專利名稱：使用太赫光學非對稱分解器(toad)的沙克那克和馬赫－曾德爾型式的全光學3r再生的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及再生光信號中的退化(degraded)位，特別涉及退化位的全光學再定時、再定形和再放大。
背景技術(shù)：
在長距離光傳輸系統(tǒng)中，典型地以10-40Gb/s的數(shù)量級的數(shù)據(jù)速率傳輸信號。這些信號中的位隨著信號在光纖上傳播而退化。這些位的形狀由于光纖損失或光纖散射(dispersion)而衰減，并且位的定時由于抖動而漂移。在位退化到不可恢復的點之前，必須校正或者再生它們，以便進行進一步的傳輸。
當數(shù)字光信號充分退化時，需要光脈沖的3R再生-再放大、再定時和再定形。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，由攙鉺光纖放大器(EDFA)提供光學放大。EDFA是用來增強通過光纖通信系統(tǒng)傳遞的光信號的強度的光學中繼器裝置。然而，EDFA不能對該脈沖進行再定時或再定形。相反，必須以電子方式執(zhí)行光數(shù)據(jù)位的再定時和再定形。
電子設(shè)備的使用引起了網(wǎng)絡(luò)可伸縮性的嚴重瓶頸、以及由于以高數(shù)據(jù)速率對位進行再定形和再定時所需的處理而產(chǎn)生的過高的每位成本。而且，光信號中的每個波長必須被劃分成不同的信道，并且由單獨的電子電路處理。為了避免光電轉(zhuǎn)換的成本和復雜性，完全在光學領(lǐng)域內(nèi)執(zhí)行3R再生從而消除電子再生瓶頸，將是有利的。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)不執(zhí)行數(shù)據(jù)信號的光學再定形或再定時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明組合兩個太赫(terahertz)光學非對稱分解器(TOAD)，以執(zhí)行提供退化或變形的光數(shù)據(jù)信號的再放大、再定形和再定時的光學3R再生器的功能。
本發(fā)明的獨特性在于能夠完全消除光信號中的定時抖動，以及校正數(shù)據(jù)的任意再定形，而不管數(shù)據(jù)格式和工作周期(duty cycle)。兩種光數(shù)據(jù)格式目前用于光學網(wǎng)絡(luò)，歸零(RZ)和不歸零(NRZ)數(shù)據(jù)。RZ數(shù)據(jù)還可以具有任意工作周期，不過由于光脈沖承載RZ光數(shù)據(jù)，因此該工作周期通常是位周期的一小部分。本發(fā)明可以再定形和再定時這兩種光數(shù)據(jù)格式。另外，波長轉(zhuǎn)換能力在該設(shè)計中是固有的。
本發(fā)明組合一個完全消除定時抖動的TOAD與隨后的第二TOAD，第二TOAD將第一TOAD即采樣TOAD的輸出再定形成任意數(shù)據(jù)格式。首先通過本地光時鐘對進入采樣TOAD的光數(shù)據(jù)進行采樣，其中本地光時鐘可以由例如模式鎖定攙鉺光纖激光器或增益開關(guān)半導體激光器的光脈沖源生成。由于采樣的位置總是準確的，并且由本地時鐘定義，因此可以完全消除TOAD工作范圍內(nèi)的任何定時誤差。因此，由采樣TOAD將光數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成精確定時的窄脈沖，然后對其進行放大，并且注入到第二TOAD即脈沖定形TOAD中，作為時鐘輸入。
窄數(shù)據(jù)脈沖開關(guān)脈沖定形TOAD，并且打開時間采樣窗口，以便本地連續(xù)波(CW)激光可以在采樣窗口的持續(xù)時間內(nèi)通過TOAD。由于在本地生成CW激光，并且它具有非常窄的譜線寬度，因此脈沖定形TOAD的輸出包含非常少的來自原始信號的噪聲?？梢钥刂泼}沖定形TOAD的時間窗口，使得輸出脈沖寬度是原始信號的原樣復制。這樣，在脈沖定形TOAD的輸出端，再生信號包含來自變形信號的所有數(shù)據(jù)，但是消除了定時誤差并且去除了形狀變形。還放大輸出脈沖，以補償原始信號中的任何衰減。另外，由于CW激光可以為任意波長，因此波長轉(zhuǎn)換能力內(nèi)置于本發(fā)明中。
目前可行(viable)光學3R再生器的缺乏大大阻礙了所有光學網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。另外，當前光學3R再生器僅僅關(guān)注于一種光格式，典型地為NRZ，其中一些關(guān)注于RZ。由于能夠再生這兩種光數(shù)據(jù)格式，3R-TOAD可以大大降低開發(fā)成本和系統(tǒng)復雜性。
通過在光學上再生所有類型的光數(shù)據(jù)，本發(fā)明可以通過用單一的光學3R再生器和波長轉(zhuǎn)換器消除對電子波長轉(zhuǎn)換器和3R再生器的需要，幫助實現(xiàn)所有多波長網(wǎng)絡(luò)的成本效益。
本發(fā)明的目的是以高數(shù)據(jù)速率提供退化信號的全光學再生。
本發(fā)明的另一目的是同時處理復用光數(shù)據(jù)信號中的所有波長。
前文相當概括地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點，以便可以更好地理解下面的本發(fā)明詳細描述。以下將描述本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點，其形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。應當認識到，所公開的概念和具體實施例可以容易地用作修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)以便實現(xiàn)本發(fā)明的相同目的的基礎(chǔ)。還應當認識到，這樣的等效構(gòu)造不脫離如在所附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明。關(guān)于本發(fā)明的組織和操作方法兩者，根據(jù)下面結(jié)合附圖考慮的描述，將會更好地理解被認為是本發(fā)明的特性的新穎特征、以及另外的目的和優(yōu)點。然而，特別應當理解，每個附圖是為了說明和描述的目的而提供的，并且不意欲作為限制本發(fā)明的限定。


圖1是包括本發(fā)明實施例的示例性系統(tǒng)的框圖；圖2是包括本發(fā)明的可選實施例的系統(tǒng)200的框圖，其中再生多個處于不同波長的信號；以及圖3是示出在本發(fā)明的實施例中使用的處理的流程圖。
具體實施例方式
當光數(shù)據(jù)信號充分退化時，需要光脈沖的再放大、再定時和再定形；這被稱作“3R再生”。為了避免光電轉(zhuǎn)換的成本和復雜性，完全在光學領(lǐng)域內(nèi)執(zhí)行3R再生從而消除電子再生瓶頸是有利的。通過組合TOAD的兩個獨特能力-高帶寬采樣和精確脈沖定形，本發(fā)明提供了一種全光學3R再生器，其可以完全消除信號中的任何定時抖動，以及放大和再定形該信號，以去除任何波形變形。
圖1是包括本發(fā)明的一個實施例的示例性系統(tǒng)100的框圖。光數(shù)據(jù)信號11表示施加到傳輸線101的信號。在某個距離之后，數(shù)據(jù)信號11退化，從而傳輸線101的末端的對應信號看上去如同數(shù)據(jù)信號12一樣。退化數(shù)據(jù)信號12中的各個脈沖失去了其原始矩形形狀，并且展開，使得脈沖邊沿滑下(roll off)而不急劇。傳輸中的噪聲效應引起數(shù)據(jù)信號中的隨機定時偏移或“抖動”。這退化了退化信號12中的脈沖的定時，使其與原始脈沖定時相偏移。退化信號12中的脈沖還衰減，使得信號強度不同于原始信號11。在數(shù)據(jù)信號11中發(fā)送的原始信息仍然可以從退化信號12中恢復。然而，如果要在另外的距離上傳輸退化信號12，則它需要再生，否則該信號將退化到可以恢復原始信息的點之外。本發(fā)明提供了對退化信號的3R再生-再放大、再定形和再定時，使得可以在更長的距離上傳輸它而無需經(jīng)歷電子3R再生。
數(shù)據(jù)信號11和12可以是波分復用(WDM)信號，其包括各自具有其自己的光波長的多個信道，然而，為了簡化圖1所示的示例性實施例，描述了單波長信道。
將退化信號12施加到采樣TOAD 102的輸入端口。同時，時鐘恢復電路103生成要施加到采樣TOAD 102的時鐘端口的時鐘信號。時鐘恢復電路103接收退化數(shù)據(jù)信號12作為輸入，并且光電轉(zhuǎn)換器104將信號12從光信號轉(zhuǎn)換成電信號。然后，將電信號施加到鎖相回路105，其檢測退化信號12的相位。將鎖相回路105的輸出施加到模式鎖定激光器106的RF控制輸入端，模式鎖定激光器106生成脈沖序列13。在可選實施例中，可以通過使用全光學時鐘恢復來恢復時鐘。
模式鎖定激光器106產(chǎn)生窄光脈沖序列。在一個實施例中，窄光脈沖的寬度是TOAD開關(guān)窗口的一小部分。這些脈沖的重復速率等于在傳輸線101上檢測的信號12的數(shù)據(jù)速率。例如，如果傳輸線101上的數(shù)據(jù)信號具有10Gb/s的數(shù)據(jù)速率，則模式鎖定激光器106的輸出也將具有10Gb/s重復速率。脈沖序列13的相位與施加到模式鎖定激光器106的RF控制輸入端的相位相匹配。時鐘恢復電路103調(diào)節(jié)模式鎖定激光器106的相位，以匹配數(shù)據(jù)信號12的相位。模式鎖定激光器106可以通過小于25飛秒(10-15)的數(shù)量級的極其小的定時抖動來構(gòu)建。因此，模式鎖定激光器提供非常穩(wěn)定的時鐘源。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，現(xiàn)在公知或者以后開發(fā)的其它光時鐘裝置如增益開關(guān)半導體可以用來提供本地光時鐘功能性。
將脈沖序列13作為時鐘輸入而施加到采樣TOAD 102中。采樣TOAD 102用作光閘，其中針對每個時鐘脈沖(13)對輸入數(shù)據(jù)信號(12)進行采樣。脈沖序列13中的脈沖一般對應于數(shù)據(jù)信號12中的數(shù)據(jù)區(qū)間的中心。可以調(diào)節(jié)用于TOAD 102的采樣窗口的寬度，使得針對每個脈沖13，TOAD 12對信號12中的數(shù)據(jù)區(qū)間的一部分進行采樣。例如，用于TOAD 102的采樣窗口可以從1到200皮秒進行調(diào)節(jié)。TOAD 102的采樣窗口的寬度基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)中的噪聲效應而選擇。數(shù)據(jù)速率越高，采樣窗口的寬度將越小。
典型地不對整個原始脈沖寬度進行采樣，相反，典型的樣本窗口為數(shù)據(jù)信號11中的脈沖的位寬度的10到50％的數(shù)量級。如果樣本窗口開得太寬，則例如由于抖動而漂移到錯誤的區(qū)間中的數(shù)據(jù)位可能在錯誤的區(qū)間中被采樣。在優(yōu)選實施例中，時鐘脈沖序列13使采樣TOAD 102在位區(qū)間的中間進行采樣。只要在樣本窗口打開時存在數(shù)據(jù)位的某部分，則將對它進行采樣。采樣TOAD 102在規(guī)則定時的區(qū)間產(chǎn)生采樣位的輸出信號。在采樣窗口打開時存在于數(shù)據(jù)信號輸入(12)中的任何邏輯電平被傳遞到TOAD 102的輸出。結(jié)果，TOAD 102的輸出是與原始數(shù)據(jù)信號11的定時相對應的再定時脈沖14的系列。
將脈沖14施加到脈沖定形TOAD 107的時鐘端口，并且將來自恒波(CW)激光器108的信號施加到脈沖定形TOAD 107的輸入的輸入端口。脈沖定形TOAD 107的結(jié)果輸出是再生數(shù)據(jù)信號15。CW激光器108的強度可以變化，以調(diào)節(jié)輸出信號的放大。例如，通過增加CW強度，再生信號可以具有比輸入數(shù)據(jù)信號更大的幅度。CW激光器信號還具有非常穩(wěn)定、恒定的幅度。這在再生信號中顯現(xiàn)為具有均勻幅度和非常平坦頂部的脈沖。這樣，再生信號15中的脈沖已被放大到其原始電平或者某其它期望電平。
脈沖定形TOAD 107還對再生信號15中的脈沖進行再定形。TOAD的采樣窗口的一個特性是極其急劇的邊沿，其具有例如1皮秒的數(shù)量級的上升/下降時間。結(jié)果，來自TOAD 107的輸出脈沖，如再生數(shù)據(jù)信號15中的脈沖具有由樣本窗口特性產(chǎn)生的非常急劇的邊沿。輸出脈沖的寬度是可調(diào)節(jié)的。在本發(fā)明中，樣本窗口的寬度將被選擇成匹配數(shù)據(jù)信號11中的原始脈沖的寬度。因此，對來自退化信號12的脈沖進行再定形，并且它以與數(shù)據(jù)信號11中的原始數(shù)據(jù)位相同的寬度出現(xiàn)在再生信號15中。
再生數(shù)據(jù)信號15中的脈沖定時與時鐘信號14中的脈沖的定時相匹配，如上所述，時鐘信號14中的脈沖的定時對應于退化信號12和原始數(shù)據(jù)信號11的定時。因此，再生數(shù)據(jù)信號15已被再定時成匹配原始數(shù)據(jù)信號11。
從而，系統(tǒng)100通過將數(shù)據(jù)位再放大、再定形并且再定時成輸出數(shù)據(jù)信號15的脈沖來提供對退化數(shù)據(jù)信號12的3R再生。
數(shù)據(jù)信號15的波長對應于CW激光器108的波長或顏色。CW激光器108可以是可調(diào)激光器，或者可以具有固定波長。這允許將輸出數(shù)據(jù)信號15的波長調(diào)節(jié)為期望波長，其可以是與原始數(shù)據(jù)信號11相同的波長，或者可以是不同的波長。例如，系統(tǒng)操作員可能期望改變輸出數(shù)據(jù)信號的顏色，以傳送(route)信號，或者防止與以后復用在一起的其它信號的沖突。再生信號波長的改變實質(zhì)上是再生中的第四“R”-再定色(recoloring)。
圖2是包括本發(fā)明的可選實施例的系統(tǒng)200的框圖，其中再生多個處于不同波長的信號。類似于圖1的描述，創(chuàng)建原始光數(shù)據(jù)信號21，并且跨越光纖傳輸線101而傳輸它。然而，數(shù)據(jù)信號由多個信道上的信號組成，其中每個信道對應于不同的顏色或波長，并且彼此同步地定時。數(shù)據(jù)信號在跨越傳輸線101傳播時退化，并且在某個距離后，數(shù)據(jù)位衰減，并且失去其形狀。抖動也被引入到數(shù)據(jù)信號位中，并且數(shù)據(jù)位的定時可能漂移。結(jié)果，原始數(shù)據(jù)信號21退化成退化數(shù)據(jù)信號22。如上所述，時鐘恢復電路103接收退化數(shù)據(jù)信號22并且恢復定時信息。原始數(shù)據(jù)信號21中的每個信道或波長的定時相同。由于不同波長信道由于材料散射而在光纖中遇到不同的傳播延遲，因此必須在波長信道之間的不同延遲達到位區(qū)間的大約一半之前、在適當?shù)木嚯x執(zhí)行再定時。如果在每個信道的定時已漂移得太遠之前執(zhí)行再生，則時鐘恢復電路103可以生成時鐘信號25，其對應于信號22中的所有信道的定時。
如上所述將時鐘信號25施加到采樣TOAD 102的時鐘輸入端口，并且將退化數(shù)據(jù)信號22施加到輸入端口。如上所述，從采樣TOAD102輸出的脈沖已被再定時成匹配原始數(shù)據(jù)信號21的定時。從而，輸出數(shù)據(jù)信號24是具有與原始數(shù)據(jù)信號21相同的定時的窄脈沖系列。再定時輸出數(shù)據(jù)信號24還包括來自原始數(shù)據(jù)信號21的全部波長。這優(yōu)于不能同時為多個波長生成再定時脈沖的現(xiàn)有再生系統(tǒng)。
在再定形和再放大處理之前必須劃分出再定時數(shù)據(jù)信號24中的各個波長。WDM分解器201將信道分成單獨的再定時數(shù)據(jù)信號25-1、25-N，其各自具有不同的顏色或波長。原始數(shù)據(jù)信號21可以包括200或更多個單獨的波長信號。從WDM分解器201輸出“N”個再定時數(shù)據(jù)信號25，其中N是各個波長信道的數(shù)目。將每個再定時數(shù)據(jù)信號25-N施加到單獨脈沖定形TOAD 202-N的時鐘端口。將CW激光器信號施加到脈沖定形TOAD 202-N的每個輸入端口。
單獨的CW激光器203-N耦接到每個脈沖定形TOAD 202-N。每個CW激光器203-N生成從脈沖定形TOAD 202-N輸出的獨特波長信號，作為與原始數(shù)據(jù)信號21中的信道之一相對應的再生脈沖系列26-N。每個再生數(shù)據(jù)信號26-N已被再定時成匹配信號21的原始定時。調(diào)節(jié)每個CW激光器203-N的幅度，以創(chuàng)建具有期望幅度的、再生信號26-N中的脈沖，以便再放大原始數(shù)據(jù)信號脈沖。此外，選擇脈沖定形TOAD202-N的樣本窗口，使得再定形再生脈沖26-N。因此，將退化數(shù)據(jù)信號22中的各個信道的每一個再生成單獨的再放大、再定形和再定時的數(shù)據(jù)信號26-N。可以通過WDM復用器再組合這些信號(26-N)，并且再次一起傳輸，或者可以根據(jù)其各自的目的地將再生信號26-N傳送到不同的傳輸線(未示出)。
應當理解，每個單獨再生信道26-N可以具有與原始數(shù)據(jù)信號21中的其對應信道相同的波長?？蛇x地，根據(jù)CW激光203-N的波長，再生數(shù)據(jù)信號26-N可以具有與原始數(shù)據(jù)信號21中的對應信道不同的波長。這允許系統(tǒng)200根據(jù)需要對這些信道進行再定色，以便進行進一步的傳送或處理。在大多數(shù)情況下，CW激光器203-1和CW激光器203-N將被設(shè)置成不同的波長，使得再生信號26-1和26-N具有不同的波長，并且不相互干擾。然而，如果將要單獨傳送再生信號26-1和26-N，則可以將CW激光器203-1和CW激光器203-N調(diào)節(jié)為相同顏色，因為輸出信號將不沖突。
本發(fā)明可以由分立的組件制成，或者它可以集成在光子芯片(photonic chip)上。在分立型式中，本發(fā)明包括兩個光學環(huán)形鏡，其中半導體光學放大器(SOA)關(guān)于每個環(huán)的中心而非對稱地放置。數(shù)據(jù)脈沖通過控制端口進入第一環(huán)，并且在光學再生器中打開開關(guān)窗口。將第一環(huán)的輸出注入到對數(shù)據(jù)進行再定形的第二環(huán)中。分立型式中的組件包括光纖、具有引線的封裝SOA，光纖功率耦合器、用于保持光束的CW激光二極管、以及本地光時鐘源。它還可以包括偏振控制器、可調(diào)延遲線、波長適配器、偏振維持光纖、以及光學放大器。裝配使用標準光纖裝配技術(shù)。在集成型式中，可以利用很多標準光子處理技術(shù)中的任一種來制造該設(shè)備。該設(shè)備的獨特性在于以特定方式使用兩個TOAD，并且可以以本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知的多種方式在物理上實現(xiàn)該組合。
本發(fā)明有用于再生沒有超過采樣TOAD的開關(guān)窗口大小的定時抖動的退化光數(shù)據(jù)信號。過度的定時抖動將被轉(zhuǎn)換成輸出端的強度噪聲。這將定時抖動消除的工作范圍限制到等于輸入數(shù)據(jù)的位周期減去信號波形的上升時間的兩倍的值。例如，如果輸入數(shù)據(jù)流為10Gb/s的數(shù)據(jù)速率，并且光信號的上升時間是30皮秒，則再生器的工作范圍為40皮秒。然而，這不造成嚴重的限制。在3R再生中，再定時關(guān)注于消除定時抖動、隨機過程，而非散射效應，可通過散射補償技術(shù)而減輕的確定性過程。在消除定時抖動中，40皮秒工作范圍對于大多數(shù)公知的光學網(wǎng)絡(luò)應用來說都綽綽有余。
TOAD具有光學與門或快速光閘的性質(zhì)。在本發(fā)明中，對于使用TOAD，至少存在兩個原因1)它是能夠以大于500Gb/s操作的極其快速裝置；以及2)它是無需電子轉(zhuǎn)換的全光學裝置。應當理解，可以在TOAD的輸出端使用濾波器(filter)，以消除時鐘信號。例如，如果時鐘信號處于與輸入信號不同的頻帶(即，頻帶外時鐘信號)，則可以在TOAD輸出端使用波長濾波器，以去除時鐘信號?？蛇x地，如果時鐘信號具有不同的偏振，則可以使用頻帶內(nèi)時鐘。在這種情況下，可以在TOAD的輸出端使用偏振濾波器，以去除時鐘。
雖然貫穿本描述使用了術(shù)語“TOAD”，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當認識到，本發(fā)明不局限于特定太赫光學非對稱分解器裝置?？梢允褂蒙晨四强?Sagnac)環(huán)形鏡中的其它半導體光學放大器。另外，可以使用不同的干涉儀配置，例如，沙克那克或馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉儀配置。
在本發(fā)明的其它實施例中，可以使用其它光學選通(gating)裝置來代替在示例性實施例中所示的TOAD。例如，在本發(fā)明中可以使用具有光輸入、光輸出和控制輸入的任何裝置，其中作為控制端口的信號在特定時間區(qū)間期間使輸入信號的一部分被阻止通到輸出端口、或者通到輸出端口。此外，該裝置必須能夠在持續(xù)時間范圍從位周期的一小部分到位周期的持續(xù)時間的時間區(qū)間內(nèi)選通輸入信號。存在對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的、可以實現(xiàn)該功能的各種裝置和技術(shù)。這些裝置在速度和性能上不同，并且包括光電開關(guān)和調(diào)制器、以及全光學開關(guān)和調(diào)制器。更具體地說，一些全光學開關(guān)提供對于高數(shù)據(jù)速率所需的、非常快速的選通時間，例如，一皮秒的數(shù)量級。這樣的全光學開關(guān)的示例包括在干涉儀的一個或多個臂中具有半導體光學放大器的光學干涉儀裝置。其它示例包括但不限于TOAD、包含半導體光學放大器的馬赫-曾德爾干涉儀、環(huán)形鏡中的半導體光學放大器、以及SLALOM。
圖3是示出在本發(fā)明的一個實施例中使用的處理的流程圖。在塊301，接收退化光信號。在塊302，從退化光信號恢復時鐘信號。在塊303，將時鐘信號施加到采樣TOAD的時鐘輸入端，并且在塊304，將退化光信號施加到采樣TOAD的輸入端。在塊305，在采樣TOAD的輸出端生成再定時光信號。再定時信號中的數(shù)據(jù)位對應于退化光信號中的位。在塊306，將再定時光信號施加到脈沖定形TOAD的時鐘輸入端，并且在塊307，將CW激光器信號施加到脈沖定形TOAD的輸入端。在塊308，脈沖定形TOAD生成再生信號。再生信號具有再定形和再放大的位。
雖然詳細描述了本發(fā)明及其優(yōu)點，但是應當理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的情況下，可以在其中進行各種改變、替換和變更。而且，本發(fā)明的范圍不意欲局限于在本說明書中描述的處理、機器、產(chǎn)品、物質(zhì)組成、裝置、方法和步驟的特定實施例。從本公開內(nèi)容可以容易地認識到，可以利用目前存在或者以后將要開發(fā)的、執(zhí)行與這里描述的對應實施例本質(zhì)上相同的功能或者實現(xiàn)與其本質(zhì)上相同的結(jié)果的處理、機器、產(chǎn)品、物質(zhì)組成、裝置、方法或步驟。從而，所附權(quán)利要求意欲將這樣的處理、機器、產(chǎn)品、物質(zhì)組成、裝置、方法或步驟包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于再生光信號的方法，包括從退化光信號恢復時鐘信號；將時鐘信號施加到第一光學選通裝置的時鐘端口；將退化光信號施加到第一光學選通裝置的輸入端口；在第一光學選通裝置的輸出端生成再定時光信號；將再定時光信號施加到第二光學選通裝置的時鐘輸入端；將連續(xù)波(CW)激光器信號施加到第二光學選通裝置的輸入端；以及在第二光學選通裝置的輸出端生成再生光信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中再定時信號中的數(shù)據(jù)位對應于退化光信號中的數(shù)據(jù)位。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中再生光信號中的數(shù)據(jù)位是從退化光信號再定形和再放大的數(shù)據(jù)位。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從退化光信號恢復時鐘信號還包括將退化光信號轉(zhuǎn)換成電信號；在鎖相回路中檢測電信號的相位；將鎖相回路的輸出施加到模式鎖定激光器的控制輸入端；在模式鎖定激光器的輸出端生成時鐘信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從退化光信號恢復時鐘信號還包括使用增益開關(guān)半導體生成時鐘信號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中光學選通裝置中的至少一個包括從包括下列裝置的組中選擇的裝置太赫光學非對稱分解器(TOAD)；沙克那克環(huán)形鏡中的半導體光學放大器；具有馬赫-曾德爾干涉儀的半導體光學放大器；以及SLALOM。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)將要如何傳送再生光信號，調(diào)節(jié)CW激光器的波長。
8.一種用于再生光信號的系統(tǒng)，包括時鐘恢復電路，耦接到傳輸線；第一光學選通裝置，具有耦接到傳輸線的輸入端口、以及耦接到時鐘恢復電路的時鐘端口；以及第二光學選通裝置，具有耦接到連續(xù)波(CW)激光器的輸入端口、以及耦接到第一光學選通裝置的輸出端的時鐘端口。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中光學選通裝置中的至少一個包括從包括下列裝置的組中選擇的裝置太赫光學非對稱分解器(TOAD)；沙克那克環(huán)形鏡中的半導體光學放大器；具有馬赫-曾德爾干涉儀的半導體光學放大器；以及SLALOM。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中時鐘恢復電路還包括光電信號轉(zhuǎn)換電路，耦接到傳輸線；鎖相回路電路，耦接到轉(zhuǎn)換電路的輸出端；以及模式鎖定激光器，耦接到鎖相回路的輸出端。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括光學分解器，耦接在第一和第二光學選通裝置之間。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括多個光學選通裝置，其耦接到光學分解器的輸出端，其中該多個光學選通裝置中的每一個從分解器接收不同波長的信號。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括多個CW激光器，每個CW激光器耦接到光學選通裝置之一。
14.一種再生光信號的方法，包括在光傳輸介質(zhì)上同時接收多個信道；從這些信道提取時鐘定時信號；提供該多個信道和時鐘定時信號作為第一太赫光學非對稱分解器(TOAD)的輸入；從第一TOAD生成多個再定時信號，其中每個再定時信號對應于該多個信道之一；將再定時信號分解成多個單獨信號；提供該多個單獨信號之一和多個連續(xù)波(CW)激光器信號之一，作為多個第二TOAD之一的輸入；在第二TOAD的輸出端生成再定形和再放大的信號，其中再定形和再放大的信號中的每一個具有與該多個CW激光器信號中的對應一個相對應的波長。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該多個信道中的每一個具有不同的波長。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中再定形和再放大的信號的每一個中的信息位對應于在光傳輸介質(zhì)上接收的該多個信道中的退化位。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中再定形和再放大的信號中的至少一個具有與在光傳輸介質(zhì)上接收的該多個信道中的對應信道相同的波長。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中調(diào)節(jié)CW激光器中的至少一個的波長，使得再定形和再放大的信號之一在波長上不同于在光傳輸介質(zhì)上接收的該多個信道中的對應信道。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于再生光信號的系統(tǒng)和方法，包括時鐘恢復電路，耦接到傳輸線；第一光學選通裝置，具有耦接到傳輸線的輸入端口、以及耦接到時鐘恢復電路的時鐘端口；以及第二光學選通裝置，具有耦接到連續(xù)波(CW)激光器的輸入端口、以及耦接到第一光學選通裝置的輸出端的時鐘端口，其中這些光學選通器件可以是太赫光學非對稱分解器(TOAD)。
文檔編號H04B10/17GK1906867SQ200480040868
公開日2007年1月31日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者保羅·R·普魯耐爾, 王秉中 申請人:普林斯頓大學理事會