專利名稱：全光方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速光數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，并且尤其的，涉及全光方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
全光信號(hào)處理是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換(AOWC)，例如，可以用于執(zhí)行透明光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的波長(zhǎng)路由和爭(zhēng)議決定。作為光-電-光(OEO)轉(zhuǎn)換的有前途的替代方式，AOWC可以降低高比特率核心光網(wǎng)絡(luò)的成本和功率消耗。
全光格式轉(zhuǎn)換是包括多種調(diào)制格式的全光網(wǎng)絡(luò)所需要的另一功能。例如，全光開關(guān)鍵控(OOK)到相移鍵控(PSK)轉(zhuǎn)換器可以無(wú)縫地集成OOK網(wǎng)絡(luò)和PSK網(wǎng)絡(luò)。全光OOK到PSK轉(zhuǎn)換器還可以有利地用在全光模式識(shí)別電路中，因?yàn)槭褂萌庀嚓P(guān)器的無(wú)源模式識(shí)別優(yōu)選的使用PSK。由于PSK格式信號(hào)的恒定強(qiáng)度模式，PSK在半導(dǎo)體光放大器(SOA)用作光放大器的情況中是優(yōu)選的。
全光邏輯運(yùn)算，例如XOR、AND、OR是建立全光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要部件，其中期望在光學(xué)層面上執(zhí)行分組路由、數(shù)據(jù)緩沖和波長(zhǎng)變換。例如，XOR運(yùn)算對(duì)于標(biāo)簽識(shí)別和交換、模式產(chǎn)生、以及奇偶校驗(yàn)特別有用。例如，XOR邏輯單元是偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)發(fā)生器和光學(xué)半加法器的關(guān)鍵組成部件。
集成的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備技術(shù)是成熟的并且已經(jīng)對(duì)在SOA中使用非線性光學(xué)的光信號(hào)處理進(jìn)行了很多研究。然而，由慢載波恢復(fù)引起的SOA的模式依賴已經(jīng)是限制基于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的全光邏輯運(yùn)算的速度的關(guān)鍵因素。然而，由于占主要地位的光學(xué)非線性(例如交叉增益調(diào)制(XGM)或交叉相位調(diào)制(XPM))被強(qiáng)度調(diào)制所調(diào)停并且對(duì)光相位不敏感，現(xiàn)有的基于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的全光信號(hào)處理方法更適合OOK而不是PSK。
期望一種有效的、能夠應(yīng)用到多種調(diào)制格式并且具有降低的模式依賴的全光信號(hào)處理方法。例如，由于與OOK相比的較好性能，差分相移鍵控(DPSK)逐漸被認(rèn)為是用于高比特率(例如，≥10Gb/s)光傳輸?shù)挠邢Ｍ恼{(diào)制格式。考慮DPSK對(duì)高速光網(wǎng)絡(luò)的重要性，非常期望一種用于DPSK的有效的AOWC方法。與示意的用于OOK的幾種AOWC方法形成對(duì)比，用于DPSK的示意的幾種AOWC方法基于光纖或者半導(dǎo)體光放大器(SOA)中的四波混頻(FWM)。依賴于強(qiáng)度的光學(xué)非線性，例如交叉增益調(diào)制(XGM)和交叉相位調(diào)制(XPM)，由于它們的相位不敏感性，通常被認(rèn)為不適用于DPSK的AOWC。然而，F(xiàn)WM具有較高的偏振敏感，并且其轉(zhuǎn)換效率通常小于通過(guò)SOA中用XGM或者XPM獲得的轉(zhuǎn)換效率。此外，由于相對(duì)高的放大的自發(fā)發(fā)射，SOA中的FWM還遭受較高的OSNR退化。


發(fā)明內(nèi)容
在典型實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于把開關(guān)鍵控(OOK)格式的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相移鍵控(PSK)格式的信號(hào)的全關(guān)轉(zhuǎn)換的方法和系統(tǒng)。OOK到PSK轉(zhuǎn)換器的典型實(shí)施例使用了差分驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體光放大器(SOA)馬赫-曾德干涉計(jì)(MZI)中的交叉增益調(diào)制(XGM)和交叉相位調(diào)制(XPM)。
在本發(fā)明的另一方面中，典型的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器用在差分相移鍵控(DPSK)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換(AOWC)系統(tǒng)中。依照本發(fā)明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的典型實(shí)施例包括硅平面光波電路(PLC)延遲線干涉計(jì)(DI)前端，其把輸入DPSK信號(hào)解調(diào)為差分地驅(qū)動(dòng)OOK到PSK轉(zhuǎn)換器的OOK二進(jìn)制數(shù)據(jù)流及其互補(bǔ)(complement)。所有的光學(xué)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在集成的平臺(tái)上。
在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明OOK到PSK轉(zhuǎn)換方法和系統(tǒng)可以用于實(shí)現(xiàn)多種全光邏輯功能，包括，例如，全光異或(XOR)和全光偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)發(fā)生器。
本發(fā)明還降低了模式依賴，使其比已知方式更適合針對(duì)需要高比特率操作的應(yīng)用來(lái)用于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備。



圖1是依照本發(fā)明的全光OOK到PSK轉(zhuǎn)換器的典型實(shí)施例的示意圖。
圖2A-2D顯示了組合器之前的光信號(hào)以及圖1的轉(zhuǎn)換器的最后輸出脈沖的電場(chǎng)。
圖3顯示了依照本發(fā)明的全光DPSK波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的典型實(shí)施例。
圖4顯示了依照本發(fā)明的全光XOR門的典型實(shí)施例。
圖5顯示了依照本發(fā)明的全光雙格式PRBS發(fā)生器的典型實(shí)施例。

具體實(shí)施例方式 圖1示出了全光開關(guān)鍵控(OOK)到相移鍵控(PSK)轉(zhuǎn)換器100的典型實(shí)施例。轉(zhuǎn)換器100包括由OOK格式信號(hào)A和其互補(bǔ)(A)驅(qū)動(dòng)的差分輸入級(jí)120。差分輸入級(jí)120的第一輸出耦合到第一半導(dǎo)體光放大器(SOA)131并且輸入級(jí)120的第二輸出耦合到第二SOA132。SOA 131和132被相同的連續(xù)波(CW)激光驅(qū)動(dòng)。第二SOA 132的輸出耦合到移相器135，移相器135提供了π弧度的額定相位偏移。移相器135的輸出和第一SOA 131的輸出被組合器137組合以提供轉(zhuǎn)換器100的輸出。
在典型實(shí)施例中，SOA-MZI被實(shí)現(xiàn)為通過(guò)對(duì)接耦合(butt-couple)一排InP SOA陣列與輸入和輸出硅PLC波導(dǎo)來(lái)制造的混合設(shè)備?？梢酝ㄟ^(guò)使用光纖延遲線傳統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)差分輸入級(jí)120?？商娲模梢詫?shí)現(xiàn)單片集成設(shè)備，其中SOA-MZI和差分輸入級(jí)制作在InP設(shè)備上。還可以使用傳統(tǒng)部件實(shí)現(xiàn)SOA131，132，移相器135和組合器137。這些部件還可以制作為集成的部件。
注意盡管顯示了連續(xù)波(CW)信號(hào)被提供到SOA，也可以使用其它周期信號(hào)，例如光脈沖序列。
現(xiàn)在參考圖2A-2D描述OOK到PSK轉(zhuǎn)換器100的操作。當(dāng)A＝1時(shí)，在A輸入存在一個(gè)脈沖并且在互補(bǔ)輸入A沒(méi)有脈沖。位于A的脈沖被分割并被差分輸入級(jí)120差分的延遲，從而應(yīng)用于第二SOA 132輸入端的脈沖相對(duì)于應(yīng)用于第一SOA 131的脈沖被延遲。差分延遲(τ)基本上與OOK脈沖的標(biāo)稱寬度相同。例如對(duì)于40Gb/s歸零(RZ)OOK，差分延遲的典型值大約為8ps。在第一SOA 131輸出端的產(chǎn)生的電場(chǎng)幅度在圖2A中顯示為231，而移相器135輸出端的產(chǎn)生的電場(chǎng)幅度在圖2A中顯示為235。信號(hào)231具有相位

，而信號(hào)235具有相位

。相位

是由于SOA中的交叉相位調(diào)制(XPM)產(chǎn)生的非線性相移。由于信號(hào)231和235之間的π弧度的相位差和τ時(shí)間差，它們被組合器137相消地組合從而產(chǎn)生圖2B所示的輸出信號(hào)237(即，在輸出端的電場(chǎng)的幅度)。產(chǎn)生的輸出信號(hào)237具有大約為τ的脈沖持續(xù)時(shí)間和相位

。
當(dāng)A＝0時(shí)，在轉(zhuǎn)換器100的互補(bǔ)輸入A存在脈沖并且在輸入A沒(méi)有脈沖。在A的脈沖被分割并且被差分輸入級(jí)120差分延遲，從而應(yīng)用于第一SOA 131輸入端的脈沖相對(duì)于應(yīng)用于第二SOA 132的脈沖被延遲。圖2C的231顯示了第一SOA 131輸出端的產(chǎn)生的電場(chǎng)幅度，而圖2C的235顯示了移相器135輸出端的產(chǎn)生的電場(chǎng)幅度。信號(hào)231具有相位

，而信號(hào)235具有相位

。由于信號(hào)231和235之間的π弧度相位差和τ時(shí)間差，它們被組合器137相消地組合，從而產(chǎn)生圖2D所示的輸出信號(hào)237。在這種情況下，產(chǎn)生的輸出信號(hào)237具有大約為τ的脈沖持續(xù)時(shí)間和相位
因此，當(dāng)在轉(zhuǎn)換器100的OOK輸出端A＝1時(shí)，轉(zhuǎn)換器100的輸出具有相位

，而當(dāng)在OOK輸入端A＝0時(shí)，輸出具有相位

。OOK格式的輸入因此被轉(zhuǎn)換成PSK格式的輸出。
眾所周知的，輸入信號(hào)A，A將經(jīng)過(guò)SOA傳播并出現(xiàn)在SOA的輸出端。因此，位于轉(zhuǎn)換器100輸入端的OOK輸入信號(hào)將在某種程度上在轉(zhuǎn)換器的輸出端出現(xiàn)。用于解決輸入信號(hào)的前向反饋的一種方式是對(duì)SOA 131，132采用與輸入OOK信號(hào)(λ1)不同波長(zhǎng)(λ2)的CW激光器。光帶通濾波器(OBPF)140可以被放置在輸出端以通過(guò)在第二波長(zhǎng)λ2調(diào)制的PSK輸出同時(shí)阻止位于第一波長(zhǎng)λ1的OOK輸入信號(hào)。在這種實(shí)現(xiàn)方式中，除了把OOK轉(zhuǎn)換為PSK外，轉(zhuǎn)換器100還可用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器(即，從λ1到λ2)。如果并不期望波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，則可以采用用于消除輸入信號(hào)前向反饋的其它已知技術(shù)，例如使用不同偏振的CW激光、反轉(zhuǎn)(reverse)SOA的CW輸入和輸出信號(hào)、或使用兩個(gè)級(jí)聯(lián)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，其中第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器恢復(fù)原始信號(hào)波長(zhǎng)。
在依照本發(fā)明的其它典型實(shí)施例中，可以去除移相器135并且通過(guò)向SOA131，132提供不同的偏置電流和/或溫度引入相移。
在另一典型實(shí)施例中，SOA可以被其它非線性光學(xué)部件替代，例如，包括吸收性設(shè)備，例如電吸收調(diào)制器。
本發(fā)明的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器的一個(gè)有利特征是其對(duì)通常由SOA經(jīng)歷的模式依賴不敏感。如上所述，SOA 131和132都在每個(gè)比特周期接收OOK脈沖，同時(shí)比特周期之間的變化僅僅是脈沖的相對(duì)時(shí)間。因此，模式依賴性在本發(fā)明的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器中不太是關(guān)切的問(wèn)題，從而避免了使用不太傾向于模式依賴的更快的SOA的需求。
本發(fā)明的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器可以用在多種應(yīng)用中。在本發(fā)明的另一方面中，基于本發(fā)明的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器提供全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器(AOWC)。
圖3是用于差分相移鍵控(DPSK)格式信號(hào)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器300的典型實(shí)施例的示意表示。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器300包括一比特延遲干涉計(jì)(DI)310，干涉計(jì)310具有耦合到上面所述實(shí)現(xiàn)的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器320輸入端的差分輸出?？梢允褂脤?duì)于40Gb/s信號(hào)具有25ps標(biāo)稱延遲的硅平面光波電路(PLC)實(shí)現(xiàn)DI310。
當(dāng)DPSK格式的信號(hào)被應(yīng)用于DI 310的輸入端時(shí)，其在DI的輸出端被轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)的OOK格式信號(hào)。DI 310因此用作DPSK到OOK轉(zhuǎn)換器。DI 310的互補(bǔ)OOK輸出然后驅(qū)動(dòng)OOK到PSK轉(zhuǎn)換器320，如上所述轉(zhuǎn)換器320在其輸出端執(zhí)行把OOK信號(hào)轉(zhuǎn)換為PSK的操作。通過(guò)在OOK到PSK轉(zhuǎn)換器320中使用與輸入DPSK信號(hào)的波長(zhǎng)λ1不同的波長(zhǎng)λ2的連續(xù)波(CW)，轉(zhuǎn)換器300可以執(zhí)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。因此執(zhí)行從波長(zhǎng)λ1的DPSK已調(diào)載波到波長(zhǎng)λ2的PSK已調(diào)載波的轉(zhuǎn)換。此外，如上所述，OOK到PBS轉(zhuǎn)換器320可包括位于其輸出端的OBPF，OBPF通過(guò)在波長(zhǎng)λ2調(diào)制的PSK信號(hào)并阻止在波長(zhǎng)λ1調(diào)制的OOK信號(hào)。這兩個(gè)波長(zhǎng)最好被選為位于SOA的增益帶寬內(nèi)，并且OBPF應(yīng)當(dāng)被選擇以使得兩個(gè)波長(zhǎng)足夠分離。例如，100GHz分離對(duì)于區(qū)分8ps RZ脈沖的兩個(gè)40Gb/s信號(hào)是足夠的。準(zhǔn)確的分離將取決于在傳輸中可以容忍多大的線性串?dāng)_(cross talk)。OBPF可以以已知的方式實(shí)現(xiàn)。
如上所述，數(shù)據(jù)編碼被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器300從DPSK轉(zhuǎn)化為PSK。輸入DPSK信號(hào)的數(shù)據(jù)序列Pn以及波長(zhǎng)被轉(zhuǎn)換的輸出PSK信號(hào)的數(shù)據(jù)序列P′n如下地相關(guān) 其中(1) 同樣的，如果D′n是最終從P′n獲得的數(shù)據(jù)序列，則下述關(guān)系適用 (2) 因此等式2顯示了DPSK格式的數(shù)據(jù)流應(yīng)當(dāng)如何被預(yù)先編碼從而當(dāng)其被轉(zhuǎn)換器300處理時(shí)，將在接收機(jī)產(chǎn)生預(yù)期的數(shù)據(jù)序列。
更普遍的，如果N是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間期望的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的數(shù)目，則在發(fā)射機(jī)處的初始數(shù)據(jù)序列Pn以及被發(fā)送到接收機(jī)的數(shù)據(jù)Dn的關(guān)系如下 (3) 數(shù)據(jù)編碼的改變可以通過(guò)上述預(yù)編碼或者通過(guò)后檢測(cè)數(shù)據(jù)處理解決。
在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器可以用于實(shí)現(xiàn)全光邏輯，例如全光異或(XOR)功能。圖4顯示了使用依照本發(fā)明的第一OOK到PSK轉(zhuǎn)換器401和第二OOK到PSK轉(zhuǎn)換器402實(shí)現(xiàn)的全光XOR邏輯塊的典型實(shí)施例。π弧度移相器406被耦合到OOK到PSK轉(zhuǎn)換器之一的輸出端，在這里耦合到402。轉(zhuǎn)換器401和移相器406的輸出被組合器403組合。組合器403具有相消(deconstructive)輸出端口404和相長(zhǎng)(constructive)輸出端口405。提供互補(bǔ)輸出端口考慮到了上面實(shí)現(xiàn)的多個(gè)邏輯塊的現(xiàn)成級(jí)聯(lián)。還可以通過(guò)使用反相器獲得互補(bǔ)輸入和輸出。
如上所述，當(dāng)輸入A和B具有相同值時(shí)，OOK到PSK轉(zhuǎn)換器401和402的輸出將具有相同的相位。當(dāng)被組合器403組合時(shí)，轉(zhuǎn)換器401和402的輸出將因此相長(zhǎng)地干涉，導(dǎo)致在相長(zhǎng)端口405有輸出脈沖而在相消端口404沒(méi)有光脈沖。相反地，當(dāng)輸入A和B具有不同值時(shí)，OOK到PSK轉(zhuǎn)換器401和402的輸出相位將具有π弧度的差，在這種情況下，當(dāng)被組合器403組合時(shí)，它們將相消地干涉，導(dǎo)致在相消端口404有輸出脈沖而在相長(zhǎng)端口(405)沒(méi)有光脈沖。因此，

是經(jīng)端口405的輸出并且

是經(jīng)端口404的輸出。
為了防止輸入OOK信號(hào)A，A以及B，B的前向反饋，OOK到PSK轉(zhuǎn)換器401，402可以由具有與調(diào)制輸入信號(hào)的波長(zhǎng)不同的波長(zhǎng)的CW激光驅(qū)動(dòng)。用于阻止輸入信號(hào)同時(shí)通過(guò)輸出信號(hào)的OBPF可以被放置在每個(gè)轉(zhuǎn)換器401，402的輸出端或者在組合器403之后。在可替代方式中，還可以使用上述其它技術(shù)。
本領(lǐng)域公知的XOR功能是包括偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)產(chǎn)生、奇偶校驗(yàn)和半加法器以及其他多種功能的關(guān)鍵邏輯元件。
可以使用線性光移位寄存器并且在移位寄存器的一端反饋回XOR輸出結(jié)果以及至少一個(gè)分接點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生光學(xué)PRBS。在A.J.Poustie等的“All-opticalpseudorandom number generator”，Optics Communication 159(1999)，pp.208-214中描述了PBRS產(chǎn)生的全光實(shí)現(xiàn)，其中使用基于SOA的開關(guān)門實(shí)現(xiàn)OOK XOR邏輯。然而，還沒(méi)有針對(duì)OOK以外提出光PRBS發(fā)生器。在典型實(shí)施例中，本發(fā)明提供了多格式(例如OOK和PSK)PRBS發(fā)生器，其具有降低的模式依賴并且因此可能用于更高操作速度。
圖5顯示了依照本發(fā)明的全光PRBS發(fā)生器500的典型實(shí)施例的示意表示。PRBS發(fā)生器500包括上面實(shí)現(xiàn)的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520，轉(zhuǎn)換器520的輸出經(jīng)反饋環(huán)路550耦合到分接延遲干涉計(jì)(DI)510。例如，反饋環(huán)路550可例如通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)。在圖5的實(shí)施例中，光學(xué)帶通濾波器OBPF 540被包括在OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520的輸出端。
移位寄存器環(huán)路的長(zhǎng)度(在圖5中顯示為虛線路徑)等于N比特并且DI510的時(shí)間延遲是m比特。例如，N＝15以及m＝1將產(chǎn)生長(zhǎng)度為215-1的PRBS。
位于反饋環(huán)路末端的輸出以及分接延遲的分接點(diǎn)之間的XOR運(yùn)算在DI510輸出端的方向性耦合器處完成。注意此XOR是結(jié)合圖4所述的普通XOR運(yùn)算的特殊情況。在圖4中，兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)信號(hào)A和B之間的XOR是通過(guò)干涉兩個(gè)轉(zhuǎn)換的PSK信號(hào)ejπA和ejπB實(shí)現(xiàn)的。在PRBS發(fā)生器500中，XOR處于相同數(shù)據(jù)序列A的兩個(gè)元素AN和AN-m之間。因此，只有一個(gè)OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520和延遲線干涉計(jì)510足以完成該操作。
PBRS發(fā)生器500可以從電路內(nèi)的噪聲積累自啟動(dòng)并產(chǎn)生非最大長(zhǎng)度(除了2N-1)或最大長(zhǎng)度(2N-1)PBRS。可替代的，可以通過(guò)應(yīng)用合適的時(shí)間觸發(fā)脈沖強(qiáng)制發(fā)生器500產(chǎn)生最大長(zhǎng)度PRBS。應(yīng)用該觸發(fā)脈沖的一個(gè)可能點(diǎn)是如圖5所示的OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520的非反轉(zhuǎn)輸入。
DI 510的輸出耦合到OOK波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器塊530，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器塊530然后被耦合到OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520的輸入。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器塊530包括耦合到DI 510的非反向輸出A的第一全光OOK波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器(WC)531以及耦合到DI 510的互補(bǔ)輸出A的第二全光WC 532。WC 531和532的輸出反過(guò)來(lái)分別耦合到光帶通濾波器(OBPF)533和534。
WC 531和532被第一波長(zhǎng)λ1的CW激光驅(qū)動(dòng)，而OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520被第二波長(zhǎng)λ2的CW激光驅(qū)動(dòng)。由OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520產(chǎn)生并通過(guò)反饋環(huán)路550反饋到DI 510的PSK格式的信號(hào)將具有波長(zhǎng)λ2。DI 510的互補(bǔ)OOK輸出A，A也將具有波長(zhǎng)λ2。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器531，532產(chǎn)生在波長(zhǎng)λ1調(diào)制的OOK格式信號(hào)A，A。由于在波長(zhǎng)λ2調(diào)制的最初信號(hào)A，A可以通過(guò)WC 531，532前向反饋，包括OBPF 533和534以通過(guò)λ1調(diào)制的OOK信號(hào)A，A，而阻止λ2調(diào)制的OOK信號(hào)A，A。相似的，由于在波長(zhǎng)λ1調(diào)制的OOK信號(hào)A，A可以通過(guò)OOK到PSK轉(zhuǎn)換器520的SOA前向反饋，提供OBPF 540以通過(guò)λ2調(diào)制的PSK信號(hào)同時(shí)阻止λ1調(diào)制的OOK信號(hào)A，A。
注意，本發(fā)明的PRBS發(fā)生器的有利特征是能夠提供OOK或者DPSK/PSK格式的輸出。在圖5中顯示了可從中輸出OOK和PSK信號(hào)的發(fā)生器500的位置。因此，本發(fā)明的PRBS發(fā)生器可以被稱為雙格式全光PRBS發(fā)生器。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以清楚，可以有實(shí)現(xiàn)上述各種設(shè)備的幾種等效拓?fù)?。例如，各種光學(xué)部件，例如，SOA、光學(xué)耦合器、光學(xué)帶通濾波器等被放置的順序和方向可以被改變以實(shí)現(xiàn)基本相同的功能，該等同物可以由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)并落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)明白上述實(shí)施例僅僅是可以示意本發(fā)明的應(yīng)用的幾種特定實(shí)施例的示意。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行多種和改變的其它裝置。
權(quán)利要求
1、一種全光系統(tǒng)，包括
第一延遲單元，所述第一延遲單元延遲第一信號(hào)以產(chǎn)生延遲的第一信號(hào)；
第二延遲單元，所述第二延遲單元延遲第二信號(hào)以產(chǎn)生延遲的第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)是所述第一信號(hào)的反轉(zhuǎn)，從而當(dāng)所述第一信號(hào)處于第一狀態(tài)時(shí)，所述第二信號(hào)處于第二狀態(tài)，并且當(dāng)所述第一信號(hào)處于所述第二狀態(tài)時(shí)，所述第二信號(hào)處于所述第一狀態(tài)；
第一非線性單元，所述第一非線性單元接收所述第一信號(hào)、所述延遲的第二信號(hào)以及周期性光信號(hào)；
第二非線性單元，所述第二非線性單元接收所述第二信號(hào)、所述延遲的第一信號(hào)以及所述周期性光信號(hào)；以及
組合器，所述組合器組合所述第一非線性單元的輸出信號(hào)以及相對(duì)于所述第一非線性單元的所述輸出信號(hào)相移的所述第二非線性單元的輸出信號(hào)，從而產(chǎn)生系統(tǒng)輸出信號(hào)。
2、如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括耦合到所述第二非線性單元的輸出的移相器，用于相對(duì)于所述第一非線性單元的輸出相移所述第二非線性單元的輸出。
3、如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述周期性光信號(hào)包括連續(xù)波信號(hào)。
4、如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二非線性單元中的至少一個(gè)包括半導(dǎo)體光放大器。
5、如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二信號(hào)是開關(guān)鍵控(OOk)信號(hào)并且所述系統(tǒng)輸出信號(hào)是相移鍵控(PSK)信號(hào)。
6、如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括延遲線干涉計(jì)，其中所述延遲線干涉計(jì)根據(jù)差分PSK(DPSK)輸入信號(hào)產(chǎn)生所述第一和第二信號(hào)。
7、如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)輸出信號(hào)的當(dāng)前數(shù)據(jù)內(nèi)容等同于所述DPSK輸入信號(hào)的當(dāng)前數(shù)據(jù)內(nèi)容和所述DPSK輸入信號(hào)的之前數(shù)據(jù)內(nèi)容的異或。
8、一種全光信號(hào)處理方法，包括
延遲第一信號(hào)以產(chǎn)生延遲的第一信號(hào)；
延遲第二信號(hào)以產(chǎn)生延遲的第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)是所述第一信號(hào)的反轉(zhuǎn)，從而當(dāng)所述第一信號(hào)處于第一狀態(tài)時(shí)，所述第二信號(hào)處于第二狀態(tài)，并且當(dāng)所述第一信號(hào)處于所述第二狀態(tài)時(shí)，所述第二信號(hào)處于所述第一狀態(tài)；
當(dāng)所述第一信號(hào)處于所述第一狀態(tài)時(shí)用所述第一信號(hào)調(diào)制周期性光信號(hào)，并且當(dāng)所述第一信號(hào)處于所述第二狀態(tài)時(shí)用所述延遲的第二信號(hào)調(diào)制周期性光信號(hào)，以產(chǎn)生第一已調(diào)信號(hào)；
當(dāng)所述第一信號(hào)處于所述第二狀態(tài)時(shí)用所述第二信號(hào)調(diào)制周期性光信號(hào)，并且當(dāng)所述第一信號(hào)處于所述第一狀態(tài)時(shí)用所述延遲的第一信號(hào)調(diào)制周期性光信號(hào)，以產(chǎn)生第二已調(diào)信號(hào)；
相對(duì)于所述第一已調(diào)信號(hào)相移所述第二已調(diào)信號(hào)；以及
組合所述第一和第二已調(diào)信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
9、如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一和第二信號(hào)是開關(guān)鍵控(OOk)信號(hào)并且所述輸出信號(hào)是相移鍵控(PSK)信號(hào)。
10、如權(quán)利要求8所述的方法，包含根據(jù)差分PSK(DPSK)輸入信號(hào)產(chǎn)生所述第一和第二信號(hào)。
全文摘要
一種全光調(diào)制格式轉(zhuǎn)換器，用于把以開關(guān)鍵控(OOK)格式調(diào)制的光學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相移鍵控(PSK)格式。OOK到PSK轉(zhuǎn)換器可以被耦合到延遲線干涉計(jì)，從而為差分PSK(DPSK)提供全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器。OOK到PSK轉(zhuǎn)換器還可用在包括，例如，異或(XOR)邏輯、移位寄存器和偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)發(fā)生器的各種功能的全光實(shí)現(xiàn)中。
文檔編號(hào)H04B10/155GK101258699SQ200680023422
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
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