一种类型的非暂时性计算机可读介质。输入组件550使得设备500能够接收输入，例如用户输入和/或感测到的输入。例如，输入组件550可以包括触摸屏、键盘、小键盘、鼠标、按钮、麦克风、开关、传感器、全球定位系统组件、加速度计、陀螺仪和/或致动器。输出组件560使得设备500能够例如经由显示器、扬声器和/或一个或多个发光二极管来提供输出。通信组件570使得设备500能够例如经由有线连接和/或无线连接与其他设备通信。例如，通信组件570可以包括接收器、发射器、收发器、调制解调器、网络接口卡和/或天线。
62.设备500可以执行本文描述的一个或多个过程。例如，非暂时性计算机可读介质(例如，存储器530和/或存储组件540)可以存储一组指令(例如，一个或多个指令、代码、软件代码和/或程序代码)供处理器520执行。处理器520可以执行该组指令来执行本文描述的一个或多个过程。在一些实施方式中，由一个或多个处理器520执行指令集使得一个或多个处理器520和/或设备500执行本文描述的一个或多个过程。在一些实施方式中，可以使用硬连线电路来代替指令或与指令结合来执行本文描述的一个或多个过程。因此，本文描述的实现不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
63.图5所示组件的数量和排列是作为示例提供的。设备500可以包括与图5所示的组件相比的附加组件、更少的组件、不同的组件或不同排列的组件。附加地或替代地，设备500的一组组件(例如，一个或多个组件)可以执行被描述为由设备500的另一组组件执行的一个或多个功能。
64.图6是与光学接收器的自动功率控制(apc)相关联的示例过程600的流程图。在一些实现中，图6的一个或多个过程块可以由控制器(例如，环路控制器204)来执行。在一些实现中，图6的一个或多个过程块可以由与控制器分离或包括控制器的另一个设备或一组设备来执行，例如光学放大器控制器(例如，光学放大器控制器206)。附加地或替代地，图6的
一个或多个处理块可以由设备500的一个或多个组件来执行，例如处理器520、存储器530、存储组件540、输入组件550、输出组件560和/或通信组件570。
65.如图6所示，过程600可以包括从光学接收器的多个跨阻放大器(tia)接收与光学输入信号相关联的多个光学信号强度值(方框610)。例如，如上所述，控制器可以从光学接收器的多个tia接收与光学输入信号相关联的多个光学信号强度值。
66.如图6中进一步所示，过程600可以包括处理多个光学信号强度值以确定代表性光学信号强度值(方框620)。例如，如上所述，控制器可以处理多个光学信号强度值以确定代表性光学信号强度值。
67.如图6进一步所示，过程600可以包括确定代表性光学信号强度值是否满足光学信号强度阈值(方框630)。例如，如上所述，控制器可以确定代表性光学信号强度值是否满足光学信号强度阈值。
68.如图6中进一步所示，过程600可以包括基于确定代表性光学信号强度值是否满足光学信号强度阈值来生成控制信号(方框640)。例如，如上所述，控制器可以基于确定代表性光学信号强度值是否满足光学信号强度阈值来生成控制信号。在一些实施方式中，当代表性光学信号强度值满足光学信号强度阈值时，控制信号指示要使用自动增益控制(agc)模式来控制光学接收器。在一些实施方式中，当代表性光学信号强度值不满足光学信号强度阈值时，控制信号指示要使用apc模式来控制光学接收器。
69.如图6中进一步示出的，过程600可以包括基于控制信号引起与光学接收器相关联的光学本地振荡器(lo)信号的功率的调节(方框650)。例如，如上所述，控制器可以基于控制信号来引起与光学接收器相关联的光学lo信号的功率的调节。在一些实施方式中，引起光学lo信号功率的调节包括将控制信号提供给光学接收器的另一个组件，以使得光学接收器的光学放大器调节光学lo信号的功率。
70.尽管图6示出了过程600的示例块，但是在一些实现方式中，过程600可以包括与图6中所示的那些块相比额外的块、更少的块、不同的块或者不同排列的块。附加地或替代地，过程600的两个或更多个块可以并行执行。
71.前述公开内容提供了说明和描述，但不旨在穷举或将实施方式限制于所公开的精确形式。可以根据上述公开进行修改和变化，或者可以从实现的实践中获得修改和变化。此外，本文描述的任何实现都可以被组合，除非前述公开明确地提供了一个或多个实现不能被组合的理由。
72.如此处所使用的，术语“组件”旨在被广义地解释为硬件、固件和/或硬件和软件的组合。显然，本文描述的系统和/或方法可以以不同形式的硬件、固件或硬件和软件的组合来实现。用于实现这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码并不是这些实现的限制。因此，本文描述的系统和/或方法的操作和行为没有参考特定的软件代码。应当理解，可以基于本文的描述设计软件和硬件来实现系统和/或方法。
73.如本文所使用的，根据上下文，满足阈值可以指大于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、小于或等于阈值、等于阈值、不等于阈值等的值。
74.即使特征的特定组合在权利要求中被引用和/或在说明书中被公开，但这些组合并不旨在限制各种实现的公开。事实上，这些特征中的许多可以以权利要求中没有具体叙述和/或说明书中没有公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接从属
于仅一个权利要求，但是各种实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。如本文所使用的，涉及项目列表中的“至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”意在涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及相同项目的多个的任意组合。
75.除非明确描述，否则本文使用的元件、动作或指令不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该/所述”旨在包括与冠词“该/所述”相关联的一个或多个项目，并且可以与“该/所述一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集合/组”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、或相关和不相关项目的组合)，并且可以与“一个或多个”互换使用。当仅旨在一个项目时，使用短语“只有一个”或类似的语言。此外，如本文所用，术语“有”、“具有”、“拥有”等意在是开放式术语。此外，短语“基于”意在表示“至少部分基于”，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“或”在串联使用时旨在为包容性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“仅其中之一”结合使用)。