專利名稱：光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光傳輸系統(tǒng)，更具體地，涉及一種基于雙二進制光傳輸技術(shù)傳輸載波抑制歸零碼(RZ)信號的光傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
密集波分復用(DWDM)光傳輸系統(tǒng)是一種有用的傳輸系統(tǒng)，目前應用于超高速因特網(wǎng)網(wǎng)絡，該系統(tǒng)利用多個波長通過一根光纖進行光傳輸，從而增加了傳輸效率。結(jié)果，DWDM可以傳輸大量的光信號，而不影響傳輸速度，從而增加了傳輸容量。在利用非歸零碼(NRZ)的傳統(tǒng)光強度調(diào)制方法的情況下，由于數(shù)據(jù)業(yè)務的急劇增加以及對于高于40Gbps的高速數(shù)據(jù)傳輸增長的需求，產(chǎn)生了根本的信道間干擾和失真，使其難以在信道間隔小于500GHz的情況下增加傳輸容量。在二進制信號的調(diào)制期間產(chǎn)生的傳統(tǒng)二進制NRZ傳輸信號的高頻分量及其直流(DC)頻率分量均引起了光纖介質(zhì)中的非線性效應和色散效應，限制了在高于10Gbps的高速傳輸中的傳輸距離。
最近發(fā)展起來的光雙二進制傳輸技術(shù)作為能夠克服由色散所引起的傳輸距離限制的引人注意的可替代光傳輸技術(shù)得到了人們的關(guān)注。此雙二進制傳輸技術(shù)的主要優(yōu)點在于傳輸譜帶寬小于普通二進制傳輸技術(shù)的傳輸譜帶寬。在存在這種色散限制的光傳輸系統(tǒng)中，傳輸距離與傳輸譜帶寬的平方成反比。換句話說，如果傳輸譜帶寬減少一半，傳輸距離增加四倍。此外，雙二進制傳輸譜的優(yōu)點在于因為抑制了載波頻率，其能夠克服由光纖中的受激布里淵散射所引起的對輸出光功率的限制。
此外，許多研究人員正在對載波抑制RZ傳輸技術(shù)進行大力的研究，在該技術(shù)中，抑制了二進制NRZ傳輸信號的直流頻率分量，從而抑制了在高于10Gbps的高速、中長距離傳輸中的非線性效應和色散效應。
圖1和圖2是示出了現(xiàn)有技術(shù)的雙二進制載波抑制RZ系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)的視圖。圖1示出了采用具有雙臂的Z-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德光強度調(diào)制器的RZ系統(tǒng)。圖2示出了采用具有單臂的X-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德光強度調(diào)制器的RZ系統(tǒng)。
如圖1和圖2所示，雙二進制載波抑制RZ(此后，稱為DCS-RZ)系統(tǒng)包括載波抑制RZ信號發(fā)生器10和雙二進制信號發(fā)生器20。在圖1和圖3中，參考數(shù)字30表示產(chǎn)生并輸出載波的激光光源。
載波抑制RZ信號發(fā)生器10通過向無啁啾光強度調(diào)制器11的輸入提供時鐘12代替NRZ數(shù)據(jù)而產(chǎn)生載波抑制信號，其中，時鐘12的比特率為2T，即，NRZ數(shù)據(jù)的比特率(1/T)的一半。
在雙二進制信號發(fā)生器20中，在通過差分前置編碼器21和電低通濾波器22之后，由調(diào)制器驅(qū)動器23對三電平的電信號進行放大，從而驅(qū)動馬赫-曾德(MZ)光調(diào)制器24。按照干涉型馬赫-曾德光強度調(diào)制器24的臂結(jié)構(gòu)，這種雙二進制信號發(fā)生器20可以分類為圖1所示的Z-cut結(jié)構(gòu)和圖2所示的X-cut結(jié)構(gòu)。
在具有雙臂的Z-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德光強度調(diào)制器的情況下，如圖1所示，兩個臂分別設置有電低通濾波器22和26以及驅(qū)動器放大器23和25，從而可以通過每個臂施加三電平信號。
在具有單臂的X-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德光強度調(diào)制器的情況下，如圖2所示，單臂設置有電低通濾波器22和驅(qū)動器放大器23，從而可以通過單臂施加三電平信號。
圖3A是描述了圖1和圖2的RZ系統(tǒng)的輸出信號的視圖，而圖3B是描述了圖3A中的輸出信號的光譜特性的視圖。如圖3B所示，從頻域的觀點來看，輸出調(diào)制信號的頻譜沒有載波頻率分量，而是由相對于載波頻率、分別具有較低和較高頻率的兩部分組成。
但是，現(xiàn)有技術(shù)的雙二進制載波抑制RZ(DCS-RZ)系統(tǒng)使用電低通濾波器產(chǎn)生三電平電信號，以便將載波抑制RZ信號轉(zhuǎn)換為雙二進制信號，因而，系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量依賴于低通濾波器的傳輸特性。此外，系統(tǒng)的傳輸特性依賴于偽隨機比特序列(PRBS)的長度而變化，從而，引起了系統(tǒng)中致命的問題。具體地，與27-1PRBS的情況相比，231-1情況下，系統(tǒng)余量急劇下降。一般地，在信號從0電平上升到1電平的斜率和信號從1電平下降為0電平的斜率之間存在差異。但是，在使用電低通濾波器的雙二進制光傳輸系統(tǒng)的情況下，部分具有不同斜率的信號被組合在一起，從0電平移位到1電平，以及從1電平移位到0電平，因而，其具有必然增加輸出波形的抖動的結(jié)構(gòu)缺陷。對于具有Z-cut或X-cut結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)也是如此，而且這種信號圖樣依賴性在實際的光傳輸期間，對系統(tǒng)余量設置了限制。
為了克服這些問題，提出了一種不使用電低通濾波器的結(jié)構(gòu)。圖4是示出了使用相位調(diào)制器和寬帶濾光器(wide bandpass filter)的雙二進制信號發(fā)生器的視圖。如圖4所示，此發(fā)生器包括前置編碼器21、調(diào)制器驅(qū)動器22和激光光源，與圖1和圖2的結(jié)構(gòu)相類似，但使用相位調(diào)制器28和寬帶濾光器29代替電低通濾波器，以便產(chǎn)生具有與圖1和圖2中的雙二進制信號發(fā)生器中的每一個的輸出信號相類似的特性的輸出信號。
此現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于能夠獲得一致的傳輸質(zhì)量，而與偽隨機比特序列的長度無關(guān)，但其問題在于必須使用并非廣泛使用的、高價的相位調(diào)制器，因而較為昂貴，從而降低了現(xiàn)有技術(shù)光傳輸系統(tǒng)的價格競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于雙二進制光傳輸技術(shù)傳輸載波抑制RZ信號的光傳輸系統(tǒng)，借此，偽隨機比特序列(PRBS)并不影響光傳輸特性。
本發(fā)明也提供了一種傳輸載波抑制RZ信號的光傳輸系統(tǒng)，借此，改進了高速、中長距離WDM傳輸?shù)姆蔷€性和色散特性，而不使用電低通濾波器。
此外，本發(fā)明提供了一種傳輸載波抑制RZ信號的光傳輸系統(tǒng)，其中，通過低價的馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器進行光強度/相位調(diào)制，避免使用高價的相位調(diào)制器。
因而，在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明是一種輸出雙二進制載波抑制RZ(歸零碼)信號的光傳輸系統(tǒng)，包括
光源，輸出光載波；雙二進制光信號發(fā)生器，接收NRZ(非歸零碼)信號，按照NRZ信號，將光載波調(diào)制成光信號，并輸出調(diào)制后的光信號；以及載波抑制RZ信號發(fā)生器，將NRZ信號轉(zhuǎn)換為與時鐘同步的RZ信號，其中，所述雙二進制光信號發(fā)生器包括代碼轉(zhuǎn)換器，將NRZ信號轉(zhuǎn)換為雙二進制信號；驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，接收雙二進制信號，并產(chǎn)生調(diào)制器驅(qū)動信號；馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器，接收調(diào)制器驅(qū)動信號，并輸出調(diào)制后的光信號，通過改變光載波的相位和對其光強度進行調(diào)制，獲得所述調(diào)制后的光信號；以及寬帶濾光器，具有預定的帶寬，從光強度調(diào)制器接收調(diào)制后的光信號，按照預定的帶寬對接收到的光信號進行濾光，并輸出雙二進制光信號。


圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)的雙二進制載波抑制RZ系統(tǒng)的一個示例性結(jié)構(gòu)；圖2描述了現(xiàn)有技術(shù)的雙二進制載波抑制RZ系統(tǒng)的另一示例性結(jié)構(gòu)；圖3A和圖3B分別描述了圖1和圖2中的結(jié)構(gòu)的輸出信號和光譜特性；圖4描述了使用相位調(diào)制器和寬帶濾光器的現(xiàn)有技術(shù)的雙二進制信號發(fā)生器的示例性結(jié)構(gòu)；圖5按照本發(fā)明的一個實施例描述了DCS-RZ系統(tǒng)的實施例；圖6A到圖6D按照本發(fā)明的實施例描述了DCS-RZ輸出信號的轉(zhuǎn)換過程；圖7A按照本發(fā)明的實施例描述了雙二進制光信號發(fā)生器調(diào)制操作的原理；圖7B按照本發(fā)明的實施例描述了雙二進制光信號發(fā)生器的輸出波形；以及圖8A和圖8B按照本發(fā)明的實施例描述了DCS-RZ結(jié)構(gòu)的輸出信號和光譜特性。
具體實施例方式
下面，將參照圖5到圖8，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。在附圖中，即使在不同的圖中示出，仍以相同的參考數(shù)字表示相同或相似的元件。在以下的描述中，當其是本發(fā)明的主題不清楚時，省略這里所并入的公知功能和結(jié)構(gòu)的詳細描述。
如圖5所示，按照本發(fā)明一個實施例，雙二進制載波抑制歸零碼(DCS-RZ)系統(tǒng)包括雙二進制信號發(fā)生器100和載波抑制RZ發(fā)生器200。在本發(fā)明的一個實施例中，分別將信號發(fā)生器100和RZ發(fā)生器200放置在前端和后端，但也可以調(diào)換它們的位置。
如圖5所示，雙二進制信號發(fā)生器100包括雙二進制前置編碼器101、驅(qū)動器放大器102、馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器103、輸出載波的激光光源30和寬帶濾光器104。前置編碼器101、驅(qū)動器放大器102和激光光源30的結(jié)構(gòu)和操作均與圖1到圖3中的相同。
本發(fā)明的特征在于在光強度調(diào)制器103的輸出設置了寬帶濾光器104，以便在光強度調(diào)制器103進行了光強度/相位調(diào)制之后，產(chǎn)生雙二進制光信號。在此結(jié)構(gòu)中，因為并不產(chǎn)生三電平信號，信號特性并不與PRBS的長度相關(guān)聯(lián)地退化。
參照圖5和圖6A到圖6D，向無啁啾馬赫-曾德干涉光強度調(diào)制器103提供從半導體激光器30產(chǎn)生的光信號(載波)。此馬赫-曾德調(diào)制器103可以具有Z-cut和X-cut結(jié)構(gòu)之一。由差分前置編碼器101對NRZ數(shù)據(jù)進行編碼，并提供給驅(qū)動器放大器102。在第一轉(zhuǎn)換步驟中，如圖6A中的曲線所示，與二進制數(shù)據(jù)0或1相對應的施加電壓為2Vπ，其中，偏置點對應于此調(diào)制器調(diào)制曲線的零點。在這種情況下，根據(jù)光強度調(diào)制曲線601，獲得如圖6A中的曲線603所示的調(diào)制后的輸出波形。因此，比特0或1并未經(jīng)歷強度調(diào)制，即，強度上沒有變化。但是，在調(diào)制過程中，參照電場曲線602，將比特0或1轉(zhuǎn)換為具有0或π相位差的相位信息。即，在解碼器輸出為0電平時，相位信息是‘π’，在輸出為1電平時，相位信息是‘0’。因此，將典型的干涉型光調(diào)制器用作相位調(diào)制器。
以這種方式，在由光強度調(diào)制器進行相位調(diào)制之后，光信號通過具有0.7/T帶寬的寬帶濾光器104(1/T是NRZ數(shù)據(jù)的比特率)。在此過程中，寬帶濾光器104用以執(zhí)行與圖1的傳統(tǒng)雙二進制發(fā)射機中的電低通濾波器26相同的操作。從而，通過寬帶濾光器104將光信號轉(zhuǎn)換為如圖6B所示的雙二進制信號。如上所述，在本實施例中，施加電壓是2Vπ，而且寬帶濾光器104的帶寬為0.7/T，以產(chǎn)生雙二進制信號，但可以將寬帶濾光器的帶寬、施加電壓等調(diào)整為其他數(shù)值，從而控制雙二進制光信號的特性。
在被調(diào)制為雙二進制信號604之后，將光信號提供給無啁啾的馬赫-曾德光強度調(diào)制器201，以轉(zhuǎn)換為載波抑制RZ信號。如圖6C所示，在傳遞函數(shù)曲線的零點，將具有半周期或兩倍比特率(1/T)的時鐘202提供給光強度調(diào)制器201，從而將輸入到調(diào)制器201中的調(diào)制后的NRZ信號轉(zhuǎn)換為如圖6D中的曲線605所示的載波抑制RZ信號。
此外，參照圖7A和圖7B，對包含在圖6A所示的調(diào)制后的輸出波形603中的相位信息進行描述。圖7A按照本發(fā)明描述了雙二進制光調(diào)制器調(diào)制操作的原理，而圖7B描述了調(diào)制器輸出信號的波形。
參照圖7A和圖7B，在識別信號時，所有調(diào)制后的信號均處于1電平。但是，只有在施加電信號從1電平移位到0電平、或者從0電平移位到1電平時，將光信號轉(zhuǎn)為0電平，然后返回1電平。
這里，應當注意的是，在識別信號時，所有調(diào)制后的信號均處于1電平。此事實使得此調(diào)制器與其中光輸出信號總處于1電平的相位調(diào)制器不同。
圖8A按照本發(fā)明描述了DCS-RZ輸出信號，而圖8B描述了輸出信號的光譜特性。如圖8A和圖8B所示，按照本發(fā)明的系統(tǒng)具有典型的DCS-RZ信號特性和功率譜，與圖3A和圖3B中所述的輸出信號結(jié)果相類似。
正如從上述描述所清楚的那樣，按照本發(fā)明傳輸雙二進制載波抑制RZ信號的光傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點在于因為未使用電低通濾波器產(chǎn)生雙二進制光信號，而且偽隨機比特序列并不影響系統(tǒng)的傳輸特性，從而改進了高速、中長距離WDM傳輸中的非線性和色散特性。
此外，此系統(tǒng)的優(yōu)點在于因為為了傳輸載波抑制RZ信號，利用低價的馬赫-曾德干涉光強度調(diào)制器進行光強度/相位調(diào)制，而不是利用高價的相位調(diào)制器，與利用相位調(diào)制器的光傳輸系統(tǒng)相比，系統(tǒng)成本下降了30到40％，從而增加了光傳輸系統(tǒng)的價格競爭力。
盡管為了描述性的目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當清楚，在不偏離所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，多種修改、增加和替代都是可能的。此外，本發(fā)明可以應用于如光轉(zhuǎn)發(fā)器、發(fā)射器和收發(fā)器、SONET/SDH和以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)等利用DCS-RZ光傳輸技術(shù)的任何其他光傳輸系統(tǒng)。
因而，本發(fā)明的范圍并不局限于實施例的描述，而由所附權(quán)利要求及其等價物限定。
權(quán)利要求
1.一種輸出雙二進制載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號的光傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光源，輸出光載波；雙二進制光信號發(fā)生器，接收非歸零碼(NRZ)信號，按照非歸零碼(NRZ)信號，將光載波調(diào)制成光信號，并輸出調(diào)制后的光信號；以及載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號發(fā)生器，將非歸零碼(NRZ)信號轉(zhuǎn)換為與時鐘同步的歸零碼(RZ)信號。
2.按照權(quán)利要求1所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述雙二進制光信號發(fā)生器包括干涉型光強度調(diào)制器。
3.按照權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述干涉型光強度調(diào)制器是具有雙臂的Z-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德光強度調(diào)制器。
4.按照權(quán)利要求3所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于非歸零碼(NRZ)信號的施加電壓變化。
5.按照權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述干涉型光強度調(diào)制器是具有單臂的X-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器。
6.按照權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于非歸零碼(NRZ)信號的施加電壓變化。
7.按照權(quán)利要求1所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述雙二進制光信號發(fā)生器包括代碼轉(zhuǎn)換器，將非歸零碼(NRZ)信號轉(zhuǎn)換為雙二進制信號；驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，接收雙二進制信號，并產(chǎn)生調(diào)制器驅(qū)動信號；干涉型光強度調(diào)制器，接收調(diào)制器驅(qū)動信號，并輸出調(diào)制后的光信號，通過改變光載波的相位和對其光強度進行調(diào)制，獲得所述調(diào)制后的光信號；以及寬帶濾光器，具有預定的帶寬，從光強度調(diào)制器接收調(diào)制后的光信號，按照預定的帶寬對接收到的光信號進行濾光，并輸出雙二進制光信號。
8.按照權(quán)利要求7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述干涉型光強度調(diào)制器是具有雙臂的Z-cut結(jié)構(gòu)馬赫-曾德光強度調(diào)制器。
9.按照權(quán)利要求8所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于非歸零碼(NRZ)信號的施加電壓變化。
10.按照權(quán)利要求8所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于所述寬帶濾光器的帶寬變化。
11.按照權(quán)利要求7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述干涉型光強度調(diào)制器是具有單臂的X-cut馬赫-曾德光強度調(diào)制器。
12.按照權(quán)利要求11所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于非歸零碼(NRZ)信號的施加電壓變化。
13.按照權(quán)利要求11所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于所述寬帶濾光器的帶寬變化。
14.按照權(quán)利要求7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于非歸零碼(NRZ)信號的施加電壓變化。
15.按照權(quán)利要求7所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于所述寬帶濾光器的帶寬變化。
16.一種輸出雙二進制載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號的光傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光源，輸出光載波；載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號發(fā)生器，接收光載波，并由此產(chǎn)生與時鐘同步的載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號；雙二進制光信號發(fā)生器，接收非歸零碼(NRZ)信號和載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號，并輸出調(diào)制后的光信號，其中，所述雙二進制光信號發(fā)生器包括代碼轉(zhuǎn)換器，將非歸零碼(NRZ)信號轉(zhuǎn)換為雙二進制信號；驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，接收雙二進制信號，并產(chǎn)生調(diào)制器驅(qū)動信號；馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器，接收調(diào)制器驅(qū)動信號、載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號，并輸出調(diào)制后的光信號，通過改變載波抑制歸零碼(CS-RZ)信號的相位和對其光強度進行調(diào)制，獲得所述調(diào)制后的光信號；以及寬帶濾光器，具有預定的帶寬，從光強度調(diào)制器接收調(diào)制后的光信號，按照預定的帶寬對接收到的光信號進行濾光，并輸出雙二進制光信號。
17.按照權(quán)利要求16所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器是具有雙臂的Z-cut結(jié)構(gòu)的光強度調(diào)制器。
18.按照權(quán)利要求16所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于馬赫-曾德干涉型光強度調(diào)制器是具有單臂的X-cut結(jié)構(gòu)的光強度調(diào)制器。
19.按照權(quán)利要求16所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于非歸零碼(NRZ)信號的施加電壓變化。
20.按照權(quán)利要求16所述的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于輸出信號的特性依賴于所述寬帶濾光器的帶寬變化。
全文摘要
公開了一種利用雙二進制光傳輸技術(shù)傳輸載波抑制RZ(歸零碼)信號的光傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括雙二進制信號發(fā)生器和載波抑制RZ發(fā)生器。雙二進制信號發(fā)生器包括雙二進制前置編碼器、調(diào)制器驅(qū)動器、馬赫－曾德干涉型光強度調(diào)制器、用于產(chǎn)生載波的激光光源和寬帶濾光器。
文檔編號G02F1/01GK1497895SQ20031010137
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者李圭雄, 李漢林, 五潤濟, 黃星澤 申請人:三星電子株式會社