專(zhuān)利名稱(chēng)：按光信號(hào)功率優(yōu)化光纖傳輸線中色散的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法和裝置，用于按光纖傳輸線內(nèi)傳播的光信號(hào)功率來(lái)優(yōu)化光纖傳輸線的色散。更具體說(shuō)，本發(fā)明涉及一種方法和裝置，它令光纖傳輸線上某特定點(diǎn)的色散為零，然后按光信號(hào)功率在該特定點(diǎn)的下行方向添加色散，使總色散優(yōu)化。
采用光纖傳輸線的光傳輸系統(tǒng)被用來(lái)傳送頗為大量的信息。例如，10Gb/s的光傳輸系統(tǒng)現(xiàn)已實(shí)際裝備在干線光通信中。然而，由于用戶(hù)要求快速傳送更大量的信息，因此要求進(jìn)一步增加光傳輸系統(tǒng)的能力。
正在考慮選用時(shí)分多路復(fù)用(TDM)(包括光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)和波分多路復(fù)用(WDM)作為這類(lèi)高能力的光傳輸系統(tǒng)。例如關(guān)于TDM技術(shù)，全球研究的很大部分都在進(jìn)行40Gb/s系統(tǒng)的研究。
色散(群速度色散(GVD))是限制40Gb/s系統(tǒng)傳輸距離的因素之一。因?yàn)樯⑷菹薹幢扔诒忍芈实钠椒剑?0Gb/s時(shí)的色散容限大約是800ps/nm，在40Gb/s時(shí)要減小16倍，大約減小至50ps/nm。
例如，在被測(cè)試驗(yàn)中，信號(hào)光波長(zhǎng)為1.55μm(此時(shí)石英光纖中的傳輸損耗是最低的)的光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)，通過(guò)一單模光纖(SMF)傳送50km的距離。SMF有一零色散波長(zhǎng)，此波長(zhǎng)是1.3μm。這種SMF是全球最廣泛安裝的那種光纖。輸入的信號(hào)光功率是+3dBm，比特率是40Gb/s。用色散補(bǔ)償光纖(DCF)進(jìn)行色散補(bǔ)償。為保持功率代價(jià)(光信號(hào)接收靈敏度經(jīng)傳輸而降低)在1dB范圍內(nèi)(色散補(bǔ)償容限)，允許的色散補(bǔ)償值范圍的寬度是30ps/nm。此值換算成具有色散值為18.6ps/nm/km的SMF的長(zhǎng)度，是2km或短于2km。
還有，在一個(gè)地面系統(tǒng)中，中繼器的距離是不均勻的。因此，對(duì)每個(gè)中繼段都必須作十分精確的色散補(bǔ)償。
另一方面，傳輸線中的色散會(huì)因例如溫度的變化而隨時(shí)間改變。例如對(duì)50km長(zhǎng)的SMF傳輸，當(dāng)溫度在-50至100℃間變化時(shí)，傳輸線色散的變化量可估算如下(傳輸線零色散波長(zhǎng)的溫度依賴(lài)性)×(溫度變化)×(色散斜率)×(傳輸距離)=0.03nm/℃×150℃×0.07ps/nm2/km×50km=16ps/nm。
此值比30ps/nm的色散容限的一米還大，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略。
在上述被測(cè)試驗(yàn)中，如果系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，色散補(bǔ)償量已按-50℃優(yōu)化，隨后在系統(tǒng)工作時(shí)假定溫度升至100℃，那么1dB代價(jià)判據(jù)不可能被滿足(情況更壞的條件)。
還有，隨色散補(bǔ)償器的特性與結(jié)構(gòu)不同而不同，色散補(bǔ)償量只能設(shè)置在分立的值上，于是在系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，往往沒(méi)有選擇余地，只能把色散補(bǔ)償量設(shè)置在與最佳值略有偏離的數(shù)值上。在這種情形下，即使溫度變化小于150℃，也有可能不滿足1dB代價(jià)判據(jù)。
為此，本發(fā)明的一個(gè)目的，是為40Gb/s或更高速率的超高速光傳輸系統(tǒng)提供一種自動(dòng)色散補(bǔ)償系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的，是提供一個(gè)這樣的色散補(bǔ)償系統(tǒng)，它能在系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)為光纖傳輸系統(tǒng)每一中繼段優(yōu)化色散補(bǔ)償量，而且還能在系統(tǒng)工作過(guò)程中，根據(jù)傳輸線色散值的變化，進(jìn)行色散補(bǔ)償量的優(yōu)化。
本發(fā)明另外一個(gè)目的，是提供這樣一種自動(dòng)色散補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可用于SMF傳輸系統(tǒng)，而且還可用于使用1.55μm頻帶色散移位光纖(DSF)的其他傳輸系統(tǒng)，這種光纖在該波長(zhǎng)處有低的色散值。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種色散控制方法和裝置，即使在信號(hào)光功率大到明顯出現(xiàn)非線性效應(yīng)時(shí)，它也能正確地控制光傳輸線中的色散。
利用所提供的方法和裝置，可以達(dá)到本發(fā)明的各個(gè)目的，此方法和裝置(a)確定光傳輸線中與光傳輸線傳送的光信號(hào)功率相對(duì)應(yīng)的最佳總色散量；(b)控制光傳輸線的色散，使總色散沿著光傳輸線直至某特定點(diǎn)都近似為零；(c)添加色散到光傳輸線上，以及到所確定的最佳總色散量。添加色散時(shí)，色散可在光傳輸線該特定點(diǎn)下行方向的某一點(diǎn)上加進(jìn)去。
上述(b)點(diǎn)控制色散的過(guò)程可按多種不同方法實(shí)現(xiàn)。例如，控制色散的過(guò)程可以包括(ⅰ)檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，該光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；(ⅱ)控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度基本上成為強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩個(gè)最高峰間的極小。假定光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，那么該特定頻率分量最好取光信號(hào)的B赫茲分量。
或者，上述(b)點(diǎn)控制色散的過(guò)程可以包括(ⅰ)檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，該光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；(ⅱ)控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度落在強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩個(gè)最高峰間的中點(diǎn)。
再者，上述(b)點(diǎn)控制色散的過(guò)程可以包括(ⅰ)檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，該光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上有相應(yīng)的眼圖張度；(ⅱ)控制光傳輸線的總色散量，使眼圖張度內(nèi)的特定頻率分量強(qiáng)度基本上成為極小。
還有，上述(b)點(diǎn)控制色散的過(guò)程可以包括(ⅰ)檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，該光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上有相應(yīng)的容許眼圖張度范圍；(ⅱ)控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度維持在強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線的峰尖上，此峰尖在眼圖張度之內(nèi)。
利用提供的控制光傳輸線色散的方法和裝置，可以達(dá)到本發(fā)明的各個(gè)目的，該光傳輸線上有光信號(hào)在傳送。此方法和裝置(a)把光信號(hào)的功率設(shè)置在第一個(gè)數(shù)值上，此數(shù)值基本上不會(huì)在光傳輸線內(nèi)產(chǎn)生非線性效應(yīng)；(b)控制光傳輸線的總色散量，使之近似為零；(c)改變光信號(hào)的功率到第二個(gè)數(shù)值，它不同于第一個(gè)數(shù)值；(d)確定與第二個(gè)數(shù)值上的光信號(hào)功率相對(duì)應(yīng)的最佳總色散量；(e)把色散添加到光傳輸線中，以得到確定了的最佳色散量。
還可以利用提供的控制其上有光信號(hào)傳送的光傳輸線色散的方法和裝置，達(dá)到本發(fā)明的各個(gè)目的。此方法和裝置(a)把光信號(hào)的功率設(shè)置在一個(gè)基本上不會(huì)使光傳輸線產(chǎn)生非線性效應(yīng)的數(shù)值上；(b)設(shè)定功率在所述數(shù)值的同時(shí)，控制光傳輸線的總色散量，使之近似為零；(c)增加光信號(hào)功率；(d)添加色散到光傳輸線中，以得到對(duì)應(yīng)于光信號(hào)功率增加后的最佳色散量?？刂瓶偵⒘康倪^(guò)程可以采用上面描述的控制色散各種過(guò)程中的任一過(guò)程。
本發(fā)明的種種目的及優(yōu)點(diǎn)，從下述各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明中可一目了然并更加明晰，這些優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖加以說(shuō)明，附圖有

圖1是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/s OTDM信號(hào)總色散的依賴(lài)關(guān)系。
圖2是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/s NRZ信號(hào)總色散的依賴(lài)關(guān)系。
圖3是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/s RZ信號(hào)(50％占空比)總色散的依賴(lài)關(guān)系。
圖4是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/s RZ信號(hào)(25％的占空比)總色散的依賴(lài)關(guān)系。
圖5是一示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出產(chǎn)生40Gb/s OTDM信號(hào)的光調(diào)制器。
圖6(A),6(B),6(C),6(D),6(E)是波形圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，表示圖5的光調(diào)制器的工作情形。
圖7是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，表明OTDM信號(hào)的基帶頻譜。
圖8是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，表明NRZ信號(hào)的基帶頻譜。
圖9(A),9(B),9(C)均按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出OTDM信號(hào)色散后的波形圖。
圖10(A),10(B),10(C)均按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出NRZ信號(hào)色散后的波形圖。
圖11是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為0dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sOTDM信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖12是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為+5dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sOTDM信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖13是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為+10dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sOTDM信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖14是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為+13dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sOTDM信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖15是一曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出傳送40Gb/s OTDM信號(hào)時(shí)，(a)最佳總色散量和(b)在40GHz分量為極小時(shí)的總色散量對(duì)信號(hào)光功率的依賴(lài)關(guān)系。
圖16是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出一個(gè)自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)。
圖17是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為0dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sNRZ信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖18是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為+5dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sNRZ信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖19是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為+10dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sNRZ信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖20是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，模擬信號(hào)光功率為+13dBm時(shí)，40GHz時(shí)鐘分量強(qiáng)度對(duì)40Gb/sNRZ信號(hào)總色散量的依賴(lài)關(guān)系。
圖21是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖16自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的光發(fā)射機(jī)。
圖22是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖16自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的光接收機(jī)。
圖23是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出一個(gè)光發(fā)射機(jī)。
圖24是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出一個(gè)與偏振無(wú)關(guān)的多路分解器。
圖25是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出光接收機(jī)一部的明細(xì)電路框圖。
圖26是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出一個(gè)可變色散補(bǔ)償器。
圖27是曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖26可變色散補(bǔ)償器上各段所加電壓V1至V21的圖譜A至圖譜D。圖28是曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖27中各個(gè)電壓圖譜A至D的色散值。
圖29是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出一個(gè)補(bǔ)償量控制器。
圖30是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖16自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的一種改型。
圖31是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖16自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的另一種改型。
圖32是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出一個(gè)自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)。
圖33是曲線圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，闡明圖32中改型的自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)。
圖34是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖32自動(dòng)色散系統(tǒng)的一種改型。
圖35是示意圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖32自動(dòng)色散系統(tǒng)的另一種改型。
現(xiàn)在詳細(xì)參照本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，這些例子均畫(huà)在附圖中，其中相同的標(biāo)記數(shù)字均指相同的元件。
從上面相關(guān)技術(shù)的描述段落可見(jiàn)，為了40Gb/s或更高速率的超高速光傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，要求構(gòu)造出一個(gè)“自動(dòng)色散補(bǔ)償系統(tǒng)”，它不但能在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，對(duì)每個(gè)中繼段優(yōu)化色散補(bǔ)償量，而且能在系統(tǒng)工作過(guò)程中，根據(jù)傳輸線色散值的變化，進(jìn)行色散補(bǔ)償量的優(yōu)化。這樣一個(gè)自動(dòng)色散補(bǔ)償系統(tǒng)，不但SMF傳輸系統(tǒng)需要，而且使用1.55μm頻帶色散移位光纖(DSF)的其他系統(tǒng)也需要，其中的色散移位光纖在1.55μm波長(zhǎng)上有低的色散值。
實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)色散補(bǔ)償系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)可概括為下述三點(diǎn)(ⅰ)實(shí)現(xiàn)一個(gè)可變色散補(bǔ)償器；(ⅱ)監(jiān)測(cè)傳輸線中色散(或者經(jīng)色散補(bǔ)償后的總色散量)的方法(ⅲ)對(duì)可變色散補(bǔ)償器的反饋優(yōu)化控制方法。
關(guān)于點(diǎn)(ⅱ)，即測(cè)量光纖色散的方法，傳統(tǒng)上采用脈沖方法或相位主法，它牽涉到把不同波長(zhǎng)的多個(gè)光束送進(jìn)光纖，然后在各輸出光束間測(cè)量它們的群時(shí)延差或相位差。然而，要在系統(tǒng)工作時(shí)用這些方法不斷地測(cè)量色散，那么對(duì)每個(gè)中繼段都必須備齊一套色散測(cè)量器件。此外，既要測(cè)量色散量又不中斷數(shù)據(jù)信號(hào)光的傳送，就必須把不同于數(shù)據(jù)信號(hào)光波長(zhǎng)的測(cè)量光進(jìn)行波分多路復(fù)用。
在光傳輸設(shè)備內(nèi)引進(jìn)脈沖方法或相位方法，從尺寸及價(jià)格上說(shuō)都是不實(shí)際的。更有甚者，當(dāng)使用不同于主信號(hào)光波長(zhǎng)的波長(zhǎng)時(shí)，要用測(cè)量的光波長(zhǎng)上測(cè)得的數(shù)值推算信號(hào)光波長(zhǎng)上的色散值。其結(jié)果可能欠精確。因此，希望有一種方法能直接從主信號(hào)光測(cè)量其色散值。
作為一種能完成這種測(cè)量的方法，本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)在《未審查日本專(zhuān)利公告》No.9-224056中提出來(lái)了，現(xiàn)合并在這里供參考，此方法利用NRZ(不歸零)信號(hào)及OTDM(下面說(shuō)明)信號(hào)基帶頻譜內(nèi)40GHz分量強(qiáng)度對(duì)總色散的依賴(lài)關(guān)系。更具體說(shuō)，此方法利用的特性是當(dāng)總色散量為零時(shí)，40GHz分量強(qiáng)度為極小，眼圖張度此時(shí)則為最大，通過(guò)反饋法，把可變色散補(bǔ)償器的工作點(diǎn)設(shè)置在40GHz分量強(qiáng)度為極小的點(diǎn)上。
然而，正如后面還要詳細(xì)說(shuō)明的，40GHz分量強(qiáng)度為極小時(shí)的總色散量，與眼圖張度為最大時(shí)的總色散量，只在小信號(hào)光功率的線性傳輸情況下才重合。隨著信號(hào)光功率的增加，非線性效應(yīng)(=自相位調(diào)制效應(yīng)SPM)變大，兩個(gè)總色散量間的位移也增大。因此用上述控制方法難以?xún)?yōu)化色散補(bǔ)償量。隨著傳輸速度的增加，發(fā)射的光功率也必須增加，以保持要求的光學(xué)SNR及發(fā)射/接收的功率差，這更容易使傳輸發(fā)生非線性效應(yīng)，因此這個(gè)問(wèn)題不容忽視。
對(duì)于歸零(RZ)信號(hào)，在“A.Sano et a1.，ECOC’96 TechnicalDigests Tud.3.5”中報(bào)導(dǎo)40GHz分量在靠近總色散零點(diǎn)是一極大，而此極大點(diǎn)的色散值將因非線性效應(yīng)而移位。
圖1是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它模擬數(shù)據(jù)信號(hào)比特率為40Gb/s的一個(gè)OTDM信號(hào)，在其基帶頻譜內(nèi)的40GHz分量強(qiáng)度對(duì)總色散的依賴(lài)關(guān)系。圖2是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它模擬數(shù)據(jù)信號(hào)比特率為40Gb/s的一個(gè)NRZ光信號(hào)，在其基帶頻譜內(nèi)的40GHz分量強(qiáng)度對(duì)總色散的依賴(lài)關(guān)系。圖3是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它模擬數(shù)據(jù)信號(hào)比特率為40Gb/s的一個(gè)RZ光信號(hào)(50％的占空比)，在其基帶頻譜內(nèi)的40GHz分量強(qiáng)度對(duì)總色散的依賴(lài)關(guān)系。圖4是計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，它模擬數(shù)據(jù)信號(hào)比特率為40Gb/s的一個(gè)RZ光信號(hào)(25％的占空比)，在其基帶頻譜內(nèi)的40GHz分量強(qiáng)度對(duì)總色散的依賴(lài)關(guān)系。
圖1至圖4還畫(huà)出了沿幅度方向的眼圖張度。在圖1至4中，輸入的光功率平均是-5dBm,SMF長(zhǎng)度是50km。通過(guò)改變與SMF串聯(lián)的DCF中的色散量來(lái)改變總色散量。在眼圖張度對(duì)總色散曲線上的峰附近，眼圖張度的數(shù)值接近最佳值且基本保持不變。這個(gè)范圍稱(chēng)為容許眼圖張度范圍。
圖5是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出光調(diào)制器10的方框圖，此光調(diào)制器產(chǎn)生40Gb/s的OTDM信號(hào)?，F(xiàn)參看圖5，光波導(dǎo)14是通過(guò)例如把Ti經(jīng)熱擴(kuò)散，擴(kuò)散到LiNbO3基底12上形成的，在其上部例如用Au形成電極圖形16(在圖5中以陰影線畫(huà)出)。因此，光調(diào)制器10包括一個(gè)單端輸入、兩端輸出的光開(kāi)關(guān)18，一個(gè)含兩個(gè)獨(dú)立光調(diào)制器的數(shù)據(jù)調(diào)制器20，一個(gè)相位控制器22，以及一個(gè)光學(xué)多路復(fù)用器24。
圖6(A),6(B),6(C),6(D),6(E)是波形圖，它按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示明光調(diào)制器10的工作情況。
現(xiàn)參看圖5,6(A),6(B),6(C),6(D),6(E)，當(dāng)連續(xù)光被送進(jìn)單端輸入兩端輸出開(kāi)關(guān)18內(nèi)的光波導(dǎo)中，且兩個(gè)相移180°的20GHz時(shí)鐘信號(hào)加到兩個(gè)電極上時(shí)，圖6(A)和6(B)所示兩個(gè)180°反相光時(shí)鐘信號(hào)從光開(kāi)關(guān)18輸出。然后，這兩個(gè)信號(hào)被送進(jìn)數(shù)據(jù)調(diào)制器20內(nèi)的兩個(gè)光調(diào)制器。一個(gè)20Gb/s的數(shù)據(jù)信號(hào)加到兩個(gè)光調(diào)制器的每一個(gè)上，則如圖6(C),6(D)所示的RZ信號(hào)從數(shù)據(jù)調(diào)制器20輸出。相位控制器22調(diào)整兩光波的相位，令兩光波的相位差為180°，然后兩光波在光學(xué)多路復(fù)用器24上合成。由于兩光波相位差為180°，在“1”連續(xù)出現(xiàn)的部分，其尾部互相抵消，使波形變得接近于一個(gè)RZ信號(hào)，如圖6(E)所示。在至少有一個(gè)相鄰比特為“0”的其他部分，波形變得接近于一個(gè)NRZ信號(hào)。
在圖3和4中，對(duì)由這兩個(gè)圖表示的RZ信號(hào)，表明當(dāng)總色散量為零時(shí)，40GHz分量的強(qiáng)度為最大。
相反，在圖1中，對(duì)由此圖表示的OTDM信號(hào)，表明當(dāng)總色散量為零時(shí)，40GHz分量強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)成為極小。類(lèi)似地，在圖2中，對(duì)由此圖所表示NRZ信號(hào)，表明當(dāng)總色散量為零時(shí)，40GHz分量強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)為極小。
為參考目的，調(diào)制的光信號(hào)的基帶頻譜，對(duì)OTDM信號(hào)和NRZ信號(hào)分別畫(huà)在圖7和8上。對(duì)NRZ信號(hào)，沒(méi)有40GHz分量，但從定量的觀點(diǎn)看，認(rèn)為由于色散后頻譜的擴(kuò)展，會(huì)出現(xiàn)40GHz分量。
OTDM信號(hào)經(jīng)受-40,0,+40ps/nm色散后的波形(等值化后的波形)分別畫(huà)在圖9(A),9(B),9(C)上。同樣，NRZ信號(hào)經(jīng)受-40,0,+40ps/nm色散后的波形(等值化后的波形)分別畫(huà)在圖10(A),10(B),10(C)上。如圖所示，對(duì)OTDM信號(hào)及NRZ信號(hào)都有色散后(正的和負(fù)的)，波形中心處“1”的高度升高了，但交點(diǎn)的高度降低了，由此可見(jiàn)，強(qiáng)度發(fā)生周期性變化，其周期等于一個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度，從而產(chǎn)生40GHz分量。
關(guān)于前面的點(diǎn)(ⅰ)(實(shí)現(xiàn)一個(gè)可變色散補(bǔ)償器)，可以看到，當(dāng)發(fā)射的光信號(hào)比特率一般由Bb/s表示，而其B赫茲分量在零色散時(shí)為極小時(shí)，改變可變色散器件的控制點(diǎn)，例如改變色散補(bǔ)償量和信號(hào)光波長(zhǎng)，如果能把接收的光信號(hào)中B赫茲分量在眼圖張度內(nèi)為極小這一控制點(diǎn)檢測(cè)出，便能把總色散量置值為零。
還有，從圖1和2可明顯看到，有兩個(gè)極大點(diǎn)，或兩個(gè)最高峰在極小點(diǎn)兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)位置上，對(duì)OTDM信號(hào)波形和NRZ波形均如此。因此，如果極小點(diǎn)難于檢測(cè)，則可以檢測(cè)可變色散補(bǔ)償器件的控制點(diǎn)，使之給出兩個(gè)極大點(diǎn)，然后取其中點(diǎn)，通過(guò)這個(gè)辦法便能把總色散量置值為零。
還有，如果一個(gè)OTDM信號(hào)被一個(gè)n·m比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，這個(gè)n·m比特/秒信號(hào)是由時(shí)分多路復(fù)用n個(gè)RZ信號(hào)，每個(gè)信號(hào)又被m比特/秒的信號(hào)作幅度調(diào)制而得到的，那么可以提取m赫茲分量，并控制傳輸線的總色散，使m赫茲分量達(dá)到極大。這種控制方法可以代替前述的提取n·m赫茲分量，并控制傳輸線的總色散，使n·m赫茲分量達(dá)到極小的控制方法。這樣做的理由是，構(gòu)成OTDM信號(hào)的m比特/秒RZ信號(hào)，每一個(gè)都含有m赫茲分量，又從圖3及4可以看到，當(dāng)總色散為零時(shí)，此分量為極大。更具體說(shuō)，在此情形下，提取n·m赫茲分量或m赫茲分量，控制傳輸線的總色散量，或使n·m赫茲分量達(dá)到極小或使m赫茲分量達(dá)到極大。
所以，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，并將在下面更詳細(xì)地看到，本發(fā)明提供了控制傳輸線色散的方法及裝置。更具體說(shuō)，要檢測(cè)傳輸線內(nèi)傳送的光信號(hào)的特定頻率分量強(qiáng)度。光信號(hào)有一強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，上面還附帶有相應(yīng)的眼圖張度。例如可參看圖1和圖2。控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)基本上成為極小。結(jié)果，如指出的那樣，例如在圖1和2中，色散將因眼圖張度內(nèi)特定頻率分量強(qiáng)度的極小化過(guò)程而變成極小。
實(shí)際運(yùn)用時(shí)，測(cè)量眼圖張度是十分困難的，因而難以確定特定頻率分量強(qiáng)度是否真的在眼圖張度內(nèi)變成極小。因此，所要達(dá)到的控制可能難于實(shí)現(xiàn)。
因而，參看例如圖1和2，像OTDM或NRZ信號(hào)那樣的光信號(hào)，可以描述為有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰。于是，可以控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線的兩個(gè)最高峰之間基本上成為極小，正如在圖1和2中畫(huà)出那樣。
圖11至14是曲線圖，畫(huà)出模擬的結(jié)果，曲線表示發(fā)射光功率分別為0,+5,+10,+13dBm的40Gb/s OTDM信號(hào)沿50km長(zhǎng)SMF傳輸時(shí)，其40GHz分量和眼圖張度對(duì)總色散(色散補(bǔ)償后)的關(guān)系。
正如可從圖1及圖11至14看到，40GHz分量強(qiáng)度為極小的總色散與眼圖張度為極大的總色散，這兩個(gè)總色散僅在小信號(hào)光功率(-5dBm)線性傳輸情形下才重合。隨著信號(hào)光功率的增加，非線性效應(yīng)變得更大，兩個(gè)總色散間的位移也隨著增大，因此利用上面的控制方法難以?xún)?yōu)化色散補(bǔ)償量。
圖15是曲線圖，表示40Gb/s OTDM信號(hào)在50km的SMF中傳輸時(shí)，眼圖張度為最大的總色散量和40GHz分量為極小的總色散量作為發(fā)射的光功率的函數(shù)關(guān)系。如圖15所示，40GHz分量為極小的總色散量不依賴(lài)于發(fā)射的光功率，而恒保持在0ps/nm，但眼圖張度為最大的總色散量隨發(fā)射光功率的增大而沿正色散側(cè)增加。
圖16是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的框圖?，F(xiàn)參看圖16，從光發(fā)射機(jī)30發(fā)出的40Gb/s OTDM信號(hào)通過(guò)光傳輸線(SMF)32，又經(jīng)可變色散補(bǔ)償器34和35進(jìn)入光接收機(jī)36。輸入光接收機(jī)36的光信號(hào)的一部分，被位于可變色散補(bǔ)償器34和35之間的光耦合器38分離出來(lái)，并用光檢測(cè)器40轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。用一個(gè)中心頻率為40GHz的帶通濾波器42從光檢測(cè)器40的輸出中提取40GHz分量，此分量的強(qiáng)度用強(qiáng)度檢測(cè)器44檢測(cè)。補(bǔ)償量控制器46控制可變色散補(bǔ)償器34的補(bǔ)償量，對(duì)RZ信號(hào)，通過(guò)控制要把40GHz分量帶向極大，而對(duì)OTDM或NRZ波形，通過(guò)控制要把40GHz分量帶向極小。對(duì)用兩個(gè)20Gb/s RZ信號(hào)多路復(fù)用而成的OTDM信號(hào)，可以用把20GHz分量帶向極大來(lái)代替把40GHz分量帶向極小。
補(bǔ)償量控制器47利用光輸出功率的監(jiān)測(cè)信號(hào)，或利用自動(dòng)電平控制(ALC)的控制信號(hào)來(lái)檢測(cè)光信號(hào)的功率，通常自動(dòng)電平控制安裝在發(fā)射端的光學(xué)后置放大器31內(nèi)；如果是OTDM信號(hào)，要參照?qǐng)D15所示關(guān)系，確定非線性效應(yīng)引起的位移量，并把此位移量置入可變色散補(bǔ)償器35。這樣做是把與當(dāng)前光功率相適應(yīng)的最佳色散量，在光信號(hào)進(jìn)入光接收機(jī)36之前，添加到已被可變色散補(bǔ)償器34調(diào)控成零色散的光信號(hào)中。為了檢測(cè)光信號(hào)功率，可從光學(xué)后置放大器31的輸出中分出一部分，供光電二極管檢測(cè)。
因此，按照本發(fā)明的實(shí)施例，例如像在圖16所闡明的，本發(fā)明涉及一種方法和裝置，它(a)確定光傳輸線上與經(jīng)此光傳輸線傳送的光信號(hào)功率相對(duì)應(yīng)的最佳總色散量；(b)控制光傳輸線的色散，使總色散沿著光傳輸線直至某特定點(diǎn)都近似變成零；(c)在光傳輸線上添加色散，以獲得確定好的最佳總色散。添加色散時(shí)，可以在光傳輸線特定點(diǎn)的下行方向一點(diǎn)添加色散。
圖17至20是曲線圖，畫(huà)出對(duì)NRZ信號(hào)的模擬結(jié)果，這些圖分別表示當(dāng)發(fā)射光功率為0,+5,+10),+13dBm的40Gb/s NRZ信號(hào)沿50km長(zhǎng)的SMF傳輸時(shí)，其40GHz分量和眼圖張度對(duì)總色散量(色散補(bǔ)償后)的關(guān)系。從圖2及圖17至20可以看到，眼圖張度最大的總色散量隨傳輸光功率的增加而向正色散一側(cè)增大。這一特性與OTDM信號(hào)相同。
但是，其40GHz分量強(qiáng)度相對(duì)于總色散量的變化方式與OTDM信號(hào)不同，更具體說(shuō)，對(duì)OTDM信號(hào)，總色散量為零時(shí)，40GHz分量強(qiáng)度總是極小，與傳送的光功率無(wú)關(guān)。反之，對(duì)NRZ信號(hào)，在線性傳輸情形下，總色散為零時(shí)，40GHz分量強(qiáng)度為極小(=0)，但隨著傳送光功率的增大，零總色散的40GHz分量也增大。因此，與OTDM信號(hào)不同，不能用把40GHz分量帶向零總色散處的極小這種方式來(lái)控制可變色散補(bǔ)償器34。不過(guò)，對(duì)40Gb/s NRZ信號(hào)，因?yàn)樵?60ps/nm和-60ps/nm上達(dá)到極大，與傳輸?shù)墓β薀o(wú)關(guān)，因而，可以通過(guò)定出兩極大間的中點(diǎn)的辦法，調(diào)控可變色散補(bǔ)償器34，把總色散量變成零。此外，可變色散補(bǔ)償器35則按傳輸光功率來(lái)調(diào)控，其調(diào)控方法與對(duì)OTDM信號(hào)相同。
圖16中的光發(fā)射機(jī)30和光接收機(jī)36的具體例子分別畫(huà)在圖21和22上。在圖21的光發(fā)射機(jī)30中，圖5所畫(huà)的OTDM調(diào)制器10被用作光調(diào)制器，以產(chǎn)生光信號(hào)。圖5所示OTDM調(diào)制器10在圖21中用相同的參考數(shù)字表示圖5中相同的元件。
在圖21中，并行輸入的兩個(gè)10Gb/s數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)并行/串行轉(zhuǎn)換器70轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)20Gb/s NRZ信號(hào)。這個(gè)20Gb/s NRZ信號(hào)被送進(jìn)驅(qū)動(dòng)器72，得到20Gb/s驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)光調(diào)制器20。每個(gè)光調(diào)制器20的輸出(20Gb/s RZ光信號(hào))用相位調(diào)整器22調(diào)整其相位(移相后，光的相位差變成180°)，之后，調(diào)整了的信號(hào)用光學(xué)多路復(fù)用器24(光耦合器)合成在一起，得到一個(gè)40Gb/s NRZ格式的光信號(hào)，然后通過(guò)光學(xué)后置放大器74把這個(gè)光信號(hào)送進(jìn)傳輸線。圖23畫(huà)出這類(lèi)光發(fā)射機(jī)的詳細(xì)電路框圖。
在圖22的光接收機(jī)中，40Gb/s光信號(hào)經(jīng)光學(xué)前置放大器33，可變色散補(bǔ)償器34，分束器38，可變色散補(bǔ)償器35，然后送進(jìn)光學(xué)DE-MUX(多路分解器)78。
圖24是個(gè)框圖，畫(huà)出與偏振無(wú)關(guān)的光學(xué)DEMUX78。在接收端的光學(xué)DEMUX最好選用與偏振無(wú)關(guān)的。為此，經(jīng)光纖傳輸后的40Gb/s OTDM信號(hào)，首先被第一級(jí)內(nèi)的正交波導(dǎo)偏振分束器80按偏振分解為T(mén)E和TM分量。這里，跨疊的長(zhǎng)度是優(yōu)化了的，以便獲得20dB或更大的偏振消光比。其次，利用被20GHz正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)的1×2開(kāi)關(guān)84，把每個(gè)模式作光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用而成為20Gb/s的光學(xué)RZ信號(hào)。此時(shí)，每個(gè)1×2開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出都成互補(bǔ)關(guān)系。但是，一般說(shuō)來(lái)，在LN開(kāi)關(guān)(調(diào)制器)中，TM模的調(diào)制效率高于TE模。因此，在所畫(huà)的器件內(nèi)，經(jīng)偏振分解后的TE模光，被半波片82轉(zhuǎn)換成TM模光，然后TM模光被光學(xué)多路分解。在最后一級(jí)，用兩個(gè)偏振光束合成器把相同的比特序列合成起來(lái)。這里，如果把相同TM模的光束合成起來(lái)，會(huì)發(fā)生光束干涉，就像前面描述OTDM調(diào)制器的情形。因此，1×2開(kāi)關(guān)84不進(jìn)行TE/TM模的轉(zhuǎn)換，在其后是進(jìn)行TM/TE模轉(zhuǎn)換的半波片88，之后，正交偏振分量的功率被合成。
再參看圖22，從光學(xué)DEMUX78得到的兩個(gè)20Gb/s RZ光信號(hào)，每一個(gè)都送進(jìn)一個(gè)光電二極管90，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，此電信號(hào)然后被前置放大器92放大并被均衡放大器94整形。整形后的信號(hào)被串行/并行轉(zhuǎn)換器96重又構(gòu)成原先的10Gb/s NRZ信號(hào)。之后，數(shù)據(jù)被一個(gè)10Gb/s的鑒別器(未畫(huà)出)再產(chǎn)生。光接收機(jī)36的詳細(xì)電路框圖，畫(huà)到光學(xué)多路分解器部分，示于圖25。
下面將描述可變色散補(bǔ)償器34和35的一個(gè)實(shí)例。請(qǐng)見(jiàn)M.M.Ohn et al.,”Tunable fiber grating dispersion using a piezoelectricstack”,OFC’97 Technical Digest,WJ3,pp.155-156，此文收入在這里以供參考。
更具體說(shuō)，圖26按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出可變色散補(bǔ)償器的示意圖，它可以是色散補(bǔ)償器34或35。圖27按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出加在圖26色散補(bǔ)償器內(nèi)各段的電壓V1至V21的圖譜A至D。圖28按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖27中電壓圖譜A至D的色散值曲線。
如圖26所示，二十一段線性調(diào)頻光柵90的每一段都粘結(jié)一片壓電元件92。當(dāng)電壓V1至V21按圖27所示梯度加在各個(gè)壓電元件上時(shí)，沿光柵90的縱向所加壓力便發(fā)生變化，對(duì)圖27所示的電壓圖譜A至D，色散值(直線斜率)的改變?nèi)鐖D28所示。這里，如果所加電壓圖譜介乎A至D之間，那么色散值便能連續(xù)地改變。
圖29按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出補(bǔ)償量控制器的一個(gè)例子的示意圖?，F(xiàn)參看圖29,40GHz頻率分量的張度值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器94作A/D轉(zhuǎn)換，之后作為數(shù)字信號(hào)送進(jìn)MPU 96。MPU96比較當(dāng)前強(qiáng)度值Ic與先前接收并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器98內(nèi)的強(qiáng)度值Ip，檢查并確定當(dāng)前色散量與40GHz強(qiáng)度的關(guān)系是在圖2的X斜線上還是在Y斜線上。就是說(shuō)，當(dāng)在X斜線上時(shí)，如果減小可變色散補(bǔ)償器34的色散量，則色散量將趨于零(點(diǎn)Z)。當(dāng)在Y斜線上時(shí)，如果增大可變色散補(bǔ)償器34的色散量，則色散量將趨于零。因此，當(dāng)Ic＞Ip，便認(rèn)為該關(guān)系是在X斜線上，于是調(diào)控加在可變色散補(bǔ)償器34的電壓，以獲得使色散量減小的電壓值V1至V21，這些要加到各個(gè)壓電元件的電壓，每一個(gè)都通過(guò)帶鎖存器的D/A轉(zhuǎn)換器100送出去。
反之，當(dāng)Ic＜Ip，便認(rèn)為該關(guān)系是在Y斜線上，于是得到使色散量增大的電壓值V1至V21，以控制加到可變色散補(bǔ)償器34上的電壓。
這里，為了得到V1至V21各個(gè)值，圖27和28的數(shù)據(jù)(代表色散量與V1至V21關(guān)系的數(shù)據(jù))和圖2的數(shù)據(jù)(代表40GHz分量強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的數(shù)據(jù))要事先存入存儲(chǔ)器內(nèi)。然后，確定該關(guān)系是在圖2中的X斜線上還是在Y斜線上，并且當(dāng)前色散量也從圖2的數(shù)據(jù)獲得。再下面，是從當(dāng)前色散量Ic確定可變色散補(bǔ)償器34必須補(bǔ)償?shù)纳⒘縄c＇，以便把色散量減小至零即至點(diǎn)Z。就是說(shuō)，定出Ic＇，使Ic+Ic＇=0。
用這種方法一旦定出Ic＇，為得到Ic＇而應(yīng)加到可變色散補(bǔ)償器34上的V1至V21，可根據(jù)圖27和28的數(shù)據(jù)確定。
現(xiàn)參看圖16，補(bǔ)償量控制器47在內(nèi)部保存有圖15的光信號(hào)與最佳總色散量關(guān)系的數(shù)據(jù)，以及加到可變色散補(bǔ)償器的電壓圖譜與色散值關(guān)系的數(shù)據(jù)。依據(jù)光學(xué)后置放大器31輸出端的光信號(hào)功率數(shù)值，補(bǔ)償量控制器47首先確定此時(shí)最佳的總色散量數(shù)值，然后確定相應(yīng)的加到可變色散補(bǔ)償器35上的電壓V1至V21。
圖30按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖16自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的一種改型的示意圖。現(xiàn)參看圖30，圖16系統(tǒng)中的可變色散補(bǔ)償器34被安裝在光發(fā)射機(jī)30上的可變波長(zhǎng)光源48所代替，而光傳輸線32的色散量則通過(guò)信號(hào)光波長(zhǎng)控制器50調(diào)控信號(hào)光波長(zhǎng)來(lái)控制。
圖31按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖16自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的另一種改型的示意圖?，F(xiàn)參看圖31，從接收端上光學(xué)前置放大器33來(lái)的，而不是從發(fā)射端上光學(xué)后置放大器31來(lái)的控制信號(hào)或監(jiān)測(cè)信號(hào)，被用作光信號(hào)功率檢測(cè)的信號(hào)。至于其他方面，則與圖16系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同。在圖31的系統(tǒng)中，也可以像圖30的系統(tǒng)那樣，用可變波長(zhǎng)光源48控制信號(hào)光波長(zhǎng)來(lái)代替可變色散補(bǔ)償器34的控制。
圖32按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的示意圖?，F(xiàn)參看圖32，在系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)，首先令信號(hào)光功率足夠低，使不致產(chǎn)生非線性效應(yīng)，然后在這種條件下，通過(guò)由光檢測(cè)器40，帶通濾波器42，強(qiáng)度檢測(cè)器44，補(bǔ)償量控制器46，可變色散補(bǔ)償器34組成的環(huán)路，控制總色散量使之為零。
在系統(tǒng)工作時(shí)，補(bǔ)償量控制器47從光功率的數(shù)值確定非線性效應(yīng)引起的最佳色散值的位移量，然后，令可變色散補(bǔ)償器34的色散值改變相同的量。
圖33按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例畫(huà)出的曲線圖，用于說(shuō)明圖32自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)的改型。更具體地說(shuō)，圖14所示關(guān)系重新畫(huà)在圖33上。
從圖33可見(jiàn)，如果把總色散量限定在某一范圍之內(nèi)，那么總色散量能從40GHz的強(qiáng)度唯一地確定。因此在圖32中，系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)令總色散量為零，之后，可以進(jìn)行控制，把40GHz強(qiáng)度帶向與最佳值相應(yīng)的數(shù)值，以便把總色散量設(shè)置在最佳值，總色散量的最佳值是在系統(tǒng)工作時(shí)由信號(hào)光功率決定的。例如，當(dāng)信號(hào)光功率是+13dBm時(shí)，從圖15所示關(guān)系得到最佳總色散量是40ps/nm。因此，控制是把40GHz強(qiáng)度帶到圖33中A點(diǎn)的數(shù)值。
圖34按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫(huà)出圖32自動(dòng)色散均衡系統(tǒng)一種改型的示意圖?，F(xiàn)參看圖34，系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)色散量的控制是用可變色散補(bǔ)償器34來(lái)執(zhí)行的，系統(tǒng)工作時(shí)的控制則用可變色散補(bǔ)償器35來(lái)執(zhí)行。
在這種情形下，可變色散補(bǔ)償器35可以放置在發(fā)射端，如圖35所示。在此實(shí)施例中，由于可變色散補(bǔ)償器35可以放在光學(xué)后置放大器31的附近，無(wú)需進(jìn)行跨越傳輸線的遠(yuǎn)程控制，因此，系統(tǒng)的運(yùn)作可以簡(jiǎn)化。
在本發(fā)明上面各實(shí)施例里，可變色散補(bǔ)償器在再生中繼系統(tǒng)中都放置在接收端和發(fā)射端，但應(yīng)指出，在非再生式光放大中繼系統(tǒng)里，如果其結(jié)構(gòu)也把可變色散補(bǔ)償器放在光放大中繼器內(nèi)，那么仍可實(shí)行相同的控制控制方法。
按照本發(fā)明上面各個(gè)實(shí)施例，在采用可變色散補(bǔ)償器的超高速光傳輸系統(tǒng)中，可以根據(jù)傳送的光功率來(lái)優(yōu)化色散補(bǔ)償量。
因此，按照本發(fā)明上面各個(gè)實(shí)施例，提供一種在光纖傳輸線中控制色散的方法和裝置。更具體說(shuō)，要檢測(cè)經(jīng)傳輸線傳送的光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度。光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上還有相應(yīng)的眼圖張度?？刂苽鬏斁€的總色散量，使眼圖張度內(nèi)特定頻率分量強(qiáng)度基本上達(dá)到極小。結(jié)果，總色散也變?yōu)闃O小，如圖1和2所示。
而且，按照本發(fā)明上面各個(gè)實(shí)施例，經(jīng)傳輸線傳送的不同類(lèi)型的光信號(hào)都可以描述為有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，其上至少有兩個(gè)峰。于是，傳輸線的總色散量可以這樣來(lái)控制使特定頻率分量強(qiáng)度基本上成為強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩個(gè)最高峰間的極小，如圖1和2所示。
雖然令眼圖張度內(nèi)特定頻率分量的強(qiáng)度變?yōu)闃O小是較為可取的方法，但在有些情況中，簡(jiǎn)單地使強(qiáng)度保持在眼圖張度內(nèi)也是合適的。例如，在有些系統(tǒng)中，與眼圖張度內(nèi)的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的總色散，可以認(rèn)為相當(dāng)?shù)?。因此，參照?qǐng)D1和2，總色散的控制就是簡(jiǎn)單地把強(qiáng)度維持在眼圖張度內(nèi)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線的尖峰上。
因此，按照本發(fā)明的上面各實(shí)施例，檢測(cè)經(jīng)傳輸線傳輸?shù)墓庑盘?hào)的特定頻率分量強(qiáng)度。光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上有相應(yīng)的容許眼圖張度范圍。傳輸線色散量的控制是把特定頻率分量的強(qiáng)度維持在眼圖張度內(nèi)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線的尖峰上。
此外，代替控制色散而控制特定頻率分量的強(qiáng)度，可以簡(jiǎn)單地直接控制特定頻率分量的強(qiáng)度。例如，使測(cè)得的眼圖張度內(nèi)的強(qiáng)度基本上變?yōu)闃O小，就能控制強(qiáng)度。
還有，如前所述，眼圖張度往往難以測(cè)量。因此，可以控制特定頻率分量強(qiáng)度，使測(cè)得的強(qiáng)度基本上成為強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的極小。
按照本發(fā)明上面各個(gè)實(shí)施例，已經(jīng)能夠監(jiān)測(cè)和控制傳輸線上各種光信號(hào)的色散，光信號(hào)諸如NRZ和OTDM波形信號(hào)，這些信號(hào)的時(shí)鐘分量在零色散時(shí)為極小，并且能在不中斷系統(tǒng)工作的情況下，控制傳輸線的色散。
因此，按照本發(fā)明上面各個(gè)實(shí)施例，傳輸線色散控制是對(duì)光信號(hào)來(lái)說(shuō)的，此光信號(hào)的時(shí)鐘分分量強(qiáng)度在零色散時(shí)不會(huì)變成最大，如NRZ信號(hào)或OTDM信號(hào)，OTDM信號(hào)是多個(gè)尾部互相重疊的RZ信號(hào)時(shí)分多路復(fù)用后產(chǎn)生的。
因此，按照本發(fā)明的上述各實(shí)施例，傳送被數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)的傳輸線，其色散得到控制。更具體說(shuō)，從傳輸線傳送的光信號(hào)中檢測(cè)特定頻率分量的強(qiáng)度。控制傳輸線的總色散量，使測(cè)得的特定頻率分量強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)變成極小。
還有，按照本發(fā)明上述各個(gè)實(shí)施例，提供一種方法和裝置，用于檢測(cè)傳送被數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制的光信號(hào)的傳輸線的色散量。更具體說(shuō)，是檢測(cè)經(jīng)傳輸線傳送的光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度。傳輸線的總色散量從被檢測(cè)的特定頻率分量強(qiáng)度加以確定。
此外，按照本發(fā)明上述各個(gè)實(shí)施例，用光纖傳輸線傳送的是一個(gè)時(shí)分多路復(fù)用光信號(hào)，此光信號(hào)被n·m比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，而此n·m比特/秒數(shù)據(jù)信號(hào)是時(shí)分多路復(fù)用n個(gè)光信號(hào)得到的，n個(gè)光信號(hào)中每一個(gè)都被m比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)作幅度調(diào)制。從光纖傳輸線上接收的時(shí)分多路復(fù)用光信號(hào)中，提取n·m赫茲或m赫茲頻率分量。把光纖傳輸線內(nèi)的色散做成可變的，使提取的n·m赫茲或m赫茲頻率分量分別呈現(xiàn)極小值或極大值。
按照本發(fā)明上述各個(gè)實(shí)施例，要使特定頻率分量強(qiáng)度基本上變成極小。最好是令強(qiáng)度在真正的極小值上。但在實(shí)際中，常常很難使特定頻率分量強(qiáng)度完完全全地變成極小。因此，在大多數(shù)情形下，只要特定頻率分量強(qiáng)度大于或等于極小強(qiáng)度不超過(guò)或等于極小強(qiáng)度的120％，便可認(rèn)為基本上已是極小。更可取的是，把強(qiáng)度控制在大于或等于極小強(qiáng)度不超過(guò)或等于極小強(qiáng)度的110％。
雖然已經(jīng)畫(huà)出并描述了本發(fā)明少量幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但業(yè)內(nèi)人士很易明白，這些實(shí)施例可以作些改變而又不偏離本發(fā)明的原理和精神，本發(fā)明的原理和精神的范圍由權(quán)利要及其等效要求所規(guī)定。
權(quán)利要求
1．一種方法，它包含的步驟有確定與光信號(hào)功率相應(yīng)的光傳輸線的最佳總色散量，此光信號(hào)經(jīng)此光傳輸線傳送；控制光傳輸線的色散，使總色散沿光傳輸線直至某特定點(diǎn)變成近似于零；把色散添加到光傳輸線，以獲得確定的最佳總色散量。
2．按權(quán)利要求1的方法，其中添加色散步驟中，色散是在特定點(diǎn)下行方向上的一點(diǎn)加進(jìn)光傳輸線。
3．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟色括的步驟有檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩個(gè)最高峰間基本上變?yōu)闃O小。
4．按權(quán)利要求3的方法，其中的光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
5．按權(quán)利要求4的方法，其中光信號(hào)是一個(gè)不歸零(NRZ)信號(hào)。
6．近權(quán)利要求3的方法，其中特定頻率分分量與光信號(hào)的比特率相對(duì)應(yīng)。
7．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟是一組過(guò)程之一，一組過(guò)程包括第一過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)特定頻率分量強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳轉(zhuǎn)線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上變成極小，及第二過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)特定頻率分量強(qiáng)度，及使測(cè)得的特定頻率分量強(qiáng)度變成極大。
8．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟使光信號(hào)中特定頻率分量強(qiáng)度變?yōu)闃O大。
9．按權(quán)利要求8的方法，其中光信號(hào)是一個(gè)歸零(RZ)信號(hào)。
10．按權(quán)利要求1的方法，其中光信號(hào)是信號(hào)組中一種信號(hào)，信號(hào)組包括不歸零(NRZ)信號(hào)，歸零(RZ)信號(hào)，光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)，當(dāng)光信號(hào)是NRZ信號(hào)或OTDM信號(hào)時(shí)，控制制色散的步驟包括檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本變成極小，及當(dāng)光信號(hào)是RZ信號(hào)時(shí)，控制色散的步驟包括檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，及使測(cè)得的特定頻率分量強(qiáng)度成為極大。
11．按權(quán)利要求3的方法，其中特定頻率分量強(qiáng)度是在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)變成極小
12．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟包括下面一些步驟檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度；及控制傳輸線的總色散，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)。
13．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟包括下面一些步驟檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，上面附有相應(yīng)的眼圖張度；及控制光傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)變?yōu)闃O小。
14．按權(quán)利要求13的方法，其中光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
15．按權(quán)利要求13的方法，其中光信號(hào)是下面信號(hào)組中一種信號(hào)，信號(hào)組包括不歸零信號(hào)和光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)。
16．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟包括下面一些步驟檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，此曲線在眼圖張度范圍之內(nèi)；及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度維持在眼圖張度范圍內(nèi)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線的尖峰上。
17．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟，是通過(guò)控制位于特定點(diǎn)上行方向的可變色散補(bǔ)償器的色散值，實(shí)現(xiàn)光傳輸線內(nèi)色散的控制。
18．按權(quán)利要求1的方法，其中控制色散的步驟，是通過(guò)控制光信號(hào)的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)光傳輸線內(nèi)色散的控制。
19．按權(quán)利要求1的方法，其中的確定步驟，是確定與放大器的輸出相一致的最佳量，放大器把光信號(hào)放大，以便經(jīng)光傳輸線傳輸。
20．按權(quán)利要求1的方法，其中的確定步驟，是確定與放大器的輸出相一致的最佳量，放大器把光信號(hào)放大，以便從光傳輸線接收。
21．一種裝置，它包括色散確定器件，由它確定與光信號(hào)功率相對(duì)應(yīng)的光傳輸線最佳總色散量，光信號(hào)經(jīng)此光傳輸線傳送；第一色散控制器，它控制光傳輸線的色散，使總色散沿光傳輸線直至一特定點(diǎn)變成近似于零；及第二色散控制器，它把色散加進(jìn)光傳輸線，以獲得所確定的最佳總色散量。
22．按權(quán)利要求21的裝置，其中第二色散控制器在特定點(diǎn)的下行方向一點(diǎn)上，把色散加進(jìn)光傳輸線。
23．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上變?yōu)闃O小。
24．按權(quán)利要求23的裝置，其中的光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
25．按權(quán)利要求24的裝置，其中的光信號(hào)是不歸零(NRZ)信號(hào)。
26．按權(quán)利要求23的裝置，其中特定頻率分量相應(yīng)于光信號(hào)的比特率。
27．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器執(zhí)行下面一組過(guò)程中的一種過(guò)程，第一過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)強(qiáng)度對(duì)總色散特性曲線上兩最高峰間基本變?yōu)闃O小，第二過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)特定頻率分量的強(qiáng)度，使所檢測(cè)的特定頻率分量強(qiáng)度變成極大。
28．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器使光信號(hào)中特定頻率分量強(qiáng)度成為極大。
29．按權(quán)利要求28的裝置，其中的光信號(hào)是歸零(RZ)信號(hào)。
30．按權(quán)利要求21的裝置，其中光信號(hào)是下面一組信號(hào)中的一種信號(hào)，這組信號(hào)包括不歸零(NRZ)信號(hào)，歸零(RZ)信號(hào)，和光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)。當(dāng)光信號(hào)是NRZ信號(hào)或OTDM信號(hào)時(shí)，第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散特性曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上成為極小，及當(dāng)光信號(hào)是RZ信號(hào)時(shí)，第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)的特定頻率分量的強(qiáng)度，及使所檢測(cè)的特定頻率分量強(qiáng)度成為極大。
31．按權(quán)利要求23的裝置，其中特定頻率分量的強(qiáng)度是在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)處成為極小。
32．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度是在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)。
33．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，其上附有相應(yīng)的眼圖張度，及控制光傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)成為極小。
34．按權(quán)利要求33的裝置，其中光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
35．按權(quán)利要求33的裝置，其中光信號(hào)是一組光信號(hào)中的一種，此組光信號(hào)包括不歸零信號(hào)和光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)。
36．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，還帶相應(yīng)的眼圖張度范圍，及控制傳輸線的總色散量，把特定頻率分量的強(qiáng)度維持在眼圖張度范圍內(nèi)強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線的尖峰上。
37．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器包括色散補(bǔ)償器，它有可變的色散值，放在特定點(diǎn)上行方向上，第一色散控制制器通過(guò)控制可變色散補(bǔ)償器的可變色散值，實(shí)現(xiàn)光傳輸線色散的控制。
38．按權(quán)利要求21的裝置，其中第一色散控制器通過(guò)控制光信號(hào)的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)光傳輸線色散的控制。
39．按權(quán)利要求21的裝置，其中的色散確定器件確定與放大器輸出一致的最佳量，放大器把光信號(hào)放大，以便經(jīng)光傳輸線傳輸。
40．按權(quán)利要求21的裝置，其中色散確定器件確定與放大器輸出一致的最佳量，放大器把光信號(hào)放大，以便從光傳輸線接收。
41．一種控制有光信號(hào)在其中傳送的光傳輸線色散的方法，方法包括的步驟有把光信號(hào)功率設(shè)置在第一個(gè)值，這個(gè)值基本上不會(huì)在光傳輸線中產(chǎn)生非線性效應(yīng)；控制光傳輸線的總色散量，使之近似為零；改變光信號(hào)功率到第二個(gè)值，第二個(gè)值不同于第一個(gè)值；確定與第二個(gè)值上的光信號(hào)功率相應(yīng)的光傳輸線總色散量；及把色散加進(jìn)光傳輸線，以獲得所確定的最佳色散量。
42．按權(quán)利要求41的方法，其中光傳輸線是光通信系統(tǒng)的一部分，設(shè)定在第一值上的光信號(hào)功率與光通信系統(tǒng)啟動(dòng)前的一段時(shí)間相符，及設(shè)定在第二值上的光信號(hào)功率與光通信系統(tǒng)工作時(shí)的一段時(shí)間相符。
43．按權(quán)利要求41的方法，其中第二個(gè)值表明比第一個(gè)值更高的光信號(hào)功率。
44．一種控制有光信號(hào)在其中傳送的光傳輸線色散的方法，方法包括的步驟有把光信號(hào)功率設(shè)定在不會(huì)在光傳輸線內(nèi)產(chǎn)生非線性效應(yīng)的一個(gè)值上；與功率被設(shè)定在所述值上的同時(shí)，控制光傳輸線的總色散量，使之近似為零；增加光信號(hào)功率；及把色散加進(jìn)光傳輸線，以獲得與光信號(hào)功率增加后相應(yīng)的最佳色散量。
45．按權(quán)利要求44的方法，其中的控制步驟包括步驟檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上變?yōu)闃O小。
46．按權(quán)利要求45的方法，其中光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
47．按權(quán)利要求46的方法，其中光信號(hào)是不歸零(NRZ)信號(hào)。
48．按權(quán)利要求45的方法，其中特定頻率分量相應(yīng)于光信號(hào)的比特率。
49．按權(quán)利要求44的方法，其中的控制步驟包括下面一組過(guò)程中的一種，一組過(guò)程包括第一過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上成為極??；及第二過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，及使波檢測(cè)的特定頻率分量強(qiáng)度成為極大。
50．按權(quán)利要求44的方法，其中的控制步驟使光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度成為極大。
51．按權(quán)利要求50的方法，其中光信號(hào)是歸零(RZ)信號(hào)。
52．按權(quán)利要求44的方法，其中光信號(hào)是一組信號(hào)中的一種信號(hào)，這組信號(hào)包括不歸零(NRZ)信號(hào)，歸零(RZ)信號(hào)，光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)，當(dāng)光信號(hào)是NRZ信號(hào)或OTDM信號(hào)時(shí)，控制的步驟包括檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上成為極小，及當(dāng)光信號(hào)是RZ信號(hào)時(shí)，控制的步驟包括檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度；及使被檢測(cè)的特定頻率分量的強(qiáng)度成為極大。
53．按權(quán)利要求45的方法，其中使特定頻率分量強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)處成為極小。
54．按權(quán)利要求44的方法，其中的控制步驟包括的步驟為檢測(cè)光信號(hào)的特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰；及控制傳輸線的總色散，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)處。
55．按權(quán)利要求44的方法，其中控制的步驟包括步驟檢測(cè)光信號(hào)的特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，其上附有相應(yīng)的眼圖張度；及控制光傳輸線的總色散，使特定頻率分量強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)基本上成為極小。
56．按權(quán)利要求55的方法，其中的光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
57．按權(quán)利要求55的方法，其中光信號(hào)是一組信號(hào)中的一種信號(hào)，這組信號(hào)包括不歸零信號(hào)和光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)。
58．按權(quán)利要求44的方法，其中的控制步驟包括的步驟有檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，其上有相應(yīng)的眼圖張度范圍；及控制傳輸線的總色散量，把特定頻率分量的強(qiáng)度維持在眼圖張度范圍內(nèi)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上的尖峰上。
59．按權(quán)利要求44的方法，在加進(jìn)色散的步驟之前，還包括步驟確定與放大器輸出相一致的最佳色散量，放大器把光信號(hào)放大，以便通過(guò)光傳輸線傳輸。
60．按權(quán)利要求44的方法，在加進(jìn)色散的步驟之前，還包括步驟確定與放大器輸出相一致的最佳色散量，放大器把光信號(hào)放大，以便從光傳輸線中接收。
61．按權(quán)利要求45的方法，其中加進(jìn)色散的步驟是通過(guò)控制量把色散加進(jìn)光傳輸線，從而把特定頻率分量強(qiáng)度帶至與最佳色散量對(duì)應(yīng)的數(shù)值。
62．按權(quán)利要求44的方法，其中兩個(gè)步驟使用單獨(dú)一個(gè)可變色散補(bǔ)償器，這兩個(gè)步驟是控制總色散量的控制步驟和加進(jìn)色散量的加進(jìn)步驟。
63．按權(quán)利要求44的方法，其中第一色散補(bǔ)償器被控制步驟用來(lái)控制總色散量，第二色散補(bǔ)償器被加進(jìn)步驟用來(lái)加進(jìn)色散。
64．按權(quán)利要求63的方法，其中第一色散補(bǔ)償器放在一組端點(diǎn)中的一個(gè)端點(diǎn)上，這組端點(diǎn)包括光傳輸線的發(fā)射端和光傳輸線的接收端，及第二色散補(bǔ)償器則在這組端點(diǎn)中的另一個(gè)端點(diǎn)上，這組端點(diǎn)包括光傳輸線的發(fā)射端和光傳輸線的接收端。
65．一種裝置，用于控制其上有光信號(hào)傳送的光傳輸線的色散，它包括功率置值器件，它把光信號(hào)功率設(shè)定在基本上不會(huì)在光傳輸線中產(chǎn)生非線性效應(yīng)的數(shù)值上；第一色散控制器，它在功率設(shè)定在所述數(shù)值時(shí)，控制光傳輸線的總色散量，使之近似為零；增加功率的器件，它增加光信號(hào)的功率；及第二色散控制器，它把色散加進(jìn)光傳輸線，以獲得與增加后的光信號(hào)功率相應(yīng)的最佳色散量。
66．按權(quán)利要求65的裝置，其中的第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上成為極小。
67．按權(quán)利要求66的裝置，其中的光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
68．按權(quán)利要求67的裝置，其中的光信號(hào)是不歸零(NRZ)信號(hào)。
69．按權(quán)利要求66的裝置，其中特定頻率分量相應(yīng)于光信號(hào)的比特率。
70．按權(quán)利要求65的裝置，其中第一色散控制器執(zhí)行一組過(guò)程中的一種過(guò)程，這組過(guò)程包括第一過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上成為極小，及第二過(guò)程檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，及使被檢測(cè)的特定頻率分量強(qiáng)度成為極大。
71．按權(quán)利要求65的裝置，其中第一色散控制器使光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度成為極大。
72．按權(quán)利要求71的裝置，其中的光信號(hào)是歸零(RZ)信號(hào)。
73．按權(quán)利要求65的裝置，其中光信號(hào)是一組信號(hào)中的一種信號(hào)，這組信號(hào)包括不歸零(NRZ)信號(hào)，歸零(RZ)信號(hào)，光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)，當(dāng)光信號(hào)是NRZ信號(hào)或OTDM信號(hào)時(shí)，第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間基本上成為極小，及當(dāng)光信號(hào)是RZ信號(hào)時(shí)，第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，及使被檢測(cè)的特定頻率分量的強(qiáng)度成為極大。
74．按權(quán)利要求66的裝置，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間中點(diǎn)處成為極小。
75．按權(quán)利要求65的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，曲線上至少有兩個(gè)峰，及控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度落在光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上兩最高峰間的中點(diǎn)。
76．按權(quán)利要求65的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，并附有相應(yīng)的眼圖張度，及控制光傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度內(nèi)基本上成為極小。
77．按權(quán)利要求76的裝置，其中的光信號(hào)被比特率為B比特/秒的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，特定頻率分量是光信號(hào)的B赫茲分量。
78．按權(quán)利要求76的裝置，其中光信號(hào)是一組信號(hào)中的一種信號(hào)，這組信號(hào)包括不歸零信號(hào)和光學(xué)時(shí)分多路復(fù)用(OTDM)信號(hào)。
79．按權(quán)利要求65的裝置，其中第一色散控制器檢測(cè)光信號(hào)中特定頻率分量的強(qiáng)度，光信號(hào)有一條強(qiáng)度對(duì)總色散的特征曲線，并附有相應(yīng)的眼圖張度范圍，及控制傳輸線的總色散量，把特定頻率分量的強(qiáng)度維持在眼圖張度范圍內(nèi)的強(qiáng)度對(duì)總色散特征曲線上的尖峰上。
80．按權(quán)利要求65的裝置還包括確定最佳量的器件，它根據(jù)放大器的輸出確定最佳色散量，放大器把光信號(hào)放大，以便經(jīng)光傳輸線傳輸。
81．按權(quán)利要求65的裝置，還包括確定最佳量的器件，它根據(jù)放大器的輸出確定最佳色散量，放大器把光信號(hào)放大，以便從傳輸線接收。
82．按權(quán)利要求66的裝置，其中第二色散控制器通過(guò)控制色散量，把色散加進(jìn)光傳輸線，從而把特定頻率分量的強(qiáng)度帶至與最佳色散量相應(yīng)的值。
83．按權(quán)利要求65的裝置，還包括單一的一個(gè)可變色散補(bǔ)償器，供第一色散控制器用來(lái)控制總色散量，同時(shí)供第二色散控制器用來(lái)添加色散。
84．按權(quán)利要求65的裝置，其中第一色散控制器含有用于控制總色散量的色散補(bǔ)償器，及第二色散控制器含有用于添加色散的色散補(bǔ)償器。
85．按權(quán)利要求84的裝置，其中第一色散控制器的色散補(bǔ)償器位于一組端點(diǎn)中的一個(gè)端點(diǎn)，這組端點(diǎn)包括光傳輸線的發(fā)送端和光傳輸線的接收端，及第二色散控制器的色散補(bǔ)償器位于一組端點(diǎn)中的另一個(gè)端點(diǎn)，這組端點(diǎn)包括光傳輸線的發(fā)送端和光傳輸線的接收端。
全文摘要
在光纖傳輸線中優(yōu)化色散的方法及裝置。此方法及裝置(a)確定與光信號(hào)功率相應(yīng)的光傳輸線最佳總色散,此光信號(hào)是通過(guò)光傳輸線傳送的;(b)控制光傳輸線的色散,使總色散沿著光傳輸線直至一特定點(diǎn)都變成近似于零;(c)在特定點(diǎn)下行方向,把色散加進(jìn)光傳輸線,以獲得確定了的最佳總色散量。上面(b)點(diǎn)對(duì)色散的控制,可以用多種不同方法實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04B10/02GK1211118SQ9810870
公開(kāi)日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月11日
發(fā)明者石川丈二, 大井寬己, 桑田直樹(shù) 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社