專利名稱：光編碼多路通信方法及系統(tǒng)、編碼裝置及解碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變編碼的光編碼多路通信方法，可以實(shí)施該光編碼多路通信方法的光編碼多路通信系統(tǒng)，構(gòu)成該光編碼多路通信系統(tǒng)的編碼裝置及構(gòu)成光編碼多路通信系統(tǒng)的解碼裝置，特別是涉及一種光編碼多路通信中的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
圖1是時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式的光編碼多路通信中編碼與解碼的原理示意圖。如圖1所示，編碼器10具有多波長(zhǎng)的(例如，反射波長(zhǎng)為λ1、λ3、λ4、λ2)FBG(光纖布拉格光柵)10a、...、10d縱向排列連接的結(jié)構(gòu)。經(jīng)由光循環(huán)器34向編碼器10輸入對(duì)應(yīng)于FBG10a、...、10d的反射波長(zhǎng)的波長(zhǎng)多路脈沖30，則在由根據(jù)編碼器10中設(shè)定的編碼(即編碼器10的結(jié)構(gòu))確定的擴(kuò)展時(shí)間，從一個(gè)波長(zhǎng)多路脈沖30生成由四個(gè)不同波長(zhǎng)的光脈沖31a、...、31d組成的多波長(zhǎng)光脈沖串，經(jīng)由光循環(huán)器34輸出到傳輸通路35。該多波長(zhǎng)脈沖串是編碼的光信號(hào)。與編碼器10同一編碼的(即具有使用與編碼器10同一編碼的結(jié)構(gòu))解碼器20，其具有與編碼器10中FBG 10a、...、10d縱向排列結(jié)構(gòu)相反的FBG 20d、...、20a的縱向排列結(jié)構(gòu)。因此，解碼器20具有與編碼器10相反的群時(shí)延特性，經(jīng)由光循環(huán)器36向解碼器20輸入編碼信號(hào)(光脈沖31a、...、31d)時(shí)，時(shí)間展寬的4波長(zhǎng)光脈沖齊聚到同一定時(shí)，生成自相關(guān)波形的波長(zhǎng)多路脈沖33，經(jīng)由光循環(huán)器36輸出。
當(dāng)解碼器20被輸入編碼信號(hào)時(shí)，若編碼一致(編碼器10與解碼器20的多波長(zhǎng)FBG的縱向排列結(jié)構(gòu)為鏡像關(guān)系)，則時(shí)間展寬后的多波長(zhǎng)光脈沖31a、...、31d的相對(duì)時(shí)間配置被補(bǔ)正，從而得到自相關(guān)波形的波長(zhǎng)多路脈沖33。若編碼不一致(編碼器10與解碼器20的多波長(zhǎng)FBG的縱向排列結(jié)構(gòu)為非鏡像關(guān)系)，則時(shí)間展寬后的多波長(zhǎng)光脈沖31a、...、31d的相對(duì)時(shí)間配置被進(jìn)一步擴(kuò)展，從而得到相互相關(guān)波形(圖未示)。
通常，使用時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變編碼的光編碼多路通信具有如下述非專利文獻(xiàn)1公開的特征，即由于使用在時(shí)間區(qū)域中被擴(kuò)展的多個(gè)波長(zhǎng)(寬頻帶)的光信號(hào)作為編碼信號(hào)，所以傳送距離越長(zhǎng)，且傳送信號(hào)速率越快，就越容易受傳輸通路波長(zhǎng)色散的影響。由于由標(biāo)準(zhǔn)的SMF組成的傳輸通路具有約17ps/(nm·km)的波長(zhǎng)色散特性，編碼的光信號(hào)在傳輸通路中傳播時(shí)，根據(jù)其傳送距離，構(gòu)成編碼信號(hào)的多波長(zhǎng)光脈沖間的相對(duì)時(shí)間配置應(yīng)不會(huì)變化，即便采用與編碼器同一編碼的解碼器，也不能得到如圖1所示的自相關(guān)波形(即不能良好地解碼)。因此，想要將使用時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變編碼的光編碼多路通信適用在具有波長(zhǎng)色散的傳輸通路時(shí)，如果不對(duì)輸入到編碼器的光信號(hào)脈沖寬度進(jìn)行足夠細(xì)致的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償，就不能得到良好的自相關(guān)波形。但是，采用波長(zhǎng)色散補(bǔ)償光纖等已知的方法來(lái)補(bǔ)償各個(gè)傳輸通路的波長(zhǎng)色散時(shí)，需要較大的尺寸、較大的傳輸損耗及很大的成本。
針對(duì)這樣的問題，為簡(jiǎn)易地降低波長(zhǎng)色散的影響，下述非專利文獻(xiàn)2公開了一種利用FBG型解碼器的結(jié)構(gòu)來(lái)補(bǔ)償FBG型解碼器中波長(zhǎng)色散造成的影響中光編碼信號(hào)的波帶(頻帶)的時(shí)延差的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，可達(dá)成以10Gbps的傳送速度傳送SMF 40km。圖2是時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式的光編碼多路通信中的編碼器與帶時(shí)延補(bǔ)償功能的解碼器的示意圖。如圖2所示，在進(jìn)行SMF 40km的傳送時(shí)，剛由編碼器10生成的光脈沖串(光脈沖31a、...、31d)，隨著SMF的傳送而成為增大波長(zhǎng)間時(shí)延差的光脈沖串(光脈沖32a、...、32d)。因而，解碼器21具有將兩個(gè)時(shí)延特性相加而成的時(shí)延特性，該兩個(gè)時(shí)延特性分別是與編碼器10相反的時(shí)延特性和補(bǔ)償由SMF傳輸通路的波長(zhǎng)色散所產(chǎn)生的波長(zhǎng)間時(shí)延差的時(shí)延特性。
非專利文獻(xiàn)1Wei等人(Wei et al.)，“具有多模式同步用戶的光高速頻率-跳變CDMA系統(tǒng)的誤碼率特性(BER Performance ofan Optical Fast Frequency-Hopping CDMA System with MultipleSimulataneous Users)”，OFC2003，技術(shù)文摘(テクニカルダイジエスト)，第二卷，ThQ1，p.544-546。
非專利文獻(xiàn)2Iwamura等人(Iwamura et al.)，“不使用色散補(bǔ)償裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)幕贔BG的光編碼編/解碼器(FBG basedOptical Code En/Decoder for long distance transmission withoutdispersion compensating devices)”，OFC2004，技術(shù)文摘(テクニカルダイジエスト)，WK6。
非專利文獻(xiàn)3Buryak等人(Buryak et al.)，“多話路光纖布拉格光柵的折射率取樣優(yōu)化(Optimization of Refractive Index Samplingfor Multichannel Fiber Bragg Gratings)”，電子量子學(xué)的IEEE期刊(IEEE JOUNAL OF QUANTUM ELECTRONICS)，第39卷，第一號(hào)，p.91-98，2003年1月。

發(fā)明內(nèi)容
但是，即便使用圖2所示的解碼器21，也只是補(bǔ)償了因波長(zhǎng)差與傳播距離而引起的時(shí)延差，并不能補(bǔ)償因光纖色散而引起的各個(gè)光脈沖的擴(kuò)展。因此，傳送距離越長(zhǎng)，自相關(guān)波形的寬度越寬，最終與相鄰光信號(hào)重疊，進(jìn)而不能接收信號(hào)。這樣，即便采用了圖2所示的解碼器21，由于只能補(bǔ)償光信號(hào)波長(zhǎng)間的時(shí)延差，不能補(bǔ)償由傳輸通路的色散斜率(slope)所引起的光信號(hào)脈沖寬度的擴(kuò)展，因而無(wú)法進(jìn)一步延長(zhǎng)傳送距離。
此外，在上述非專利文獻(xiàn)3中，雖然說(shuō)明了關(guān)于色散斜率補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，但其并未公開適用于在一個(gè)通信信道中使用多個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式的光編碼多路通信的傳輸通路中，補(bǔ)償劣化的編碼波形的技術(shù)。
本發(fā)明為解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的課題構(gòu)思而成，旨在提供一種可長(zhǎng)距離傳送時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式的光信號(hào)的光編碼多路通信方法，可實(shí)施該方法的光編碼多路通信系統(tǒng)，以及構(gòu)成該系統(tǒng)的編碼裝置及解碼裝置。
本發(fā)明的光編碼多路通信方法包括以下步驟從波長(zhǎng)多路脈沖生成多波長(zhǎng)光脈沖串的步驟；根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式，將所述多波長(zhǎng)光脈沖串經(jīng)傳輸通路加以傳送的步驟；從通過(guò)所述傳輸通路傳送的多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的步驟；補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串的步驟中產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖之間的時(shí)延差的步驟；以及補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串的步驟中產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬的步驟。
此外，本發(fā)明的光編碼多路通信系統(tǒng)包括從波長(zhǎng)多路脈沖生成多波長(zhǎng)光脈沖串的編碼部件；根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式將所述多波長(zhǎng)光脈沖串經(jīng)傳輸通路加以傳送后，從所述多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的解碼部件；補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖之間的時(shí)延差的時(shí)延差補(bǔ)償部件，以及補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件。
此外，本發(fā)明的編碼裝置，其中設(shè)有編碼部件，該編碼部件在進(jìn)行根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式經(jīng)傳輸通路傳送波長(zhǎng)多路脈沖生成的多波長(zhǎng)光脈沖串，并從通過(guò)所述傳輸通路傳送的多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的光編碼多路通信時(shí)，生成通過(guò)所述傳輸通路傳送的所述多波長(zhǎng)脈沖串，所述編碼裝置還包括波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件，補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬。
此外，本發(fā)明的解碼裝置，其中設(shè)有解碼部件，該解碼部件在進(jìn)行根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式經(jīng)傳輸通路傳送波長(zhǎng)多路脈沖生成的多波長(zhǎng)光脈沖串，并從通過(guò)所述傳輸通路傳送的多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的光編碼多路通信時(shí)，從通過(guò)所述傳輸通路傳送的所述多波長(zhǎng)脈沖串解碼出所述波長(zhǎng)多路脈沖，所述解碼裝置還包括波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件，補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬。
依據(jù)本發(fā)明，以時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式，通過(guò)傳輸通路傳送多波長(zhǎng)光脈沖串時(shí)產(chǎn)生的多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖間的時(shí)延差及各光脈沖的時(shí)間展寬得到補(bǔ)償，從而波長(zhǎng)多路脈沖可較好地解碼，且具有可進(jìn)一步延長(zhǎng)其傳送距離的效果。


圖1是表示時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式的光編碼多路通信中編碼與解碼的原理的說(shuō)明圖。
圖2是表示時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式的光編碼多路通信中編碼器與帶時(shí)延補(bǔ)償功能的解碼器的說(shuō)明圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光編碼多路通信系統(tǒng)(即能夠?qū)嵤?shí)施例1的光編碼多路通信方法的系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是編碼器的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示圖。
圖5是時(shí)延補(bǔ)償型解碼器的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示圖。
圖6(a)至(c)是色散斜率補(bǔ)償器的反射率特性、群時(shí)延特性及其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示圖。
圖7(a)至(d)是表示編碼器的輸入脈沖的波形、來(lái)自編碼器的輸出脈沖的波形、被解碼器解碼后的波形及由色散斜率補(bǔ)償器補(bǔ)償后的波形的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例2的光編碼多路通信系統(tǒng)(即能夠?qū)嵤?shí)施例2的光編碼多路通信方法的系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例3的光編碼多路通信系統(tǒng)(即能夠?qū)嵤?shí)施例3的光編碼多路通信方法的系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。
(符號(hào)說(shuō)明)41，51，61發(fā)送機(jī)41a，51a，61a多波長(zhǎng)脈沖光源41b，51b，61b數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器41c，51c，61c調(diào)制器41d，51d，61d編碼器42，52，62傳輸通路42a，52a，62a SMF42b，52b，62b光放大器43，53，63解碼裝置43a，53a，63a時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43b，51e，61e，63b色散斜率補(bǔ)償器44，54，64接收機(jī)45，47，49a光循環(huán)器46a，...，46d FBG48a，...，48d FBG49b采樣FBG具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的光編碼多路通信系統(tǒng)(即能夠?qū)嵤?shí)施例1的光編碼多路通信方法的系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3所示，實(shí)施例1的光編碼多路通信系統(tǒng)包括發(fā)送機(jī)41、通過(guò)傳輸通路42連接到發(fā)送機(jī)41的解碼裝置43及接收機(jī)44。
如圖3所示，發(fā)送機(jī)41包括生成波長(zhǎng)多路脈沖的多波長(zhǎng)光脈沖光源41a，數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器41b，基于來(lái)自數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器41b的控制信號(hào)來(lái)調(diào)制波長(zhǎng)多路脈沖的波長(zhǎng)多路脈沖調(diào)制器41c，以及由調(diào)制過(guò)的波長(zhǎng)多路脈沖(例如相當(dāng)于圖1中的波長(zhǎng)多路脈沖30)生成多波長(zhǎng)光脈沖串(例如相當(dāng)于圖1及圖2中的光脈沖31a、...、31d)的編碼器41d。
圖4是一例編碼器41d的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示圖。如圖4所示，編碼器41d包括光循環(huán)器45，以及縱向排列連接的反射波長(zhǎng)分別為λ11、λ12、λ13、λ14的FBG 46a、...、46d。該結(jié)構(gòu)與日本專利申請(qǐng)公開2003-244101號(hào)公報(bào)中的圖5(b)所示的結(jié)構(gòu)相同。此外，縱向排列連接的FBG數(shù)目可為5個(gè)以上或3個(gè)以下。
如圖3所示，傳輸通路42包括單模光纖(SMF)42a，以及補(bǔ)償SMF 42a損失的光放大器42b。
此外，如圖3所示，解碼裝置43包括時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a及色散斜率補(bǔ)償器43b。
圖5是一例時(shí)延補(bǔ)償型解碼器43a的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示圖。如圖5所示，時(shí)延補(bǔ)償型解碼器43a包括光循環(huán)器47，以及縱向排列連接的反射波長(zhǎng)分別為λ14、λ13、λ12、λ11的FBG 48d、...、48a。FBG48d、...、48a是按照基于輸入的多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖間的時(shí)延差確定的間隔來(lái)排列。時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a同時(shí)具有在多波長(zhǎng)光脈沖串(相當(dāng)于圖2中的編碼信號(hào)32a、...、32d)通過(guò)傳輸通路42傳送后，從多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的功能，以及補(bǔ)償通過(guò)傳輸通路42進(jìn)行傳送時(shí)產(chǎn)生的多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖之間時(shí)延差的時(shí)延差補(bǔ)償功能。時(shí)延補(bǔ)償型解碼器43a的結(jié)構(gòu)，例如與日本專利申請(qǐng)公開2003-244101號(hào)公報(bào)中的圖6所示的結(jié)構(gòu)相同。
圖6(a)至(c)是色散斜率補(bǔ)償器43b的反射率特性、群時(shí)延特性及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示圖。如圖6(c)所示，色散斜率補(bǔ)償器43b包括例如光循環(huán)器49a和采樣FBG 49b。色散斜率補(bǔ)償器43b用于補(bǔ)償通過(guò)傳輸通路42進(jìn)行傳送時(shí)因波長(zhǎng)色散而產(chǎn)生的多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的時(shí)間展寬。采樣FBG 49b包括脈沖擴(kuò)展壓縮結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)(例如光纖的纖芯)內(nèi)形成的多個(gè)折射率調(diào)制結(jié)構(gòu)，以及這些多個(gè)折射率調(diào)制結(jié)構(gòu)之間形成的移相結(jié)構(gòu)，也稱為SS(SuperStructure)FBG。采樣FBG 49b具有使波長(zhǎng)間時(shí)延差幾乎不會(huì)發(fā)生的特性。圖6(a)示出用于100GHz間隔的8波長(zhǎng)的多波長(zhǎng)光脈沖串的色散斜率補(bǔ)償器43b的反射率特性。如圖6(b)的波長(zhǎng)區(qū)域R1所示，色散斜率補(bǔ)償器43b在對(duì)應(yīng)于1波長(zhǎng)的光信號(hào)的波帶內(nèi)，具有40km的SMF傳輸通路的波長(zhǎng)色散斜率及反向波長(zhǎng)色散斜率(約為-680ps/nm)。可采用其它具有圖6(a)及(b)所示特性的原理或結(jié)構(gòu)來(lái)作為色散斜率補(bǔ)償器43b。
此外，雖然在圖3中示出將色散斜率補(bǔ)償器43b配置在時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a的后級(jí)，但將色散斜率補(bǔ)償器43b配置在時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a的前級(jí)也可。
以下說(shuō)明實(shí)施例1的光多路編碼系統(tǒng)的動(dòng)作(即實(shí)施例1的光多路編碼方法)。圖7(a)至(d)是基于實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)而作出。圖7(a)是編碼器41d的輸入脈沖的波形的示圖，圖7(b)是來(lái)自編碼器41d的輸出脈沖的波形的示圖，圖7(c)是被解碼器43a解碼后的波形的示圖，圖7(d)是由色散斜率補(bǔ)償器43b補(bǔ)償后的波形的示圖。
首先，根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)自信號(hào)發(fā)生器41b的所要的數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)制器41c將來(lái)自多波長(zhǎng)光脈沖光源41a的100GHz間隔的4波長(zhǎng)(λ11、λ12、λ13、λ14)的RZ波長(zhǎng)多路光脈沖串變?yōu)槔缰芷跒?0Gbps的RZ波長(zhǎng)多路光脈沖串。此時(shí)，將構(gòu)成RZ波長(zhǎng)多路光脈沖串的RZ光脈沖的寬度定為例如18ps。該RZ波長(zhǎng)多路光脈沖輸入編碼器41d時(shí)，波長(zhǎng)多路光脈沖在對(duì)應(yīng)于各個(gè)波長(zhǎng)的FBG反射，從而生成具有任意的波長(zhǎng)間時(shí)延差的光脈沖串。在此，縱向排列連接的各波長(zhǎng)的FBG的序號(hào)與各FBG的間隔是根據(jù)所要的編碼來(lái)規(guī)定。該光脈沖串為編碼信號(hào)，以此狀態(tài)在傳輸通路42中傳送。
由于標(biāo)準(zhǔn)的SMF具有約17ps/(nm·km)的色散特性，如果將0.8nm間隔的光波長(zhǎng)多路脈沖在SMF中傳送40km，光脈沖之間會(huì)因SMF的波長(zhǎng)色散而產(chǎn)生約54.4ps(＝0.8×17×40)的傳播時(shí)間差。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，各個(gè)光脈沖的時(shí)間寬度也會(huì)擴(kuò)展。因此，編碼信號(hào)在SMF上傳送時(shí)，因編碼而產(chǎn)生的光脈沖間的時(shí)延差和波長(zhǎng)色散引起的波長(zhǎng)間時(shí)延差，會(huì)與光脈沖的展寬重疊。
受該波長(zhǎng)色散影響的編碼信號(hào)輸入到解碼裝置(解碼器組件)43。在解碼裝置43內(nèi)，受波長(zhǎng)色散影響的編碼信號(hào)輸入到時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a。當(dāng)編碼一致時(shí)，編碼時(shí)賦于的波長(zhǎng)間時(shí)延差和因傳輸通路42的波長(zhǎng)色散而產(chǎn)生的波長(zhǎng)間時(shí)延差得到補(bǔ)償，從而使各個(gè)波長(zhǎng)的光脈沖保持同一定時(shí)。但用時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a不能對(duì)傳輸通路42的波長(zhǎng)色散而產(chǎn)生的各個(gè)光脈沖的展寬進(jìn)行補(bǔ)償。此外，當(dāng)編碼不一致時(shí)，則會(huì)進(jìn)一步沿時(shí)間方向擴(kuò)展。
接著，來(lái)自時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a的光脈沖輸入到采樣FBG型的色散斜率補(bǔ)償器43b時(shí)，根據(jù)該色散斜率補(bǔ)償器43b具有的負(fù)色散斜率，各個(gè)光脈沖寬度壓縮為接近傳送到傳送路42前的狀態(tài)(請(qǐng)參考圖7(a)及(d))。這樣，因?yàn)橛蓚鬏斖?2的波長(zhǎng)色散而產(chǎn)生的各個(gè)光信號(hào)脈沖的時(shí)間展寬被采樣FBG型的色散斜率補(bǔ)償器43b所補(bǔ)償，從而波長(zhǎng)多路脈沖可較好地解碼，并可進(jìn)一步延長(zhǎng)傳送距離。
此外，用于補(bǔ)償色散斜率的色散補(bǔ)償光纖的使用方式(傳統(tǒng)方式)雖然適用于一并補(bǔ)償廣波長(zhǎng)區(qū)域的情況，但均采用大型設(shè)備且價(jià)格昂貴。因此，在接收特定數(shù)量波長(zhǎng)的節(jié)點(diǎn)上使用本發(fā)明的方法及系統(tǒng)具有設(shè)備小型且成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例2圖8是本發(fā)明實(shí)施例2的光編碼多路通信系統(tǒng)(即能夠?qū)嵤?shí)施例2的光編碼多路通信方法的系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖8所示，與將色散斜率補(bǔ)償器(圖3中的43b)設(shè)置于傳輸通路(圖3中的42)的后級(jí)的實(shí)施例1的光編碼多路通信系統(tǒng)相比，實(shí)施例2的不同點(diǎn)在于光編碼多路通信系統(tǒng)將色散斜率補(bǔ)償器51e設(shè)置于傳輸通路52的前級(jí)。
圖8中的多波長(zhǎng)脈沖光源51a、數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器51b、調(diào)制器51c、編碼器51d分別對(duì)應(yīng)于圖3(實(shí)施例1)中的多波長(zhǎng)脈沖光源41a、數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器41b、調(diào)制器41c、編碼器41d。此外，圖8中的傳輸通路52對(duì)應(yīng)于圖3中的傳輸通路42，圖8中的時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器53a對(duì)應(yīng)于圖3中的時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a，圖8中的接收機(jī)54對(duì)應(yīng)于圖3中的接收機(jī)44。另外，圖8中的色散斜率補(bǔ)償器51e取代了圖3中的色散斜率補(bǔ)償器43b。此外，也可將色散斜率補(bǔ)償器51e設(shè)置于編碼器51d的前級(jí)。
由于在實(shí)施例2的光編碼多路通信系統(tǒng)中，色散斜率補(bǔ)償器51e是設(shè)在發(fā)送機(jī)51內(nèi)部，故所有的光脈沖是進(jìn)行對(duì)應(yīng)于傳輸通路52波長(zhǎng)色散的預(yù)脈沖擴(kuò)展壓縮(prechirp)后再傳送。該進(jìn)行預(yù)脈沖擴(kuò)展壓縮后的光編碼信號(hào)傳送至傳輸通路52，由于傳輸通路52的波長(zhǎng)色散，光脈沖的脈沖擴(kuò)展壓縮(chirp)雖然回到原來(lái)的狀態(tài)，但是同樣會(huì)產(chǎn)生與實(shí)施例1相同的波長(zhǎng)間的時(shí)延差。因此，借助時(shí)延差補(bǔ)償功能型解碼器53b來(lái)補(bǔ)償時(shí)延差，就可以得到良好的解碼波形(自相關(guān)波形)。
如以上的說(shuō)明所述，實(shí)施例2可以獲得與實(shí)施例1相同的效果。而且在實(shí)施例2中，由于通過(guò)發(fā)送機(jī)51來(lái)補(bǔ)償色散斜率，通過(guò)接收側(cè)的解碼裝置53來(lái)補(bǔ)償時(shí)延差(即由信號(hào)發(fā)送端和接收端分擔(dān)波長(zhǎng)色散的補(bǔ)償)，被傳送的光脈沖具有預(yù)脈沖擴(kuò)展壓縮的色散特性，對(duì)于嘗試非法訪問的第三者而言制作對(duì)應(yīng)的編碼器具有很大困難，作為編碼通信方式其保密性有所提高。
此外，在實(shí)施例2中除了以上所述的要點(diǎn)外，其余的部分與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3圖9是本發(fā)明實(shí)施例3產(chǎn)光編碼多路通信系統(tǒng)(即能夠?qū)嵤?shí)施例3的光編碼多路通信方法的系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖9所示，與將色散斜率補(bǔ)償器(圖3中的43b)設(shè)于傳輸通路(圖3中的42)的后級(jí)的實(shí)施例1的光編碼多路通信系統(tǒng)相比，實(shí)施例3的不同點(diǎn)在于光編碼多路通信系統(tǒng)將色散斜率補(bǔ)償器61e設(shè)于傳輸通路62的前級(jí)并且將色散斜率補(bǔ)償器63b設(shè)于傳輸通路62的后級(jí)。
圖9中的多波長(zhǎng)脈沖光源61a、數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器61b、調(diào)制器61c、編碼器61d分別對(duì)應(yīng)于圖3(實(shí)施例1)中的多波長(zhǎng)脈沖光源41a、數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生器41b、調(diào)制器41c、編碼器41d。此外，圖9中的傳輸通路62對(duì)應(yīng)于圖3中的傳輸通路42，圖9中的時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器63a對(duì)應(yīng)于圖3中的時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器43a，圖9中的接收機(jī)64對(duì)應(yīng)于圖3中的接收機(jī)44。另外，圖9中的色散斜率補(bǔ)償器61e和63b取代了圖3中的色散斜率補(bǔ)償器43b。此外，也可將色散斜率補(bǔ)償器61e設(shè)于編碼器61d的前級(jí)。而且，也可將色散斜率補(bǔ)償器63b設(shè)于時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器63a的前級(jí)。
在實(shí)施例3的光編碼多路通信系統(tǒng)中，將相當(dāng)于20km的SMF傳輸通路的色散斜率補(bǔ)償器61e設(shè)在發(fā)送機(jī)61內(nèi)部，并將所有的光脈沖進(jìn)行對(duì)應(yīng)于80km傳輸通路62的波長(zhǎng)色散的預(yù)脈沖擴(kuò)展壓縮以后再傳送。由于該進(jìn)行了預(yù)脈沖擴(kuò)展壓縮的光編碼信號(hào)在傳輸通路62上傳送，光脈沖的脈沖擴(kuò)展壓縮會(huì)因傳輸通路62的波長(zhǎng)色散而恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，并且受到相當(dāng)于40km的SMF的波長(zhǎng)色散的影響。雖然各個(gè)光脈沖的寬度與SMF 40km時(shí)相等，但所產(chǎn)生的波長(zhǎng)間的時(shí)延差僅為SMF 80km傳輸通路的量。因此，解碼器3借助相當(dāng)于SMF40km的色散斜率補(bǔ)償器63b以及相當(dāng)于SMF 80km的時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器63a，就可以得到良好的解碼波形(自相關(guān)波形)。
如上所述，實(shí)施例3可以獲得與實(shí)施例1相同的效果。而且在實(shí)施例3中，由于通過(guò)發(fā)送機(jī)61來(lái)補(bǔ)償色散斜率，通過(guò)接收側(cè)的解碼裝置63來(lái)補(bǔ)償時(shí)延差及色散斜率(即由信號(hào)發(fā)送端和接收端分擔(dān)波長(zhǎng)色散的補(bǔ)償)，被傳送的光脈沖具有預(yù)脈沖擴(kuò)展壓縮的色散特性，對(duì)于嘗試非法訪問的第三者而言制作對(duì)應(yīng)的編碼器具有很大困難，作為編碼通信方式其保密性有所提高。
此外，為對(duì)應(yīng)長(zhǎng)距離傳送，必須要增加色散斜率補(bǔ)償器的補(bǔ)償量，這樣會(huì)增大構(gòu)成色散斜率補(bǔ)償器的FBG的全長(zhǎng)，增加制造FBG的難度，而在實(shí)施例3中由于將制造簡(jiǎn)易的長(zhǎng)色散斜率補(bǔ)償器與發(fā)送端和接收端組合起來(lái)使用，而且可以傳送更長(zhǎng)距離的光信號(hào)。
此外，在實(shí)施例3中除了以上所述的要點(diǎn)外，其余的部分與第一或?qū)嵤├?中相同。
權(quán)利要求
1.一種光編碼多路通信方法，其特征在于包括從波長(zhǎng)多路脈沖生成多波長(zhǎng)光脈沖串的步驟；根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式，將所述多波長(zhǎng)光脈沖串經(jīng)傳輸通路加以傳送的步驟；從通過(guò)所述傳輸通路傳送的多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的步驟；補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串的步驟中產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖之間的時(shí)延差的步驟；以及補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串的步驟中產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的光編碼多路通信方法，其特征在于補(bǔ)償所述時(shí)延差的步驟與解碼所述波長(zhǎng)多路脈沖的步驟并行執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光編碼多路通信方法，其特征在于補(bǔ)償所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的時(shí)間展寬的步驟，是在將所述多波長(zhǎng)光脈沖串通過(guò)所述傳輸通路傳送的步驟之前或之后執(zhí)行。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光編碼多路通信方法，其特征在于補(bǔ)償所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的時(shí)間展寬的步驟，是在將所述多波長(zhǎng)光脈沖串通過(guò)所述傳輸通路加以傳送的步驟之前及之后執(zhí)行。
5.一種光編碼多路通信系統(tǒng)，其特征在于包括從波長(zhǎng)多路脈沖生成多波長(zhǎng)光脈沖串的編碼部件；根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式將所述多波長(zhǎng)光脈沖串經(jīng)傳輸通路加以傳送后，從所述多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的解碼部件；補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖之間的時(shí)延差的時(shí)延差補(bǔ)償部件，以及補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)光脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬的波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件。
6.如權(quán)利要求5所述的光編碼多路通信系統(tǒng)，其特征在于所述時(shí)延差補(bǔ)償部件作為所述解碼部件的一部分構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求5或6所述的光編碼多路通信系統(tǒng)，其特征在于所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件設(shè)在所述傳輸通路的前級(jí)或后級(jí)。
8.如權(quán)利要求5或6所述的光編碼多路通信系統(tǒng)，其特征在于所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件設(shè)置在所述傳輸通路的前級(jí)和后級(jí)。
9.如權(quán)利要求5至8中任意一項(xiàng)所述的光編碼多路通信系統(tǒng)，其特征在于所述編碼部件包括分別具有特定反射波長(zhǎng)且縱向排列連接的多個(gè)布拉格光柵，所述解碼部件包括分別具有特定反射波長(zhǎng)且縱向排列連接的多個(gè)布拉格光柵，所述時(shí)延差補(bǔ)償部件具有按照一定間隔來(lái)排列所述解碼部件的多個(gè)布拉格光柵的結(jié)構(gòu)，所述間隔是基于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖間的時(shí)延差來(lái)確定。
10.如權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的光編碼多路通信系統(tǒng)，其特征在于所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件包括采樣布拉格光柵，該布拉格光柵具有反射對(duì)應(yīng)于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的波帶的光的反射率特性，以及具有在對(duì)應(yīng)于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的各波帶域內(nèi)，隨波長(zhǎng)增加，反射光時(shí)延減少的色散斜率的群時(shí)延特性。
11.一種編碼裝置，其中設(shè)有編碼部件，該編碼部件在進(jìn)行根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式經(jīng)傳輸通路傳送波長(zhǎng)多路脈沖生成的多波長(zhǎng)光脈沖串，并從通過(guò)所述傳輸通路傳送的多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的光編碼多路通信時(shí)，生成通過(guò)所述傳輸通路傳送的所述多波長(zhǎng)脈沖串；所述編碼裝置還包括波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件，補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬。
12.如權(quán)利要求11所述的編碼裝置，其特征在于所述編碼部件包括分別具有特定反射波長(zhǎng)縱向排列連接的多個(gè)布拉格光柵。
13.如權(quán)利要求11或12所述的編碼裝置，其特征在于所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件包括采樣布拉格光柵，該布拉格光柵具有反射對(duì)應(yīng)于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的波帶的光的反射率特性，以及具有在對(duì)應(yīng)于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的各波帶內(nèi)與所述傳輸通路正負(fù)相反的色散斜率的群時(shí)延特性。
14.一種解碼裝置，其中設(shè)有解碼部件，該解碼部件在進(jìn)行根據(jù)時(shí)間展寬-波長(zhǎng)跳變方式經(jīng)傳輸通路傳送波長(zhǎng)多路脈沖生成的多波長(zhǎng)光脈沖串，并從通過(guò)所述傳輸通路傳送的多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖的光編碼多路通信時(shí)，從通過(guò)所述傳輸通路傳送的所述多波長(zhǎng)脈沖串解碼出所述波長(zhǎng)多路脈沖；所述解碼裝置還包括時(shí)延差補(bǔ)償部件和波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件，所述時(shí)延差補(bǔ)償部件，補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖間的時(shí)延差；所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件，補(bǔ)償通過(guò)所述傳輸通路傳送所述多波長(zhǎng)脈沖串時(shí)產(chǎn)生的所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各光脈沖的時(shí)間展寬。
15.如權(quán)利要求14所述的解碼裝置，其特征在于所述解碼部件包括分別具有特定反射波長(zhǎng)縱向排列連接的多個(gè)布拉格光柵，所述時(shí)延差補(bǔ)償部件具有按照一定間隔來(lái)排列所述解碼部件的多個(gè)布拉格光柵的結(jié)構(gòu)，所述間隔是基于所述多波長(zhǎng)光脈沖串每一光脈沖間的時(shí)延差來(lái)確定。
16.如權(quán)利要求14或15所述的解碼裝置，其特征在于所述波長(zhǎng)色散補(bǔ)償部件包括采樣布拉格光柵，該布拉格光柵具有反射對(duì)應(yīng)于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的波帶的光的反射率特性，以及具有在對(duì)應(yīng)于所述多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖的各波帶內(nèi)根據(jù)波長(zhǎng)變化來(lái)減少反射光時(shí)延的色散斜率的群時(shí)延特性。
全文摘要
一種可在長(zhǎng)距離上使用時(shí)間展寬－波長(zhǎng)跳變編碼進(jìn)行傳輸?shù)墓饩幋a多路通信方法、光編碼多路通信系統(tǒng)、編碼裝置及解碼裝置，其利用編碼器(41d)從波長(zhǎng)多路脈沖生成多波長(zhǎng)光脈沖串，將時(shí)間展寬－波長(zhǎng)跳變編碼的多波長(zhǎng)光脈沖串通過(guò)傳輸通路(42)傳送，利用時(shí)延差補(bǔ)償型解碼器(43a)來(lái)補(bǔ)償多波長(zhǎng)光脈沖串的各個(gè)光脈沖間的時(shí)延差，并從多波長(zhǎng)光脈沖串解碼出波長(zhǎng)多路脈沖，再利用色散斜率補(bǔ)償器(43b)補(bǔ)償構(gòu)成解碼后的多路波長(zhǎng)脈沖的各個(gè)光脈沖的時(shí)間展寬。
文檔編號(hào)H04J14/08GK1741432SQ20051008824
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月23日
發(fā)明者西木玲彥, 佐佐木健介, 小林秀幸, 沓澤聰子 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社