專利名稱：光傳輸中的低串?dāng)_調(diào)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及光纖數(shù)據(jù)傳輸方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在密集波分復(fù)用(DWDM)光傳輸線路中，不同波長或頻率信道發(fā)射的是獨(dú)立的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)傳輸能力與信道間隔的緊密程度是相關(guān)的。這種能力的一個量度是光傳輸線路的譜效率SE。所述SE定義為SE＝B/Δv，其中B是以比特/秒(bit/s)為單位的比特速率，Δv則是以赫茲(Hz)為單位的相鄰信道頻率間隔。目前在DWDM光傳輸系統(tǒng)中已經(jīng)使用了多種技術(shù)來提高譜效率以及與之關(guān)聯(lián)的發(fā)射數(shù)據(jù)的能力。
當(dāng)前的DWDM系統(tǒng)提供了高數(shù)值的譜效率。例如，市場上銷售的DWDM系統(tǒng)具有大小為10吉比特/秒(Gb/s)的光傳輸速率B以及大小為50吉赫(GHz)的信道間距Δv。因此，這些在市場上銷售的DWDM系統(tǒng)提供了大小約為0.2比特/秒/赫茲(bit/s/Hz)的譜效率。下一代DWDM光傳輸系統(tǒng)的目標(biāo)是40Gb/s的傳輸速率以及大小約為50GHz的信道間隔，由此其目標(biāo)譜效率約為0.8bit/s/Hz。這個譜效率大約是市場上銷售的光傳輸系統(tǒng)譜效率的四倍。雖然目前已經(jīng)有多種顯著改進(jìn)DWDM系統(tǒng)的技術(shù)，但在譜效率很高的系統(tǒng)中，進(jìn)一步的改進(jìn)仍舊是合乎需要的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面中，本發(fā)明表征為一種設(shè)備，該設(shè)備包括多信道光發(fā)射機(jī)和全光傳輸線路。其中多信道光發(fā)射機(jī)被配置成在一系列信道之中的每個信道上產(chǎn)生具有雙邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流。全光傳輸線路具有傳輸光纖區(qū)間序列以及一個或多個光通帶濾光器序列，并且該線路被配置成在一系列信道中接收來自光發(fā)射機(jī)的光數(shù)據(jù)脈沖。其中一個光帶通濾光器序列被配置成傳遞所關(guān)聯(lián)的一個信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶，并且阻攔另一個邊帶，此外，它還被配置成阻攔那些與所關(guān)聯(lián)的一個信道相鄰的一個信道。
在另一個方面中，本發(fā)明表征為一種以光學(xué)方式發(fā)射數(shù)據(jù)的方法。該方法包括在一系列相鄰信道中的每個信道上產(chǎn)生具有殘余邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流。該方法還包括經(jīng)由光纖傳輸線路來發(fā)射光學(xué)數(shù)據(jù)流。所述發(fā)射處理包括經(jīng)由所關(guān)聯(lián)的光通帶濾光器序列來傳送每個光學(xué)數(shù)據(jù)流。其中每個序列的光通帶濾光器被配置成傳送所關(guān)聯(lián)的信道的數(shù)據(jù)流，并且阻攔與所關(guān)聯(lián)的光學(xué)數(shù)據(jù)流信道相鄰的信道的光學(xué)數(shù)據(jù)流。


圖1顯示的是通過實(shí)施殘余邊帶(VSB)格式來進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制的光傳輸系統(tǒng)實(shí)施例；圖2A顯示的是來自圖1中的全光傳輸線路的示范性串聯(lián)集總光學(xué)設(shè)備(in-line lumped optical device)；圖2B顯示的是圖1中的全光傳輸線路的示范性光學(xué)分插/復(fù)用設(shè)備(OADM)或光交叉連接設(shè)備(OXC)；圖2C顯示的是圖1中的光傳輸系統(tǒng)的示范性多信道光發(fā)射機(jī)；圖3A顯示的是以dB為單位并具有不歸零(NRZ)通斷鍵控(OOK)格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流的功率譜；圖3B描述的是將圖3A的NRZ-OOK光學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為VSB格式之后的以dB為單位的功率譜；圖3C顯示的是以dB為單位并具有載波抑制歸零(CSRZ)通斷鍵控(OOK)格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流的功率譜；圖3D描述的是將圖3C中的CSRZ-OOK光學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為VSB格式之后的以dB為單位的功率譜；
圖4提供的是對圖2C中的相鄰的單信道光發(fā)射機(jī)的光功率譜進(jìn)行疊加的視圖；圖5是描述借助于多信道光纖傳輸系統(tǒng)來傳送數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖6A描繪的是使用了與VSB-CSRZ相類似的格式作為發(fā)射機(jī)濾光器通帶和偏移的函數(shù)的傳輸系統(tǒng)中的OSNRreq的值；以及圖6B描繪的是使用了VSB-CSRZ格式作為VSB-CSRZ光脈沖所遍歷的等價(jià)OADM或OXC數(shù)目的函數(shù)的光傳輸系統(tǒng)的OSNRreq值。
在附圖和下文中，相同的參考數(shù)字表示的是具有相似功能的部件。
示范性實(shí)施例是通過附圖和詳細(xì)說明而被更為全面地描述的。然而，本發(fā)明還可以通過多種形式實(shí)現(xiàn)，并且不局限于附圖和詳細(xì)說明中所描述的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在下一代DWDM光纖傳輸線路中，較為理想的是用級聯(lián)的光分插/復(fù)用器(OADM)和/或光交叉連接器(OXC)來支持光信號的靈活路由。不幸的是，當(dāng)譜效率很高的時候，級聯(lián)的OADM和/或OXC將會導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)烈的光脈沖的濾光處理。在譜效率很高的系統(tǒng)中，這種強(qiáng)烈地濾光有可能成為光脈沖降級以及信道間串?dāng)_的一個主要來源。通過恰當(dāng)選擇數(shù)據(jù)調(diào)制格式，可以減小脈沖降級和信道間串?dāng)_。特別地，一般來說，通過將數(shù)據(jù)流從雙邊帶格式轉(zhuǎn)換成殘余邊帶(VSB)格式，可以減小信道間串?dāng)_，應(yīng)對強(qiáng)烈的濾光時，該處理可以減小脈沖降級。
圖1顯示的是通過實(shí)施這種格式轉(zhuǎn)換來進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制的DWDM光傳輸系統(tǒng)10。這個光傳輸系統(tǒng)10包括光發(fā)射機(jī)12、全光傳輸線路14以及光接收機(jī)16。光發(fā)射機(jī)12向全光傳輸線路14發(fā)射光脈沖。全光傳輸線路14將來自光發(fā)射機(jī)12的光脈沖發(fā)射到光接收機(jī)16。全光傳輸線路14包括一個傳輸光纖區(qū)間序列181、182、......、18N-1、18N，例如標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖(SSMP)，此外它還包括串聯(lián)集總光學(xué)設(shè)備201、202、......、20N-2、20N-1。并且這些串聯(lián)集總光學(xué)設(shè)備201、......、20N是以光學(xué)方式耦合到傳輸光纖的相鄰區(qū)間181、......、18N。
光發(fā)射機(jī)12和接收機(jī)14都是多信道設(shè)備。因此，光發(fā)射機(jī)12在相鄰的DWDM波長信道序列中產(chǎn)生并行的光脈沖流。同樣，光接收機(jī)16接收來自全光傳輸線路14的一些或所有并行光脈沖流，并且從接收到的并行流中提取一個或多個獨(dú)立數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
全光傳輸線路14被配置成在其內(nèi)的波長信道上傳送具有任意偏振的光學(xué)數(shù)據(jù)流。特別地，傳輸SSMF181、......、18N通常并不是偏振保持光纖。此外，一些串聯(lián)集總光學(xué)設(shè)備201、......、20N-1包含了未被配置成保持信道偏振的光分插/復(fù)用器(OADM)或光交叉連接器(OXC)。例如，OADM或OXC可以添加一些光學(xué)數(shù)據(jù)流，這些光學(xué)數(shù)據(jù)流的偏振與全光傳輸線路14中相鄰信道上的非分路或非添加光學(xué)數(shù)據(jù)流沒有預(yù)先選定的關(guān)系。事實(shí)上。所添加的光學(xué)數(shù)據(jù)流與未分路或未添加的光學(xué)數(shù)據(jù)流基本上是非正交偏振的。舉例來說，對所添加的信道而言，其偏振可以被校準(zhǔn)到相鄰信道中的非分路或非添加光學(xué)數(shù)據(jù)流偏振的約45度以內(nèi)。
圖2A顯示的是連接傳輸SSMF20i、20i+1的相鄰區(qū)間的串聯(lián)集總光學(xué)設(shè)備20i。串聯(lián)集總光學(xué)設(shè)備20i包括光放大器22、色散補(bǔ)償器24、濾光器26。光放大器22可以是摻鉺光纖放大器(EDFA)、黎曼光放大器(未顯示)和/或二者的組合。色散補(bǔ)償器24可以包括一段為光傳輸線路14產(chǎn)生全區(qū)間補(bǔ)償或產(chǎn)生其他預(yù)期色散映射所選擇的色散補(bǔ)償光纖(DCF)。濾光器26則消除串聯(lián)光放大器22所產(chǎn)生的放大自發(fā)發(fā)射噪聲。
一些級聯(lián)光學(xué)設(shè)備20i包含如圖2B所示的OADM和/或OXC 28。每一個OADM/OXC 28都包括波長解復(fù)用器(DEMUX)30、波長復(fù)用器(MUX)32以及光纖34、36、38。光纖34傳送的是光學(xué)DEMUX30與MUX 32之間的選定信道的光脈沖。光纖36從全光傳輸線路14中分路選定信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流。光纖38則將選定信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流添加給全光傳輸線路14。光學(xué)DEMUX 30將相鄰信道中的光脈沖分離給不同光纖34、36。同樣，光學(xué)MUX32組合來自光纖34、38的相鄰波長信道的光脈沖。對相鄰信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流所進(jìn)行的分離和組合處理包括對單獨(dú)的波長信道進(jìn)行強(qiáng)烈濾光，其中舉例來說，所述濾光可以借助奇或偶信道的解交織/交織來進(jìn)行。這樣一來，級聯(lián)OADM和/或OXC28將會充當(dāng)級聯(lián)光帶通濾光器，該濾光器對各個波長信道中的光脈沖進(jìn)行強(qiáng)烈濾光。
一般來說，在這里并沒有將OADM/OXC 28配置成保持偏振。例如，光纖34、36、38通常是SSMF而不是特殊的偏振保持光纖。同樣，光學(xué)DEMUX30通常不會在單獨(dú)的輸出端口輸出唯一選定的偏振。特別地，在這里并未將DEMUX 30配置成在相鄰信道的輸出端口上以相對正交的偏振來發(fā)射光束。同樣，光學(xué)MUX32通常不會在單獨(dú)的輸入端口衰減選定偏振成分。出于上述原因，OADM/OXC 28通常不在相鄰波長信道的光脈沖之間提供有保證的偏振關(guān)系。在相鄰信道中的原始光脈沖之間通常并沒有保持相關(guān)偏振，并且一般來說，在相鄰信道的原始光脈沖與所添加的光脈沖之間也沒有保持相關(guān)偏振。由于不存在偏振保持和對偏振非常敏感的部件，因此OADM/OXC 28可以添加那些實(shí)際上不與相鄰波長信道的非分路和非添加光學(xué)數(shù)據(jù)流相正交的光學(xué)數(shù)據(jù)流。事實(shí)上，在全光傳輸線路14中，兩個相鄰信道中的添加和非添加光學(xué)數(shù)據(jù)流更有可能是平行的偏振。
圖2C顯示的是圖1中的多信道光發(fā)射機(jī)12的一個實(shí)施例。多信道光發(fā)射機(jī)12包括單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M的并行集合，以及將單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M連接到全光傳輸線路14的第一末端的M×1型光波長MUX44。每一個單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M都為DWDM的一個波長信道發(fā)射獨(dú)立的光學(xué)數(shù)據(jù)流。M×1型光波長MUX44則對來自單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M的光學(xué)數(shù)據(jù)流進(jìn)行組合，并且通常不會阻攔該數(shù)據(jù)流的選定偏振。此外，一般來說，來自相鄰信道中的單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M的光學(xué)數(shù)據(jù)脈沖流不具有正交偏振。因此，M×1型光波長MUX44通常不會以相對正交的偏振來向全光傳輸線路14的相鄰波長信道發(fā)射光學(xué)數(shù)據(jù)流。
在多信道光發(fā)射機(jī)12中，每一個單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M都包括激光器461、......、46M，第一光調(diào)制器481、......、48M，第二光調(diào)制器501、......、50M以及光帶通濾光器521、......、52M。激光器461、......、46M是用于單個DWDM信道光束的窄帶連續(xù)波(CW)信源，舉例來說，該激光器可以是分布式反饋激光器。并且舉例來說，光調(diào)制器481、......、48M以及501、......、50M是能對光束執(zhí)行振幅調(diào)制的Mach-Zehnder干涉儀。響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)流，每一個第一光調(diào)制器481、......、48M對來自相關(guān)激光器461、......、46M的CW載波進(jìn)行調(diào)制，以便產(chǎn)生雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流，其中舉例來說，所述雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流可以是不歸零通斷鍵控?cái)?shù)據(jù)流。第二光調(diào)制器501、......、50M則使用常規(guī)的恒定頻率信號來調(diào)制接收到的數(shù)據(jù)流，其中所述信號頻率是數(shù)據(jù)比特率的一半，由此可以將光學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)變成載波抑制歸零(CSRZ)通斷鍵控(OOK)格式。這樣一來，每一個第二光調(diào)制器501、......、50M輸出具有CSRZ-OOK格式的已調(diào)制光脈沖的分離數(shù)據(jù)流。每一個濾光器521、......、52M則對來自相關(guān)聯(lián)的第二光調(diào)制器501、......、50M的光脈沖流執(zhí)行帶通濾光。
在每一個單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M中，光帶通濾光器521、......、52M都具有兩種功能。首先，光帶通濾光器521、......、52M阻攔或強(qiáng)烈衰減與所關(guān)聯(lián)的單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M的波長信道相鄰的信道中的光束。在光傳輸線路14中，這種處理將會減小相鄰單信道光發(fā)射機(jī)421、......、42M的獨(dú)立光學(xué)數(shù)據(jù)流之間的后續(xù)串?dāng)_。其次，每一個光帶通濾光器521、......、52M都具有一個中心波長，相對于來自相同信道的光調(diào)制器481、......、48M以及501、......、50M的光學(xué)雙邊帶數(shù)據(jù)流的中心波長而言，該波長將會產(chǎn)生偏移。由于存在這個偏移，因此每一個光帶通濾光器521、......、52M都會將CSRZ數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成VSB格式的數(shù)據(jù)流。
在一些已部署的DWDM系統(tǒng)中，從雙邊帶格式到VSB格式的轉(zhuǎn)換可以非常簡單，以至于只要偏移發(fā)射機(jī)光源的波長即可實(shí)現(xiàn)。這種轉(zhuǎn)換不包括部署新的傳輸光纖區(qū)間。因此，該轉(zhuǎn)換能以很廉價(jià)的方式來提高那些當(dāng)前專為雙邊帶格式配置的已部署光傳輸線路的傳輸能力。
圖3A～3D顯示的是可以在圖1中的多信道光發(fā)射機(jī)12的實(shí)施例中實(shí)施的雙邊帶和VSB格式的功率譜。在這里，雙邊帶格式產(chǎn)生一個光功率譜，其中兩個邊帶對稱分布在中心頻率周圍。其中一個邊帶對應(yīng)于中心頻率以上的頻譜部分，另一個邊帶則對應(yīng)于中心頻率以下的頻譜部分。對以雙邊帶格式來進(jìn)行調(diào)制的光學(xué)數(shù)據(jù)流的每一個邊帶都帶有光學(xué)數(shù)據(jù)流所發(fā)射的所有數(shù)據(jù)。VSB數(shù)據(jù)流則是通過刪除或者強(qiáng)烈衰減雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流中的一個邊帶而產(chǎn)生的。因此，VSB光學(xué)數(shù)據(jù)流實(shí)際上與原始的雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流傳送的是相同數(shù)量的數(shù)據(jù)。較為優(yōu)選的是，在最終的VSB光學(xué)數(shù)據(jù)流中有10％或者更少的光功率處于強(qiáng)烈衰減的光邊帶中，并且更為優(yōu)選的是有1％或更少的光功率處于所述邊帶之中。那么，強(qiáng)烈衰減的邊帶所具有的干擾將不會在數(shù)據(jù)傳輸中導(dǎo)致產(chǎn)生大量誤差。
圖3B和3D分別顯示了VSB非歸零(NRZ)通斷鍵控(OOK)格式和CSRZ-OOK格式的數(shù)據(jù)流的功率譜。通過使用光帶通濾光器對圖3A的NRZ-OOKS數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾光，可以產(chǎn)生圖3B的USB-NRZ-OOK頻譜，其中所述濾光器的頻率響應(yīng)是由虛線給出的。通過使用光帶通濾光器來對圖3C中的CSRZ-OOK數(shù)據(jù)流執(zhí)行濾光，可以產(chǎn)生圖3D的VSB-CSRZ-OOK頻譜，其中所述濾光器的頻率響應(yīng)是由虛線給出的。無論出現(xiàn)哪一種情況，相對于所關(guān)聯(lián)的雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流的中心頻率，光帶通濾光器都具有中心頻率偏移。在這里將會選擇這個偏移以及濾光器響應(yīng)，以便實(shí)際消除所接收的雙邊帶數(shù)據(jù)流中的一個邊帶。
在圖4中，圖A和B定性描述了圖2C中的多信道光發(fā)射機(jī)12的兩個相鄰DWDM波長信道L、L+1上的功率譜演進(jìn)。出于說明目的，在圖A和B中，即使處于不同的單信道光發(fā)射機(jī)42L和42L+1上，信道L和L+1的功率譜也是相互重疊的。
圖A描述的是來自信道L和L+1的光調(diào)制器50L和50L+1的輸出功率譜。每一個光調(diào)制器50L、50L+1都會產(chǎn)生具有兩個大功率峰值“+”和“-”的CSRZ類型的功率譜。這兩個峰值對稱分布在相關(guān)聯(lián)的信道L、L+1的中心波長WL、WL+1周圍，即示范性的雙邊帶格式功率譜。如所示，光調(diào)制器50L和50L+1產(chǎn)生的是在頻率上有很大重疊的功率譜。
圖B描述的是來自信道L和L+1的光帶通濾光器52L和52L+1的輸出功率譜。由于該濾光器的中心頻率與相關(guān)聯(lián)的輸入CSRZ功率譜的濾光器中心頻率之間存在偏移，因此每一個光帶通濾光器52L、52L+1都會阻攔或強(qiáng)烈衰減所關(guān)聯(lián)的雙邊帶頻譜中的一個邊帶。這個中心頻率偏移或等價(jià)的中心波長偏移將會導(dǎo)致在CSRZ與VSB-CSRZ格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。帶通濾光器52L、52L+1對“-”峰值進(jìn)行很強(qiáng)的衰減，例如將其衰減至少10dB或更多，對同一信道的“+”峰值而言，較為優(yōu)選的是將其衰減至少13dB。這樣一來，在傳輸過程中，當(dāng)組合這兩個信道L、L+1時，光帶通濾光器52L、52L+1將會減小頻譜重疊以及信道間串?dāng)_。
再次參考圖1和2A～2C，舉例來說，全光傳輸線路14包含了與串聯(lián)的OADM和/或OXC28相關(guān)聯(lián)的串聯(lián)光帶通濾光器序列。由于OADM/OXC實(shí)際上是通過不同的串聯(lián)光帶通濾光器來路由不同信道的光脈沖的，因此串聯(lián)光帶通濾光器的形狀是隨著信道數(shù)量而變化的。舉例來說，OADM和OXC通常具有使執(zhí)行帶通濾光以便分離相鄰信道中的光束的光交織器以及去交織器。特別地，相鄰信道中的光脈沖通過光交織器和去交織器的不同端口，由此將會經(jīng)歷不同的光帶通濾光。
在一些實(shí)施例中，光傳輸線路14能夠傳送與多信道光發(fā)射機(jī)12所產(chǎn)生的VSB數(shù)據(jù)流具有相同信道間隔的雙邊帶數(shù)據(jù)流。在這些實(shí)施例中，串聯(lián)光帶通濾光器通常具有與發(fā)射機(jī)的光帶通濾光器521、......、52M頻率相校準(zhǔn)的響應(yīng)函數(shù)。因此，每一個串聯(lián)光帶通濾光器都被配置成傳遞所關(guān)聯(lián)信道中的雙邊帶光載波的第一邊帶并阻攔其第二邊帶，即使第一邊帶已經(jīng)由光帶通濾光器521、......、52M中的一個濾光器所阻攔。也就是說，對于單個光調(diào)制器501、......、50M所產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)雙邊帶數(shù)據(jù)流的中心波長而言，串聯(lián)光帶通濾光器與光帶通濾光器521、......、52M的中心波長是以相似方式偏移的。在同一個信道中，串聯(lián)光通帶濾光器以及雙邊帶光載波的示范性中心頻率在比特速率方面相對偏移了至少20％(例如以吉赫為單位)，對大小為100GHz或更小或是50GHz或更小的信道間隔來說，較為優(yōu)選的是將比特速率偏移40％～60％。
通過將數(shù)據(jù)流從雙邊帶格式轉(zhuǎn)變成VSB格式，可以降低強(qiáng)烈的濾光所造成的信道間串?dāng)_以及光脈沖降級。通過比較圖4中的圖A和圖B，可以定性了解這些改進(jìn)的由來。如圖A所示，信道間隔是非常緊密的，以至于其中一個CSRZ雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流的“-”高功率峰值實(shí)際將會進(jìn)入相鄰信道。因此，在將雙邊帶數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成強(qiáng)烈衰減“-”峰值的VSB格式之后，信道間串?dāng)_將會減小。同樣，圖A的雙邊帶數(shù)據(jù)流的高功率部分更為集中在若干頻率上，在這些頻率中，與具有圖B中的VSB格式的已轉(zhuǎn)換光學(xué)數(shù)據(jù)流相比，OADM/OXC 28的濾光器被配置成對雙邊帶格式進(jìn)行強(qiáng)烈衰減。這樣一來，與具有相等信道間隔的雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流相比，全光傳輸線路14的OADM/OXC序列實(shí)際產(chǎn)生更少的VSB光學(xué)數(shù)據(jù)流失真。
圖5描述的是在光纖傳輸系統(tǒng)、例如圖1～2C中的光傳輸系統(tǒng)10上傳送數(shù)據(jù)的方法60。
方法60包括產(chǎn)生雙邊帶格式的并行光學(xué)數(shù)據(jù)流(步驟62)。這個并行的光學(xué)數(shù)據(jù)流與一系列相鄰波長信道相關(guān)聯(lián)。例如，圖2C中的光調(diào)制器481、......、48M以及501、......、50M可以產(chǎn)生這種示范性CSRZ-OKK格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流。
方法50還包括將光學(xué)數(shù)據(jù)流從雙邊帶格式轉(zhuǎn)換成VSB格式(步驟64)。例如，該轉(zhuǎn)換處理可以包括使每一個雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流經(jīng)過光帶通濾光器，其中該濾光器被配置成傳遞一個邊帶并且阻攔另一個邊帶。優(yōu)選地，與其他邊帶相比，這種濾光會將其中一個邊帶多衰減至少10dB，更為優(yōu)選的是，相對于另一個邊帶而將其中一個邊帶多衰減至少20dB。例如，圖2C中的光帶通濾光器521、......、52M執(zhí)行的即為借助于這種濾光所進(jìn)行的格式轉(zhuǎn)換。
方法60還包括使VSB格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流經(jīng)過光纖傳輸線路，例如全光傳輸線路14(步驟66)。這個傳送步驟包括使每一個光學(xué)數(shù)據(jù)流通過相關(guān)聯(lián)的光帶通濾光器序列。這個序列的光帶通濾光器傳遞的是相關(guān)聯(lián)的信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流，并且阻攔與關(guān)聯(lián)信道相鄰的信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流。一般來說，關(guān)聯(lián)序列中的光帶通濾光器能夠傳遞所關(guān)聯(lián)的雙邊帶光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶，同時阻攔其另一個邊帶。其中舉例來說，這些光帶通濾光器可以是圖1～2B中的OADM/OXC 28。
通常，該發(fā)射步驟還包括傳送相鄰信道中那些偏振狀態(tài)實(shí)際并非正交的VSB光學(xué)數(shù)據(jù)流。實(shí)質(zhì)上，相鄰信道中的所述光學(xué)數(shù)據(jù)流偏振甚至可以是平行的。此外，光纖傳輸線路未必是偏振保持類型的和/或包括那些用于添加偏振實(shí)際不與光纖傳輸線路的相鄰信道上的光學(xué)數(shù)據(jù)流偏振相正交的光學(xué)數(shù)據(jù)流的OADM和/或OXC。
在一些實(shí)施例中，光纖傳輸線路既可以發(fā)射光邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流，也可以發(fā)射VSB格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流。然而，VSB格式傳輸通常具有高出很多的譜效率。借助VSB格式的發(fā)射所能獲取的譜效率要比使用相同光纖而以雙邊帶格式進(jìn)行發(fā)射時所能得到的最大譜效率高出50％。以VSB格式進(jìn)行的發(fā)射所獲取的譜效率甚至能比使用雙邊帶格式傳送時所能獲取的最大譜效率高出2～4倍或是更多。
圖6A和6B顯示的是在模擬光傳輸系統(tǒng)的設(shè)定中執(zhí)行的性能測量，在這個系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是依照VSB-CSRZ格式調(diào)制的。所繪制的性能測量是獲取大小為10-3或是更低的誤比特率所需要的光信號-噪聲比(OSNRreq)。對圖6A和6B來說，性能測量是借助光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)來完成的，這兩個設(shè)備全都耦合到一個循環(huán)回路設(shè)置中。
光發(fā)射機(jī)在三個相鄰信道上提供VSB-CSRZ光脈沖。這個光脈沖是通過產(chǎn)生占空比為67％以及數(shù)據(jù)速率為42.7Gb/s的CSRZ光脈沖來獲取的。在添加了前向糾錯時，該數(shù)據(jù)速率實(shí)際將會產(chǎn)生大小為40Gb/s的信息速率。CSRZ光脈沖則通過一個具有介于30GHz與80GHz之間的3dB帶寬的三階超級高斯濾光器。并且發(fā)射機(jī)濾光器的中心頻率與CSRZ光脈沖的中心頻率之間的偏移是在0與20GHz之間變化的。
該循環(huán)回路包括用于限制所放大的自發(fā)發(fā)射(ASE)光的濾光器、EDFA光放大器、傳輸SSMF區(qū)間、DCF以及緊接的去交織器/交織器對。DCF的長度與10千米的SSMF區(qū)間相匹配，由此將會產(chǎn)生全面的色散補(bǔ)償。交織器/去交織器對則是用于10Gb/s傳輸系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)三階高斯濾光器，它們分別具有44GHz和62GHz的3dB和20dB帶寬。并且交織器/去交織器將會導(dǎo)致產(chǎn)生很強(qiáng)的濾光處理。
光接收機(jī)使用了VSB類型的輸入濾光器。其中舉例來說，在美國專利公開2004/0146297中描述了這種帶寬隨比特率變化的接收機(jī)濾光器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，其中所述專利公開在此全部引入作為參考。
圖6A顯示的是作為發(fā)射機(jī)濾光器的濾光器響應(yīng)寬度的函數(shù)的OSNRreq的值，其中舉例來說，所述濾光器可以是圖2C中的光帶通濾光器521、......、52M。實(shí)線上的矩形、圓形、三角形和菱形數(shù)據(jù)點(diǎn)分別對應(yīng)于初始CSRZ功率譜的中心頻率與光帶通濾光器的中心頻率之間大小為0GHz、8GHz、16GHz以及20GHz的相關(guān)偏移，其中所述光帶通濾光器將光脈沖轉(zhuǎn)換成VSB-CSRZ格式。特別地，如果不存在偏移，那么這將會對應(yīng)于輸出那些經(jīng)過強(qiáng)烈濾光的CSRZ光脈沖，這樣一來，當(dāng)濾光器具有小于38GHz的3dB帶寬時，測量得到的OSNRreq值將會急劇增大。在偏移增大時，對低于38GHz的3dB濾光器寬度而言，OSNRreq的值的遞增將會更為緩和。由此表明，為了產(chǎn)生VSB-CSRZ光脈沖而在CSRZ功率譜中對其中一個峰值所進(jìn)行的強(qiáng)烈衰減將會顯著降低強(qiáng)烈濾光所造成的信道間串?dāng)_和/或脈沖失真。
圖6B顯示的是作為VSB-CSRZ光脈沖所遍歷的OADM數(shù)量函數(shù)的OSNRreq的值。三角形、矩形和圓形數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示的是其中一個信道、三個相鄰的共同偏振信道以及三個失調(diào)了2.5GHz的相鄰信道的測量數(shù)據(jù)。如三角形數(shù)據(jù)點(diǎn)所示，OSNRreq的值是隨著所遍歷的OADM的數(shù)量而逐漸增大的。因此，強(qiáng)烈的濾光處理僅僅逐漸降低了VSB-CSRZ光脈沖。矩形和三角形數(shù)據(jù)點(diǎn)的閉合程度表明信道間串?dāng)_很小。圓形數(shù)據(jù)點(diǎn)則表明相對于DWDM信道微小失調(diào)而言，使用VSB-CSRZ格式所獲取的改進(jìn)是非常健壯的。
圖6A～6B表明，如果單信道光發(fā)射機(jī)相對于限制信道間串?dāng)_的光帶通濾光器而言是失調(diào)的，那么以CSRZ格式而在10Gb/s工作的常規(guī)傳輸系統(tǒng)也可以在40Gb/s工作。特別地，這些轉(zhuǎn)換不需要改變光傳輸線路本身。
對圖1、2A、2B和2C的光傳輸系統(tǒng)10而言，其長途方面的實(shí)施例可以在偽線性傳輸狀態(tài)中工作，此外還可以使用受管理的色散映射和/或通過引入串聯(lián)的光學(xué)相位共軛器來減少光脈沖上不希望有的非線性光學(xué)效應(yīng)。其中舉例來說，在美國專利6,542,678中描述了偽線性傳輸狀態(tài)。在R.J.Essiarabre等人于2003年12月5日提交的美國專利6,583,907、美國專利6,606,176以及美國專利申請10/729,153中描述了用于受管理的色散映射的示范性色散映射。在R.J.Essiambre等人于2003年5月21日提交的美國專利申請10/152,645以及ArefChowdhury等人在2004年4月30日提交的美國專利申請10/835,753中描述了串聯(lián)光學(xué)相位共軛器。這些美國專利和美國專利申請?jiān)诖巳嬉胍宰鳛閰⒖肌?br> 從本公開、附圖和權(quán)利要求中可知，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其他實(shí)施例都是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括多信道光發(fā)射機(jī)，它被配置成在一系列信道之中的每個信道上產(chǎn)生具有雙邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流；全光傳輸線路，該線路具有傳輸光纖區(qū)間序列以及一個或多個光通帶濾光器序列，并且該線路被配置成在所述系列信道中接收來自光發(fā)射機(jī)的光數(shù)據(jù)脈沖；以及其中光通帶濾光器序列中的一個序列被配置成傳送所關(guān)聯(lián)的一個信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶，并且阻攔另一個邊帶，以及該序列還被配置成阻攔與所關(guān)聯(lián)的一個信道相鄰的信道中的一個信道。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中另一個光帶通濾光器序列被配置成傳送另一個信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶，并且阻攔另一個邊帶，以及該序列還被配置成阻攔與所述另一個信道相鄰的信道中的一個信道。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中光發(fā)射機(jī)被配置成將光學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成殘余邊帶格式，并且將經(jīng)過轉(zhuǎn)換的光學(xué)數(shù)據(jù)流發(fā)射到全光傳輸線路。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中全光傳輸線路能在信道的相鄰信道上發(fā)射具有基本上任意偏振的已轉(zhuǎn)換光學(xué)數(shù)據(jù)流。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中對于每一個信道，光發(fā)射機(jī)包括相關(guān)聯(lián)的光帶通濾光器，該濾光器被配置成傳送相關(guān)聯(lián)的信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶并且阻攔另一個邊帶，以及阻攔與相關(guān)聯(lián)的信道相鄰的一個或多個信道。
6.一種以光學(xué)方式發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，包括在一系列相鄰信道中的每個信道上產(chǎn)生具有殘余邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流；以及經(jīng)由光纖傳輸線路來發(fā)射光學(xué)數(shù)據(jù)流；以及其中所述發(fā)射包括經(jīng)由所關(guān)聯(lián)的光通帶濾光器序列來傳送每個光學(xué)數(shù)據(jù)流，每個序列的光通帶濾光器都被配置成傳送所關(guān)聯(lián)的信道的數(shù)據(jù)流，并且阻攔與所關(guān)聯(lián)的光學(xué)數(shù)據(jù)流的信道相鄰的信道中的一個光學(xué)數(shù)據(jù)流。
7.權(quán)利要求6的方法，其中相關(guān)聯(lián)的序列中的光帶通濾光器能夠傳送所關(guān)聯(lián)的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶并且阻攔另一個邊帶。
8.權(quán)利要求6的方法，還包括在每一個信道中，將具有雙邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成具有殘余邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括使每一個具有雙邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流經(jīng)過光帶通濾光器，其中所述濾光器傳送具有雙邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶并阻攔另一個邊帶。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述發(fā)射包括使用實(shí)際平行的組件而將相鄰信道中的第一和第二已轉(zhuǎn)換光學(xué)數(shù)據(jù)流發(fā)送給偏振狀態(tài)中的光纖傳輸線路。
全文摘要
本發(fā)明涉及光傳輸中的低串?dāng)_調(diào)制，包括多信道光發(fā)射機(jī)和全光傳輸線路。所述多信道光發(fā)射機(jī)被配置成在一系列信道中的每個信道上產(chǎn)生具有雙邊帶格式的光學(xué)數(shù)據(jù)流。全光傳輸線路具有傳輸光纖區(qū)間序列以及一個或多個光通帶濾光器序列，并且該線路被配置成在一系列信道中接收來自光發(fā)射機(jī)的光數(shù)據(jù)脈沖。在這些光帶通濾光器序列中，其中一個序列被配置成傳送所關(guān)聯(lián)的一個信道中的光學(xué)數(shù)據(jù)流的一個邊帶并阻攔另一個邊帶，以及它還被配置成阻攔那些與所關(guān)聯(lián)的一個信道相鄰的信道中的一個信道。
文檔編號H04J14/02GK1744471SQ20051009982
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
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