專利名稱：光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是用于傳輸數(shù)字化數(shù)據(jù)的光通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及利用光纖并/或通過(guò)光開(kāi)關(guān)在遠(yuǎn)程鏈路上以高比特率傳輸數(shù)字光信號(hào)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
光傳輸系統(tǒng)一般包括通過(guò)光鏈路連接到光通信接收機(jī)的光通信發(fā)射機(jī)，所述光鏈路可以是單根光纖，或者一系列由光放大器和/或更為復(fù)雜的耦合媒質(zhì)，例如基于光閘、波導(dǎo)和耦合器的光開(kāi)關(guān)，相互連接起來(lái)的光纖段。
發(fā)射機(jī)包括光信號(hào)源。光信號(hào)源的功能是根據(jù)要傳輸?shù)男畔⒄{(diào)制光載波。同一個(gè)鏈路可以傳輸由不同波長(zhǎng)的載波攜帶的多個(gè)信號(hào)。這樣得到的傳輸系統(tǒng)就是公知的波分復(fù)用(WDM，wavelength divisionmultiplex)系統(tǒng)。
目前最為廣泛應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)是幅度調(diào)制。通常采用的調(diào)制形式是NRZ和RZ形式。這些形式通過(guò)在對(duì)應(yīng)于波的消失的低電平和對(duì)應(yīng)于最大光能的高電平之間改變載波能量而編制二進(jìn)制信息。電平的改變?cè)诰哂泄潭ㄖ芷赥的時(shí)鐘確定的時(shí)間發(fā)生，所述時(shí)鐘確定了相繼的時(shí)間單元，這些時(shí)間單元被分配給要傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，低電平和高電平一般分別表示二進(jìn)制值0和1。
幅度調(diào)制技術(shù)通常稱為幅移鍵控法(ASK，amplitude-shiftkeying)，優(yōu)點(diǎn)是利用可靠的光學(xué)部件實(shí)施起來(lái)比較容易，但缺點(diǎn)是對(duì)色散敏感。盡管有用于補(bǔ)償色散的設(shè)備，比如色散補(bǔ)償纖維(DCF，dispersion compensating fibers)，所獲得的補(bǔ)償往往是不完全的，尤其是在對(duì)分布在寬譜帶上的WDM信道進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)。
為此，提出了一種新的對(duì)色散不那么敏感的調(diào)制形式。使用這種形式的光傳輸方法公知為相位整形二進(jìn)制傳輸(PSBT，phase-shapedbinary)。該方法例如在1997年2月17日遞交，1997年8月27日公開(kāi)的歐洲專利申請(qǐng)EP-A-0792036中有過(guò)描述。相應(yīng)的美國(guó)專利5920416的授權(quán)日為1999年7月6日。
為了進(jìn)行傳輸，該方法對(duì)載波在每一個(gè)對(duì)應(yīng)于邏輯0、在包含邏輯1的單元之前或之后的單元內(nèi)進(jìn)行絕對(duì)值約為180度的光相移。在接收端，收到的光信號(hào)可以用與NRZ形式調(diào)制信號(hào)相同的方式，即，使用簡(jiǎn)單的光檢測(cè)器，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
除了改善抗色散的能力外，PSBT調(diào)制還有這樣的特性所得到的信號(hào)的光譜只有NRZ調(diào)制的光譜寬度的一半，這對(duì)密集WDM傳輸是有利的。在密集WDM傳輸中，WDM信道之間的光譜間隙很窄。
一旦非線性光學(xué)現(xiàn)象變得顯著，PSBT調(diào)制仍然是有限制的。例如，在提升信號(hào)的光功率以增大傳輸距離時(shí)，就是這樣的情況。在這種情況下會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鏈路上給定值的累積色散，接收到的信號(hào)的質(zhì)量會(huì)退化到某種程度，該程度強(qiáng)烈地依賴于信號(hào)的光載波的波長(zhǎng)。因此，系統(tǒng)的抗色散能力降低，這限制了遠(yuǎn)距離無(wú)中間放大地傳輸分布在寬譜帶上的WDM信號(hào)的可能性。
另外一種出現(xiàn)這種問(wèn)題的情形，是通過(guò)含有即使在低功率下也非線性工作的部件的光耦合媒質(zhì)進(jìn)行傳輸?shù)那闆r。所述在低功率下也非線性工作的部件例如是基于半導(dǎo)體光放大器的光閘。這后一種情形通常在裝備有使用這樣的光閘的開(kāi)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)中遇到。
在提交于1998年7月20日，公開(kāi)于2000年1月26日的歐洲專利申請(qǐng)EP-A-0975107中，提出來(lái)一種對(duì)PSBT信號(hào)因?yàn)榭藸栃?yīng)而退化的問(wèn)題的解決方案(相位自調(diào)制，相位或增益交叉調(diào)制)。該解決方案在于使用改進(jìn)的引入了瞬時(shí)線性調(diào)頻脈沖(transient“chirp”)的PSBT調(diào)制，所述線性調(diào)頻脈沖的正負(fù)和最優(yōu)值尤其取決于鏈路上的累積色散和非線性效應(yīng)。但是，生成最優(yōu)瞬時(shí)線性調(diào)頻脈沖不是一件簡(jiǎn)單的事情，會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生擴(kuò)寬光信號(hào)頻譜的效應(yīng)，從而使得PSBT調(diào)制不太適合密集WDM傳輸。
另一種遏制某些非線性現(xiàn)象的方式是選用能夠保持信號(hào)為恒定光功率的調(diào)制技術(shù)。光相位調(diào)制或者光頻率調(diào)制就是這種情況。頻移鍵控法(FSK，frequency-shift keying)的缺點(diǎn)是得到的信號(hào)對(duì)色散敏感。然而，相移鍵控法(PSK，phase-shift keying)對(duì)色散不那么敏感，卻要求信號(hào)的相位完全穩(wěn)定，以便在接收機(jī)一端正確地檢測(cè)。但是，一種稱為差分相移鍵控法(DPSK，differential phase-shift keying)的變型具有減少所述后一種約束的優(yōu)點(diǎn)。PSK或者DPSK調(diào)制仍然導(dǎo)致信號(hào)的譜寬與使用NRZ調(diào)制形式時(shí)一樣，因此對(duì)于密集WDM傳輸來(lái)說(shuō)沒(méi)有PSBT調(diào)制好。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種使用沒(méi)有瞬時(shí)線性調(diào)頻脈沖的PSBT調(diào)制，但能夠使傳輸?shù)男盘?hào)對(duì)色散和克爾效應(yīng)，尤其是對(duì)相位自調(diào)制不那么敏感的傳輸系統(tǒng)。
更確切地說(shuō)，本發(fā)明提供一種傳輸相位受控光信號(hào)的傳輸系統(tǒng)，所述相位受控光信號(hào)按照周期為T(mén)的時(shí)鐘的定時(shí)脈沖頻率(timingrate)被調(diào)制，所述周期確定了相繼的時(shí)間單元，這些時(shí)間單元在信號(hào)中限定了光頻率為F0的光載波的調(diào)制的低電平或者高電平，所述信號(hào)在每一個(gè)限定低電平并在限定高電平的單元之前或之后的時(shí)間單元中有一個(gè)光相移，所述系統(tǒng)包括一個(gè)適于從一個(gè)入口端向一個(gè)出口端傳輸所述相位受控信號(hào)，以發(fā)送相應(yīng)的輸出信號(hào)的光鏈路，所述系統(tǒng)的特征在于，它包括與所述出口端耦合并/或在所述光鏈路的一點(diǎn)或多點(diǎn)插入的光學(xué)校正裝置，所述校正裝置在所述出口端和/或所述光鏈路的所述點(diǎn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行光學(xué)濾波，設(shè)置所述濾波，以對(duì)所述相位受控信號(hào)因?yàn)樵谒龉怄溌分袀鬏敃r(shí)的相位自調(diào)制而可能發(fā)生的頻譜的加寬加以補(bǔ)償。
本發(fā)明考慮了這種觀察結(jié)果在非線性媒質(zhì)上傳輸?shù)腜SBT調(diào)制形式的信號(hào)，由于其在該媒質(zhì)中傳播時(shí)的相位自調(diào)制而發(fā)生頻譜的加寬，通過(guò)應(yīng)用光學(xué)濾波而將傳輸?shù)男盘?hào)的譜寬恢復(fù)到原始PSBT信號(hào)的譜寬，可以改善信號(hào)的質(zhì)量。
因此，選擇濾波器傳遞函數(shù)來(lái)充分地減小譜寬，以消除由于相位自調(diào)制而產(chǎn)生的頻譜分量，而不會(huì)使頻譜的中央部分的衰減被放大--這后一種情況會(huì)導(dǎo)致信號(hào)中所包含的信息的損失，是不希望看到的。一般，選用的濾波器傳遞函數(shù)可視為對(duì)頻譜加寬的補(bǔ)償和導(dǎo)致的信號(hào)損失之間的折中。
已經(jīng)進(jìn)行了特定情形的模擬。從隨后的試驗(yàn)驗(yàn)證中，得到了在實(shí)踐中適合一般情況的濾波特性。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果濾波沿著鏈路分布在產(chǎn)生非線性現(xiàn)象的部件的下游，則對(duì)頻譜的加寬進(jìn)行補(bǔ)償?shù)暮锰帟?huì)增加。這個(gè)發(fā)現(xiàn)具體來(lái)說(shuō)導(dǎo)致了不同形式的濾波——隨鏈路是包括一段還是包括多段而定。
更確切地說(shuō)，本發(fā)明的第一種實(shí)施例適合這種情況鏈路包括單段光纖線路，并且所述光學(xué)校正裝置包括一個(gè)與所述出口端耦合的濾光器，該濾光器的傳遞函數(shù)將其傳遞系數(shù)的變化表示為光頻率f的函數(shù)，該函數(shù)在F0附近大致為高斯型，以F0為中心，半高譜寬為0.5/T到1.25/T，最好基本上等于0.75/T。
本發(fā)明的第二種實(shí)施例適合這種情況鏈路包括N段，有N個(gè)相應(yīng)的入口端和N個(gè)相應(yīng)的出口端，以及N個(gè)后接N個(gè)相應(yīng)光纖線路的相應(yīng)光放大器。在該實(shí)施例中，所述光學(xué)校正裝置包括N個(gè)分別耦合到所述段的所述N個(gè)出口端的濾光器，并使得，所述N個(gè)級(jí)聯(lián)濾光器的耦合形成的等效濾光器的傳遞函數(shù)——該函數(shù)將等效濾光器的傳遞系數(shù)的變化表示為光頻率F的函數(shù)——在F0附近大致為高斯型，以F0為中心，半高譜寬為0.5/T到1.25/T，最好基本上等于0.75/T。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，無(wú)論鏈路類(lèi)型如何(一段或是多段)，所述或者每一個(gè)濾光器(FG)是一種周期性濾光器，具有自由光譜間隔，該間隔按頻率表示時(shí)大于1/T。
本發(fā)明還應(yīng)用于波分復(fù)用PSBT形式的信號(hào)的光傳輸系統(tǒng)。這種系統(tǒng)因此適用于傳輸由多個(gè)相應(yīng)光載波攜帶的多個(gè)相位受控光信號(hào)構(gòu)成的多路復(fù)用信號(hào)，所述光載波的相繼的光頻率具有給定的頻移。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述或者每一個(gè)濾光器最好是一種周期性濾光器，其自由頻譜間隔以頻率表示時(shí)等于所述頻移。因此，單個(gè)濾光器足以同時(shí)處理構(gòu)成所述多路復(fù)用信號(hào)的各種信號(hào)。


通過(guò)下文結(jié)合附圖的說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。附圖中圖1是在光鏈路由單段構(gòu)成的情況下，本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖2是在光鏈路由多段構(gòu)成的情況下，本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖3是在傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射和接收的PSBT形式的調(diào)制信號(hào)的頻譜的示意圖；圖4圖示了可以用在本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)中的濾光器傳遞函數(shù)；圖5示出了可以用在本發(fā)明的WDM傳輸系統(tǒng)中的周期性濾光器傳遞函數(shù)；圖6和圖7分別針對(duì)傳統(tǒng)的和本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)，并針對(duì)各種信號(hào)光功率值，示意性地圖示了在光鏈路由單段構(gòu)成的情況下接收機(jī)的靈敏度的變化，該變化是色散的函數(shù)；圖8和圖9分別針對(duì)傳統(tǒng)的和本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)，并針對(duì)各種信號(hào)光功率值，示意性地圖示了在光鏈路由三段構(gòu)成的情況下接收機(jī)的靈敏度的變化，該變化是色散的函數(shù)。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2示意性地舉例圖示了本發(fā)明的兩種光傳輸系統(tǒng)。
在圖1的情況下，系統(tǒng)包括由發(fā)射機(jī)TX和接收機(jī)RX之間的單段構(gòu)成的光鏈路L。作為源信號(hào)的函數(shù)——所述源信號(hào)例如是按照周期為T(mén)的時(shí)鐘的定時(shí)脈沖頻率調(diào)制為NRZ形式的電信號(hào)——發(fā)射機(jī)TX適于發(fā)送按照同樣的時(shí)鐘定時(shí)脈沖頻率調(diào)制為PSBT形式的相位受控光信號(hào)S，就象前文所引文獻(xiàn)中所詳細(xì)描述的那樣。所述接收機(jī)主要包括后接光檢測(cè)器的前置光放大器。
所述鏈路L具有適于接收所述信號(hào)S的入口端A和位于所述接收機(jī)RX附近、適于發(fā)送相應(yīng)的輸出信號(hào)R的出口端B。所述鏈路L主要由一個(gè)光纖線路LF和一個(gè)設(shè)置在所述發(fā)射機(jī)TX和所述光纖LF之間的發(fā)射端光放大器OA構(gòu)成。為了提高接收機(jī)端的信噪比，還可以在光纖LF的下游另外提供一個(gè)接收端前置光放大器OA’。
在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，輸出信號(hào)R直接耦合到接收機(jī)RX，或者可能通過(guò)一個(gè)用來(lái)補(bǔ)償色散的DCF。在接收機(jī)的上游，還可以設(shè)置一個(gè)以信號(hào)載波的頻率為中心頻率的帶通濾波器，例如用于在WDM傳輸?shù)那闆r下提取一個(gè)信道，或者用于使信號(hào)頻帶之外的噪聲衰減。在這種情況下，濾波器的作為光頻率的函數(shù)的傳遞系數(shù)總是具有比信號(hào)的調(diào)制時(shí)鐘頻率1/T大很多的譜寬。
為了能夠增加使用單段時(shí)的傳輸距離，光纖LF的長(zhǎng)度必需增加，這樣導(dǎo)致衰減也增加，增加的衰減通過(guò)提高注入光纖LF的信號(hào)的光功率來(lái)補(bǔ)償。在超過(guò)特定的功率之后，光線就成為產(chǎn)生顯著的非線性光學(xué)現(xiàn)象的場(chǎng)所(克爾效應(yīng))。
具體來(lái)說(shuō)，在以PSBT形式調(diào)制的、在沒(méi)有非線性效應(yīng)時(shí)對(duì)色散相對(duì)不敏感的信號(hào)的情況下，在鏈路中觀察到，對(duì)累積色散的容限降低了。這導(dǎo)致傳輸容量受限，例如在WDM信號(hào)的情況下。
通過(guò)更詳細(xì)地分析這種現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)，退化現(xiàn)象與信號(hào)在光纖中傳播時(shí)頻譜的加寬有關(guān)。圖3對(duì)此進(jìn)行了圖示。
圖3中以實(shí)線表示了調(diào)制為PSBT形式的傳輸信號(hào)S的頻譜的近似曲線。該頻譜將歸一化頻譜密度FT2(S)的變化表示為光頻率F的函數(shù)，對(duì)應(yīng)于光載波頻率為F0、位周期為T(mén)的PSBT信號(hào)。圖3還以虛線表示了曲線FT2(R)，它表示在傳統(tǒng)鏈路中接收到的信號(hào)R的頻譜。可見(jiàn)，由于信號(hào)在鏈路中傳輸，其頻譜變寬了，這主要?dú)w因于信號(hào)的相位自調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明，濾光器FG耦合到出口端，因而插在該出口端B和所述接收機(jī)RX之間。設(shè)置該濾光器，以減小信號(hào)R的頻譜的寬度，以補(bǔ)償，甚至是過(guò)補(bǔ)償在光纖中發(fā)生的頻譜加寬現(xiàn)象。
對(duì)于每個(gè)特定的鏈路來(lái)說(shuō)，合適的理想濾光器可通過(guò)模擬和試驗(yàn)來(lái)確定。在實(shí)踐中，可能適合的濾光器一般是高斯型(或近似高斯型)濾光器，其傳遞系數(shù)(濾光器的傳遞系數(shù)的變化表示為光頻率F的函數(shù))以F0為中心，半高譜寬為0.5/T到1.25/T。
所述半高譜寬最好為約0.75/T。
圖4圖示了對(duì)應(yīng)于后一種情況的歸一化傳遞函數(shù)G(F)的曲線。該傳遞函數(shù)也可以表示為下式G(F)＝exp[-a2.(F-F0)2.T2]因此，如果F和F0以赫茲表示，T以秒表示，則會(huì)發(fā)現(xiàn)，a2大致等于4.93。
在其它傳輸系統(tǒng)中，鏈路由多段構(gòu)成。圖2示出了例如具有三段的鏈路。
研究表明，濾波操作最好沿著鏈路分布。因此，在鏈路由多段構(gòu)成的情況下，濾波不同于上述第一種情況。
如圖2所示，其中的鏈路由一系列段L1、L2、L3構(gòu)成。每一段與圖1的鏈路L是相同的。每一段L1-L3有一個(gè)入口端A1-A3和一個(gè)出口端B1-B3、一個(gè)后接光纖線路LF1-LF3的發(fā)射端光放大器OA1-OA3、接收端前置光放大器OA’1-OA’3，以及色散補(bǔ)償器DCF1-DCF2。第一段L1的入口端A1適于從發(fā)射機(jī)TX(圖中未示出)接收信號(hào)S，最后一段L3的出口端B3位于接收機(jī)RX附近，適于發(fā)送相應(yīng)的輸出信號(hào)R。
根據(jù)本發(fā)明，光學(xué)校正裝置包括一系列耦合到所述段的相應(yīng)出口端B1、B2和B3，從而除了最后一個(gè)之外插在所述出口端B1、B2和下一段的相應(yīng)入口端A2、A3之間的濾光器FG1、FG2、FG3，最后一個(gè)濾光器插在最后一段的出口端B3和接收機(jī)RX之間。
如前所述，對(duì)于每一種特定的鏈路，合適的最優(yōu)濾光器特性可通過(guò)模擬和試驗(yàn)確定。
在實(shí)踐中，最好這樣選擇所述濾光器FG1、FG2和FG3，使得所述級(jí)聯(lián)濾光器的耦合形成的等效濾光器的傳遞函數(shù)在F0附近大致為高斯型，以F0為中心，半高譜寬為0.5/T到1.25/T。所述半高譜寬最好基本上等于0.75/T。
因此，在有N段的鏈路的情況下，若采用N個(gè)相同的具有傳遞函數(shù)G(F)＝exp[-a2.(F-F0)2.T2]的相同高斯型濾光器，則這些級(jí)聯(lián)的N個(gè)濾光器的等效傳遞函數(shù)為Ge(F)＝exp[-N.b2.(F-F0)2.T2]這樣，N.b2＝a2，這意味著，對(duì)于每一個(gè)濾光器，其半高譜寬比僅包括一段的鏈路所用的濾光器的半高譜寬大N倍。
不管鏈路的類(lèi)型如何(即，具有單段或者多段的鏈路)，每個(gè)濾光器都可以是遵守前述標(biāo)準(zhǔn)的周期性濾光器，比如Fabry-Pérot濾光器，條件是以頻率表示的自由頻譜間隔大于1/T。
上面描述的系統(tǒng)還可以用于PSBT形式的信號(hào)的WDM傳輸。那么，發(fā)射機(jī)TX可以包括用于進(jìn)行調(diào)制并把多個(gè)相應(yīng)的光載波攜帶的多個(gè)PSBT形式的信號(hào)與不同的光頻率組合起來(lái)的裝置(圖中未示出)。接下來(lái)，所述接收機(jī)RX可以包括對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分離，以分離出各種頻譜成分的裝置(圖中未示出)。
在這種情況下，一種特別簡(jiǎn)單的實(shí)施本發(fā)明的方法是使用這樣的周期性濾光器其自由頻譜間隔ISL等于所述多路復(fù)用信號(hào)的光載波的相繼光頻率之間的頻移。
這在圖5中簡(jiǎn)單地進(jìn)行了圖示。該圖示出了適用于光頻率為F0、F1、F2、F3和F4的載波承載的信道的多路復(fù)用傳輸?shù)闹芷谛詾V光器的傳遞函數(shù)G(F)。
為了評(píng)估本發(fā)明的功效，分別針對(duì)傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)和使用本發(fā)明的光學(xué)校正的同樣的系統(tǒng)，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行了評(píng)估。
圖6到圖9以靈敏度曲線的形式示出了獲得的結(jié)果，所述曲線將接收機(jī)靈敏度的變化表示為對(duì)于不同的傳輸信號(hào)光功率P值的色散的函數(shù)。所述色散是所謂的“殘余”色散，即鏈路的所有部件，尤其是光纖線路、色散補(bǔ)償器以及在適當(dāng)?shù)那闆r下的本發(fā)明的校正裝置(濾光器)，引入的累積色散。
用來(lái)評(píng)估傳輸質(zhì)量的靈敏度在這里定義為施加于接收機(jī)而獲得設(shè)置為10-9的誤差率的最小平均光信號(hào)功率(以dBm為單位)。
圖示的曲線是用這樣的鏈路獲得的包括100km的標(biāo)準(zhǔn)光纖，PSBT形式的調(diào)制信號(hào)的傳輸速率為10Gbit/s。所用的電光調(diào)制器為用被帶寬2.8Ghz的貝塞爾濾波器濾波的電信號(hào)推挽式控制的Mach-Zehnder調(diào)制器。
圖6和圖7首先涉及的是如圖1所示由100km的單段構(gòu)成的光鏈路的情況。圖6對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)系統(tǒng)，即沒(méi)有濾光器FG的系統(tǒng)。圖7對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的系統(tǒng)，即鏈路的出口端耦合到一個(gè)濾光器FG的系統(tǒng)，該濾光器的半高譜寬等于7.5GHz，或者，對(duì)于波長(zhǎng)為1.55微米的載波，用波長(zhǎng)表示的話，等于0.06nm。
每一附圖表示了由發(fā)射端放大器OA向光纖LF提供的各種信號(hào)功率P的3個(gè)靈敏度曲線，所述功率分別為0dBm、6dBm和12dBm。
首先看圖6的曲線。注意，在6dBm之外，對(duì)于低于+500ps/nm的累積色散，接收到的信號(hào)強(qiáng)烈退化。換句話說(shuō)，對(duì)于高的發(fā)射光功率，該系統(tǒng)不能容許色散，這限制了無(wú)中間放大地遠(yuǎn)距離傳輸寬帶WDM信號(hào)的可能性。
將這些曲線與圖7的曲線比較，可注意到，本發(fā)明大大改善了抗色散性，即使對(duì)于負(fù)色散值也是如此。
圖8和圖9涉及光鏈路如圖2所示由3個(gè)100km的段構(gòu)成的情況。圖8對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，即沒(méi)有濾光器FG1、FG2、FG3的系統(tǒng)。圖9對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的系統(tǒng)，即三個(gè)段中每一段的出口端設(shè)置有濾光器FG1、FG2、FG3的系統(tǒng)，所述濾光器的半高譜寬等于13GHz，或者，對(duì)于波長(zhǎng)為1.55微米的載波，用波長(zhǎng)表示的話，等于0.10nm。
每一附圖表示了向每一光纖LF1、LF2和LF3提供的各種信號(hào)功率P的4個(gè)靈敏度曲線，所述功率分別為0dBm、6dBm、9dBm和12dBm。
看圖8的曲線。注意，從9dBm開(kāi)始，對(duì)于低于+500ps/nm的累積色散值，接收到的信號(hào)顯著退化，在12dBm，這種退化就非常強(qiáng)烈了。將這些曲線與圖9的曲線比較，可見(jiàn)本發(fā)明的改善效果是非常明顯的。
有趣的是可以注意到，本發(fā)明的濾光器的存在不會(huì)在低功率的時(shí)候引入性能的惡化。
上述曲線還表明了具有正累積色散的鏈路的好處，正的累積色散通常意味著色散補(bǔ)償?shù)囊?。在這種情況下，如同別處已經(jīng)證實(shí)的那樣，補(bǔ)償最好在構(gòu)成鏈路的各段之間分擔(dān)。
更確切地說(shuō)，如圖2所示，如此，則傳輸系統(tǒng)包括耦合到各段L1、L2和L3的色散補(bǔ)償器DCF1、DCF2和DCF3，使得，對(duì)于所述相位受控光信號(hào)S的光載波的光頻率F0，或者，在WDM傳輸?shù)那闆r下，對(duì)于構(gòu)成多路復(fù)用傳輸?shù)南辔皇芸毓庑盘?hào)的光載波的平均光頻率，所述段(L1、L2、L3)、有關(guān)的濾光器(FG1、FG2、FG3)和有關(guān)的色散補(bǔ)償器(DCF1、DCF2、DCF3)引入的累積色散為正。
權(quán)利要求
1.一種傳輸相位受控光信號(hào)(S)的傳輸系統(tǒng)，所述相位受控光信號(hào)按照周期為T(mén)的時(shí)鐘的定時(shí)脈沖頻率被調(diào)制，所述周期確定了相繼的時(shí)間單元，這些時(shí)間單元在信號(hào)(S)中限定了光頻率為F0的光載波的調(diào)制的低電平或者高電平，所述信號(hào)(S)在每一個(gè)限定低電平并在限定高電平的單元之前或之后的時(shí)間單元中有一個(gè)光相移，所述系統(tǒng)包括一個(gè)適于從一個(gè)入口端(A、A1)向一個(gè)出口端(B、B3)傳輸所述相位受控信號(hào)(S)，所述系統(tǒng)的特征在于，它包括與所述出口端(B、B3)耦合并/或在所述光鏈路(L)的一點(diǎn)或多點(diǎn)(B1、B2)插入的光學(xué)校正裝置(FG、FG1、FG2、FG3)，所述校正裝置在所述出口端(B、B3)和/或所述光鏈路的所述點(diǎn)(B1、B2)對(duì)信號(hào)(R)進(jìn)行光學(xué)濾波，設(shè)置所述濾波，以對(duì)所述相位受控信號(hào)(S)因?yàn)樵谒龉怄溌?L)中傳輸時(shí)的相位自調(diào)制而可能發(fā)生的頻譜的加寬加以補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述鏈路(L)包括單段光纖線路(LF)，并且所述光學(xué)校正裝置包括一個(gè)與所述出口端(B)耦合的濾光器(FG)，該濾光器的傳遞函數(shù)(G(F))將其傳遞系數(shù)的變化表示為光頻率f的函數(shù)，該函數(shù)在F0附近大致為高斯型，以F0為中心，半高譜寬為0.5/T到1.25/T。
3.如權(quán)利要求2所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述半高譜寬基本上等于0.75/T。
4.如權(quán)利要求2所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光器(FG)是一種周期性濾光器，具有自由光譜間隔(ISL)，該間隔按頻率表示時(shí)大于1/T。
5.如權(quán)利要求4所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)適用于傳輸由多個(gè)相應(yīng)光載波攜帶的多個(gè)相位受控光信號(hào)構(gòu)成的波分多路復(fù)用信號(hào)，所述光載波的相繼的光頻率(F0、F1、F2、F3)具有給定的頻移，所述自由頻譜間隔(ISL)等于所述頻移。
6.如權(quán)利要求1所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述鏈路包括N段(L1、L2、L3)，有N個(gè)相應(yīng)的入口端(A1、A2、A3)和N個(gè)相應(yīng)的出口端(B1、B2、B3)，以及N個(gè)后接N個(gè)相應(yīng)光纖線路(LF1、LF2、LF3)的相應(yīng)光放大器(OA1、OA2、OA3)，所述光學(xué)校正裝置包括N個(gè)分別耦合到所述段的所述N個(gè)出口端(B1、B2、B3)的濾光器(FG1、FG2、FG3)，并使得，所述N個(gè)級(jí)聯(lián)濾光器(FG1、FG2、FG3)的耦合形成的等效濾光器的傳遞函數(shù)(G(F))在F0附近大致為高斯型，以F0為中心，半高譜寬為0.5/T到1.25/T，該傳遞函數(shù)將等效濾光器的傳遞系數(shù)的變化表示為光頻率F的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述半高譜寬基本上等于0.75/T。
8.如權(quán)利要求6所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，每一個(gè)所述濾光器(FG1、FG2、FG3)是一種周期性濾光器，其自由光譜間隔(ISL)大于1/T。
9.如權(quán)利要求8所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)適用于傳輸由多個(gè)相應(yīng)光載波攜帶的多個(gè)相位受控光信號(hào)構(gòu)成的波分多路復(fù)用信號(hào)，所述光載波的相繼的光頻率(F0-F4)具有給定的頻移，所述自由頻譜間隔(ISL)等于所述頻移。
10.如權(quán)利要求6所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該傳輸系統(tǒng)包括分別耦合到所述N段(L1、L2、L3)的色散補(bǔ)償器(DCF1、DCF2、DCF3)，使得，對(duì)于所述相位受控光信號(hào)(S)的光載波的光頻率(F0)，或者，在適用的情況下對(duì)于構(gòu)成多路復(fù)用傳輸?shù)南辔皇芸毓庑盘?hào)的光載波的平均光頻率，所述段(L1、L2、L3)、有關(guān)的濾光器(FG1、FG2、FG3)和有關(guān)的色散補(bǔ)償器(DCF1、DCF2、DCF3)引入的累積色散為正。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光傳輸系統(tǒng)，該傳輸系統(tǒng)適用于這樣的幅度調(diào)制相位受控光信號(hào)(S)在每一個(gè)在高電平脈沖之前或之后的低電平脈沖中具有一個(gè)光相位。該系統(tǒng)包括一個(gè)光鏈路(L)。為了允許傳輸高功率，提供了光學(xué)校正裝置，用來(lái)在該鏈路的出口(B)和/或該鏈路(L)的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)對(duì)信號(hào)R進(jìn)行光學(xué)濾波，以對(duì)所述相位受控信號(hào)(S)因?yàn)樵趥鬏敃r(shí)的相位自調(diào)制而可能發(fā)生的頻譜的加寬加以補(bǔ)償。本發(fā)明應(yīng)用于遠(yuǎn)程光傳輸。
文檔編號(hào)H04B10/255GK1419348SQ0215052
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月12日
發(fā)明者漢斯·必塞瑟 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司