專利名稱：光分組的提取裝置和提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種光分組的提取裝置和提取方法。
背景技術(shù)：
在光分組網(wǎng)和光傳送網(wǎng)中，光分組或光信號幀到達(dá)網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點時，需進(jìn)行信頭 或標(biāo)簽的辨識、更新、奇偶校驗等快速操作?？梢詾樘崛r鐘脈沖或者提取光信頭或光標(biāo) 簽。以提取時鐘脈沖為例，而這些操作的前提是快速找到光分組或光信號幀的起始位置，進(jìn) 而生成同步用的時鐘信號。超大容量的光網(wǎng)絡(luò)要求交換節(jié)點的同步過程以超高的速度完成，并要求交換節(jié)點 在幾百納秒內(nèi)完成對光分組或光信號幀的處理過程。這一過程的前提是對到達(dá)節(jié)點的光 分組或光信號幀進(jìn)行分組級或幀級的同步，即辨識出每個光分組或光信號幀的起始位置。一般的同步機(jī)制需要從網(wǎng)絡(luò)上級節(jié)點向下級節(jié)點傳輸一路時鐘信號，對時鐘信號 進(jìn)行鎖定進(jìn)而實現(xiàn)同步。目前，光鎖相環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)精確的時鐘同步，但由于相位識別和鎖定 時間較長，它不適用于高速光網(wǎng)絡(luò)。自同步方案不需專門傳送時鐘信號，從接收到的光分組 或光信號幀中提取出光分組或光信號幀中代表起始位置的光脈沖，這里稱為標(biāo)志脈沖，并 借以生成各種本地時鐘。自同步方案的優(yōu)點包括節(jié)省帶寬，速率較快，支持不同的比特速 率，利于實現(xiàn)自動交換和自動路由，能夠容忍較大的定時抖動等。目前已有若干種提取光分組的方案，例如現(xiàn)有的自同步方案主要在一連串的光信 號中引入波長、極化、比特率或強(qiáng)度不同于其它比特脈沖的標(biāo)志脈沖，利用波長、極化、速率 和強(qiáng)度鑒別裝置把標(biāo)志脈沖提取出來。在實際的網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)志脈沖與其它脈沖的這些物理 差別不僅會使光信號的產(chǎn)生和傳輸復(fù)雜化，還會破壞標(biāo)志脈沖與其它脈沖之間的定時關(guān) 系，實現(xiàn)方案復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種實現(xiàn)簡單的光分組的提取裝置和提取方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供技術(shù)方案如下一方面，提供一種光分組的提取裝置，包括第一光耦合器、第二光耦合器、第一半 導(dǎo)體光放大器、第二半導(dǎo)體光放大器以及光時延線；所述第一光耦合器的輸入端輸入由光脈沖序列構(gòu)成的光分組；所述第一光耦合器的第一輸出端通過所述第一半導(dǎo)體光放大器連接所述第二光 耦合器的第一輸入端；所述第一光耦合器的第二輸出端通過串聯(lián)的所述光時延線和所述第二半導(dǎo)體光 放大器連接第二光耦合器的第二輸入端；所述第二光耦合器用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。所述第一光耦合器的第二輸出端通過串聯(lián)的光時延線和第二半導(dǎo)體光放大器連 接第二光耦合器的第二輸入端具體為
所述第一光耦合器的第二輸出端通過所述光時延線連接所述第二半導(dǎo)體光放大 器，所述第二半導(dǎo)體光放大器的輸出端連接所述第二光耦合器的第二輸入端；或所述第一光耦合器的第二輸出端通過所述第二半導(dǎo)體光放大器連接所述光時延 線，所述光時延線的輸出端連接所述第二光耦合器的第二輸入端。所述第二光耦合器用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出 所述光分組的第一個光脈沖；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢 復(fù)時間均大于所述光分組的光脈沖間隔；所述光分組之間的保護(hù)時間大于第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二半 導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光時延線用于控制所述第二光耦合器的第一輸入端輸入的光脈沖和第二輸 入端輸入的光脈沖到達(dá)所述第二光耦合器的時間差，所述時間差小于所述光分組的光脈沖寬度。所述光時延線控制所述第一光耦合器的第一輸出端輸出的第一光脈沖序列的第 一個光脈沖與第一光耦合器的第二輸出端輸出的第二光脈沖序列的第一個光脈沖在所述 第二光耦合器中干涉時的相位差，所述相位差為n的奇數(shù)倍。所述第二光耦合器用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出 所述光標(biāo)簽光脈沖序列；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列包括光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的間隔大于所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和 第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光 放大器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3 倍；所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍；所述光標(biāo)簽的調(diào)制速率小于所述凈荷的調(diào)制速率；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之間的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大器和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光分組之間的保護(hù)時間大于所述第一半導(dǎo)體光放大器和第二半導(dǎo)體光放大 器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的第一個比特和 最后一個比特都是1 ；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光時延線的時延量小于所述光 分組的光脈沖的寬度。所述第一半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)和所述第二半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)相 同；所述工作參數(shù)包括半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、外部偏置電流、增益以及增益恢 復(fù)時間。另一方面，提供一種光分組的提取方法，包括由光脈沖序列構(gòu)成的光分組輸入第一光耦合器的輸入端；所述光分組被第一光耦合器分成相同的兩份分組子信號，分別為第一光分組子信 號和第二光分組子信號；所述第一光分組子信號被第一半導(dǎo)體光放大器增益，生成增益的第一光分組子信 號，所述第二光分組子信號經(jīng)過光時延線的時延處理和第二半導(dǎo)體光放大器的增益 處理后，生成增益的第二光分組子信號；所述增益的第一光分組子信號輸入第二光耦合器的第一輸入端；所述增益的第二 光分組子信號輸入所述第二光耦合器的第二輸入端；所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出 所述光分組的第一個光脈沖；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢 復(fù)時間均大于所述光分組的光脈沖間隔；所述光分組之間的保護(hù)時間大于第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二半 導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光時延線用于控制所述第二光耦合器的第一輸入端輸入的光脈沖和第二輸 入端輸入的光脈沖到達(dá)所述第二光耦合器的時間差，所述時間差小于所述光分組的光脈沖寬度。
所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述光標(biāo)簽光脈沖序列；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列包括光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的間隔大于所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和 第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光 放大器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3 倍；所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍；所述光標(biāo)簽的調(diào)制速率小于所述凈荷的調(diào)制速率；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之 間的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大器和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光分組之間的保護(hù)時間大于所述第一半導(dǎo)體光放大器和第二半導(dǎo)體光放大 器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的第一個比特和 最后一個比特都是1 ；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于IOOfJ ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光時延線的時延量小于所述光 分組的光脈沖的寬度。所述第一半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)和所述第二半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)相 同；所述工作參數(shù)包括半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、外部偏置電流、增益以及增益恢 復(fù)時間。所述第二光分組子信號經(jīng)過光時延線的時延處理和第二半導(dǎo)體光放大器增益處 理后，生成增益的第二光分組子信號的步驟具體為所述第二光分組子信號先經(jīng)過光時延線的時延處理，再經(jīng)過第二半導(dǎo)體光放大器 的增益處理后，生成增益的第二光分組子信號；或所述第二光分組子信號先經(jīng)過第二半導(dǎo)體光放大器的增益處理，再經(jīng)過光時延線 的時延處理后，生成增益的第二光分組子信號。本發(fā)明的實施例具有以下有益效果上述方案中，所述第一光耦合器的輸入端輸入由光脈沖序列構(gòu)成的光分組；所述 第一光耦合器的第一輸出端通過所述第一半導(dǎo)體光放大器連接所述第二光耦合器的第一 輸入端；所述第一光耦合器的第二輸出端通過串聯(lián)的所述光時延線和所述第二半導(dǎo)體光放 大器連接第二光耦合器的第二輸入端；所述第二光耦合器用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分 離所述光分組。連接結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)比較容易。


圖1為本發(fā)明所述的光分組的提取裝置一實施例的連接示意圖；圖2為本發(fā)明所述的光分組的提取裝置另一實施例的連接示意圖；圖3為本發(fā)明所述的光分組的提取方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明應(yīng)用場景的分組級或幀級的光域自同步時鐘提取裝置框圖；圖5為圖4中分組級或真機(jī)的自同步時鐘提取裝置的仿真片段，其中(a)為光分 組或光信號幀信頭的前8個比特(11001011) ； (b)為通過半導(dǎo)體光放大器(S0A)之后的輸 出 ’ (c)為S0A-MZI結(jié)構(gòu)所提取的同步時鐘；圖6示出了經(jīng)過兩個級聯(lián)的S0A-MZI結(jié)構(gòu)后，提取出的自同步時鐘；圖7示出了本發(fā)明所述的光分組的提取方法的第二應(yīng)用場景中，輸入的光分組信 號的脈沖仿真圖，輸入的光分組信號為111011001101010，該應(yīng)用場景提取光標(biāo)簽/信頭；圖8示出了圖7的應(yīng)用場景中，提取出的光標(biāo)簽/信頭脈沖仿真圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的實施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合 附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的實施例針對現(xiàn)有技術(shù)中提取脈沖的方案比較復(fù)雜的技術(shù)問題而的問題， 提供一種光分組的提取裝置和方法。一方面，如圖1或圖2所示，提供一種光分組的提取裝置10，包括第一光耦合器 20、第二光耦合器60、第一半導(dǎo)體光放大器30、第二半導(dǎo)體光放大器50以及光時延線40 ；所述第一光耦合器20的輸入端輸入由光脈沖序列構(gòu)成的光分組；所述第一光耦 合器20的輸入端可以為第一輸入端，也可以為第二輸入端。所述第一光耦合器20的第一輸出端通過所述第一半導(dǎo)體光放大器30連接所述第 二光耦合器60的第一輸入端；所述第一光耦合器20的第二輸出端通過串聯(lián)的所述光時延線40和所述第二半導(dǎo) 體光放大器50連接第二光耦合器60的第二輸入端；所述第二光耦合器60用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。上述方案連接結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)比較容易。所述第二光耦合器60具體為第二光耦合器60對第二增益光分組與經(jīng)過延時后 的第一增益光分組，進(jìn)行干涉增強(qiáng)處理和干涉相消處理，在第二光耦合器干涉增強(qiáng)輸出端 輸出干涉增強(qiáng)處理后的信號。所述第一光耦合器20的第二輸出端通過串聯(lián)的光時延線40和第二半導(dǎo)體光放大 器50連接第二光耦合器60的第二輸入端具體為如圖1所示，所述第一光耦合器20的第 二輸出端通過所述光時延線40連接所述第二半導(dǎo)體光放大器50，所述第二半導(dǎo)體光放大 器50的輸出端連接所述第二光耦合器60的第二輸入端；或圖2所示，所述第一光耦合器20 的第二輸出端通過所述第二半導(dǎo)體光放大器50連接所述光時延線40，所述光時延線40的 輸出端連接所述第二光耦合器60的第二輸入端。可選的，所述第一半導(dǎo)體光放大器30的工作參數(shù)和所述第二半導(dǎo)體光放大器50 的工作參數(shù)相同；所述工作參數(shù)包括半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、外部偏置電流、增益以及增益恢復(fù)時間。以下描述本發(fā)明所述光分組的提取裝置的一實施例。所述第二光耦合器用于根據(jù) 所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第 二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述光分組的第一個光脈沖；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，p為10的-12次方，s為秒。所述光分組 的光脈沖強(qiáng)度大于lOOfJ ；f為10的-15次方，J為焦耳。所述第一半導(dǎo)體光放大器30的增益恢復(fù)時間和所述第二半導(dǎo)體光放大器50的增 益恢復(fù)時間均大于所述光分組的光脈沖間隔；所述光分組之間的保護(hù)時間大于第一半導(dǎo)體光放大器30的增益恢復(fù)時間和第二 半導(dǎo)體光放大器50的增益恢復(fù)時間；所述光時延線40用于控制所述第二光耦合器60的第一輸入端輸入的光脈沖和第 二輸入端輸入的光脈沖在到達(dá)所述第二光耦合器60的干涉時的相位時間差，所述時間差 小于所述光分組的光脈沖寬度。所述光時延線控制所述第一光耦合器的第一輸出端輸出的第一光脈沖序列的第 一個光脈沖與第一光耦合器的第二輸出端輸出的第二光脈沖序列的第一個光脈沖在所述 第二光耦合器中干涉時的相位差，所述相位差為n的奇數(shù)倍。所述光分組被第一光耦合器20分成相同的兩份光分組子信號，分別為第一光分 組子信號和第二光分組子信號；所述第一光分組子信號的第一個光脈沖得到所述第一半導(dǎo)體光放大器30的增 益，比所述第一光分組子信號除所述第一個光脈沖以外的后續(xù)光脈沖得到的所述第二半導(dǎo) 體光放大器50的增益，高至少6dB ；所述第一光分組子信號的第一個光脈沖的相移是Ji ；所述第一光分組子信號除所述第一個光脈沖以外的后續(xù)光脈沖的相移均小于 "2 ；所述第二光分組子信號的第一個光脈沖得到所述第一半導(dǎo)體光放大器30的增 益，比所述第二光分組子信號除所述第一個光脈沖以外的后續(xù)光脈沖得到的所述第二半導(dǎo) 體光放大器50的增益，高至少6dB ；所述第二光分組子信號的第一個光脈沖的相移是n ；所述第二光分組子信號除所述第一個光脈沖以外的后續(xù)光脈沖的相移均小于
31 /2。以下描述本發(fā)明所述光分組的提取裝置的另一實施例。所述第二光耦合器用于根 據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述光標(biāo)簽光脈沖序列；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列包括光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的間隔大于所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和 第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光 放大器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍；所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍；所述光標(biāo)簽的調(diào)制速率小于所述凈荷的調(diào)制速率；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之 間的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大器和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光分組之間的保護(hù)時間大于所述第一半導(dǎo)體光放大器和第二半導(dǎo)體光放大 器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的第一個比特和 最后一個比特都是1 ；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于IOOfJ ；ρ 為10的-12次方，S為秒，f為10的-15次方，J為焦耳所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光時延線的時延量小于所述光 分組的光脈沖的寬度。如圖3所示，本發(fā)明提供一種光分組的提取方法，包括步驟31，由光脈沖序列構(gòu)成的光分組輸入第一光耦合器的輸入端；步驟32，所述光分組被第一光耦合器分成相同的兩份分組子信號，分別為第一光 分組子信號和第二光分組子信號；步驟33，所述第一光分組子信號被第一半導(dǎo)體光放大器增益，生成增益的第一光 分組子信號；步驟34，所述第二光分組子信號經(jīng)過光時延線的時延處理和第二半導(dǎo)體光放大器 的增益處理后，生成增益的第二光分組子信號；步驟35，所述增益的第一光分組子信號輸入第二光耦合器的第一輸入端；所述增 益的第二光分組子信號輸入所述第二光耦合器的第二輸入端；步驟36，所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為第二 光耦合器對第二增益光分組與經(jīng)過延時后的第一增益光分組，進(jìn)行干涉增強(qiáng)處理和干涉相 消處理，在第二光耦合器干涉增強(qiáng)輸出端輸出干涉增強(qiáng)處理后的信號。可選的，所述第一半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)和所述第二半導(dǎo)體光放大器的工作 參數(shù)相同；所述工作參數(shù)包括半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、外部偏置電流、增益以及 增益恢復(fù)時間?？蛇x的，所述第二光分組子信號經(jīng)過光時延線的時延處理和第二半導(dǎo)體光放大器增益處理后，生成增益的第二光分組子信號的步驟具體為
所述第二光分組子信號先經(jīng)過光時延線的時延處理，再經(jīng)過第二半導(dǎo)體光放大器 的增益處理后，生成增益的第二光分組子信號；或所述第二光分組子信號先經(jīng)過第二半導(dǎo)體光放大器的增益處理，再經(jīng)過光時延線 的時延處理后，生成增益的第二光分組子信號。以下描述本發(fā)明所述的光分組的提取方法的一實施例。所述第二光耦合器根據(jù)所 述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所 述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述光分組的第一個光脈沖；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于IOOfJ ；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢 復(fù)時間均大于所述光分組的光脈沖間隔；所述光分組之間的保護(hù)時間大于第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二半 導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光時延線用于控制所述第二光耦合器的第一輸入端輸入的光脈沖和第二輸 入端輸入的光脈沖到達(dá)所述第二光耦合器的時間差，所述時間差小于所述光分組的光脈沖寬度。以下描述本發(fā)明所述的光分組的提取方法的另一實施例。所述第二光耦合器根據(jù) 所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出 所述光標(biāo)簽光脈沖序列，所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖 時，當(dāng)前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0 表不；所述光分組的光脈沖序列包括光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的間隔大于所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和 第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光 放大器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3 倍；所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍；所述光標(biāo)簽的調(diào)制速率小于所述凈荷的調(diào)制速率；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之 間的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大器和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；
所述光分組之間的保護(hù)時間大于所述第一半導(dǎo)體光放大器和第二半導(dǎo)體光放大 器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的第一個比特和 最后一個比特 都是1 ；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于IOOfJ ；所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光時延線的時延量小于所述光 分組的光脈沖的寬度。以下描述本發(fā)明的一應(yīng)用場景。本應(yīng)用場景提供一種同步光傳送網(wǎng)或同步光分 組網(wǎng)中定時和同步的實現(xiàn)方法，能夠提取自同步時鐘。本方法可用在基于波分復(fù)用或光時 分復(fù)用的高速光分組網(wǎng)和光傳送網(wǎng)中，輔助實現(xiàn)分組級和幀級的自同步、信頭識別、凈荷定 位、超高速抽樣等功能。本應(yīng)用場景將半導(dǎo)體光放大器與馬赫-增德爾干涉儀結(jié)合起來的結(jié)構(gòu)(所述的 結(jié)構(gòu)成為S0A-MZI)，通過半導(dǎo)體光放大器中的自相位調(diào)制效應(yīng)實現(xiàn)強(qiáng)度鑒別功能，通過馬 赫_增德爾干涉儀的干涉特性實現(xiàn)頻率選擇和脈沖整形功能，提取光分組或光信號幀起始 位置的自同步標(biāo)志脈沖，提供了一種光分組或光信號幀自同步時鐘提取方法和超高速全光 自同步時鐘提取方法。如圖4所示，為本應(yīng)用場景的分組級或幀級的光域自同步時鐘提取裝置框圖。采 用非對稱的SOA-MZI結(jié)構(gòu)，由第一光耦合器Cl和第二光耦合器C2相連接構(gòu)成馬赫-增德 爾干涉儀MZI，兩個半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2分別放置于上下臂的不同位置。馬赫_增 德爾干涉儀下臂的脈沖序列LS到達(dá)第二半導(dǎo)體光放大器S0A2的時間延遲與上臂的脈沖序 列SS到達(dá)第一半導(dǎo)體光放大器SOAl的時間，其時間差記為Δ τ。實際系統(tǒng)中，第二半導(dǎo)體 光放大器(S0A2)前面連接一個可調(diào)光纖延遲線TDL，可調(diào)光纖延遲線產(chǎn)生Δ τ的延遲，并 且能夠控制Δ τ的大小，從而控制馬赫-增德爾干涉儀MZI上下臂的脈沖在第二光耦合器 C2中干涉時的相位差。Δ τ小于光分組的光脈沖的寬度。在每個時隙中，由超短高強(qiáng)度光脈沖序列構(gòu)成的光分組或光信號幀從端口 1進(jìn)入 SOA-MZI，并被第一光耦合器Cl分成相同的兩部分。兩個半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2的 增益在超短強(qiáng)脈沖的激勵下迅速飽和，增強(qiáng)了自相位調(diào)制效應(yīng)。光分組或光信號幀的前2 3個比特都是“ 1 ”，并且脈沖間隔比半導(dǎo)體光放大器中 增益恢復(fù)時間小很多，則半導(dǎo)體光放大器增益在第一個比特到來時迅速飽和，在脈沖間隔 內(nèi)只得到部分恢復(fù)，隨即又在后續(xù)的第二、第三個脈沖激勵下再次飽和。因此，半導(dǎo)體充當(dāng) 了強(qiáng)度鑒別器，光分組或光信號幀經(jīng)過半導(dǎo)體時，只有第一個光脈沖得到較大的增益和相 移。第一個光脈沖所得增益比其他脈沖的高出至少6dB ；其相移接近η，而其他脈沖的相移 均小于π/2。所述馬赫_曾德爾干涉儀MZI利用干涉特性實現(xiàn)選擇功能，上下臂脈沖序列在第 二光耦合器C2相干涉，只有光分組或光信號幀的第一個光脈沖得到足夠大的相移，經(jīng)過半 導(dǎo)體光放大器的相移接近η，該脈沖得到干涉增強(qiáng)，能夠通過馬赫_增德爾干涉儀的干涉 選擇功能從SOA-MZI的端口 3輸出，后續(xù)光脈沖因相移不足而不能得到干涉增強(qiáng)，SOA-MZI 處于準(zhǔn)平衡狀態(tài)，從第二輸出端口 4輸出。通過恰當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)計，能夠盡最大限度地抑止后 續(xù)光脈沖在端口 3的泄漏，使端口 3的輸出恰為與光分組或光信號幀第一比特同步的光脈沖。 在本應(yīng)用場景的技術(shù)方法中，若要提取出質(zhì)量較高的自同步時鐘，有以下要求光分組或光信號幀的第一個比特是“1”，以便識別分組的起始位置；若輸入序列存在過長的連“0”，則會促使半導(dǎo)體光放大器增益充分恢復(fù)，因此在編 碼時應(yīng)該對光分組或光信號幀進(jìn)行充分的擾碼，以免出現(xiàn)過長的連“0”，進(jìn)而使時鐘提取機(jī) 制失效；光脈沖為皮秒級且強(qiáng)度高，以促使半導(dǎo)體光放大器增益迅速地深度飽和；半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間該比光脈沖間隔大很多；光分組或光信號幀之間有長于增益恢復(fù)時間的保護(hù)時間，以促使半導(dǎo)體光放大器 在這段時間充分恢復(fù)進(jìn)，而準(zhǔn)備好提取下一個光分組或光信號幀的起始脈沖。實驗驗證了本應(yīng)用場景的可行性。輸入光分組或光信號幀由40Gb/s歸零碼的偽 隨機(jī)序列構(gòu)成，消光比為30dB，脈沖間隔為25ps。其他參數(shù)根據(jù)半導(dǎo)體材料在1. 55nm波長 處的典型參數(shù)值設(shè)定。本應(yīng)用場景的技術(shù)方法還包括自同步時鐘提取系統(tǒng)性能與輸入脈沖能量、脈沖寬 度、以及半導(dǎo)體光放大器SOA增益恢復(fù)時間之間的關(guān)系。本應(yīng)用場景公開了一種在光分組網(wǎng)或光傳送網(wǎng)中實現(xiàn)分組級自同步的技術(shù)方法， 能夠提取出表示光分組或光信號幀起始位置的自同步標(biāo)志時鐘脈沖。主要運用了光脈沖在 非對稱SOA-MZI中的自相位調(diào)制效應(yīng)和干涉增強(qiáng)特性，在高強(qiáng)度窄脈沖的激勵下，半導(dǎo)體 光放大器的增益迅速飽和而緩慢恢復(fù)，進(jìn)而起到了強(qiáng)度鑒別作用；馬赫-增德爾干涉儀的 干涉選擇作用則進(jìn)一步改善了所提取時鐘的性能。本方案可用在基于波分復(fù)用或光時分復(fù)用的高速光分組網(wǎng)和光傳送網(wǎng)中，輔助實 現(xiàn)分組級和幀級的自同步、信頭或標(biāo)簽識別、凈荷定位、超高速抽樣等功能。并且，將少數(shù) SOA-MZI級聯(lián)起來能提高自同步系統(tǒng)的性能。本應(yīng)用場景采用基于半導(dǎo)體光放大器的非對稱馬赫-增德爾干涉儀的結(jié)構(gòu)，兩個 半導(dǎo)體光放大器分別放置于上下臂的不同位置，下臂接入可調(diào)光延時線，可調(diào)光延時線在 半導(dǎo)體光放大器的前面。利用半導(dǎo)體光放大器的自相位調(diào)制效應(yīng)實現(xiàn)強(qiáng)度鑒別功能，利用 干涉儀的干涉特性實現(xiàn)選擇功能，完成頻譜過濾和脈沖整形。本應(yīng)用場景提出了光通信網(wǎng)中的高速自同步時鐘提取方法，也可以為在光分組網(wǎng) 等光通信網(wǎng)中的超高速全光自同步時鐘提取方法，可以提取出標(biāo)志著各個光分組或光信號 幀的起始位置的一系列標(biāo)志脈沖，進(jìn)而形成分組級或幀級的自同步時鐘。高速光脈沖序列 構(gòu)成的光分組或光信號幀進(jìn)入系統(tǒng)后，被分成相同的兩份，分別進(jìn)入非對稱馬赫-曾德爾 干涉儀的上、下兩臂，進(jìn)而兩路光信號獲得不同的相位偏移。由于半導(dǎo)體光放大器增益在高 速強(qiáng)脈沖的激勵下在第一個時鐘信號周期迅速飽和，即只有第一個比特得到較大的增益和 相移，增強(qiáng)了自相位調(diào)制效應(yīng)，因此標(biāo)志著起始位置的第一個光脈沖只有第一個比特獲得 較大的增益和相移，進(jìn)而通過相干增強(qiáng)在輸出端口輸出；后續(xù)光脈沖的增益和相移不明顯， 無法形成有效的相干增強(qiáng)，進(jìn)而不能輸出。具體來講，一種超高速光分組或光信號幀的自同步時鐘提取裝置，提取裝置包括 兩個半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2、兩個光耦合器Cl，C2、可調(diào)光時延線TDL。光耦合器Cl、 C2構(gòu)成馬赫-曾德爾干涉儀MZI，半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2放置在馬赫-增德爾干涉儀MZI的上下兩臂的不同位置(所述的結(jié)構(gòu)被稱為SOA-MZI)，可調(diào)光延時線在干涉儀的下臂，引入時延△ τ。在每個時隙中，由超短高強(qiáng)度光脈沖序列構(gòu)成的光分組或光信號幀從端 口 1進(jìn)入SOA-MZI。所述可調(diào)光延時線TDL放置在馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)的下臂，第 二半導(dǎo)體光放大器S0A2的前面，引入延遲Δ τ，使馬赫-增德爾干涉儀下臂的脈沖序列LS 比上臂的脈沖序列SS晚到達(dá)SOA，其時間差為Δ τ。半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2增益在超短強(qiáng)脈沖的激勵下迅速飽和，增強(qiáng)了自相 位調(diào)制效應(yīng)。利用馬赫-增德爾干涉儀MZI的干涉特性實現(xiàn)選擇功能。信頭的第一個光脈沖能 通過馬赫-增德爾干涉儀MZI的干涉選擇功能從SOA-MZI結(jié)構(gòu)的端口 3輸出，后續(xù)光脈沖 因相移不足而不能得到干涉增強(qiáng)，從端口 4輸出。光分組或光信號幀的第一個比特是“1”，對光分組或光信號幀進(jìn)行充分的擾碼，避 免出現(xiàn)過長的連“0”比特；光分組或光信號幀的光脈沖寬度是皮秒級且脈沖強(qiáng)度很高。半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2的增益恢復(fù)時間比光脈沖間隔大得多，而且光分組 或光信號幀之間的保護(hù)時間長于增益恢復(fù)時間。本應(yīng)用場景針對當(dāng)前光分組網(wǎng)的發(fā)展和分組頭的特點，提供一種光通信網(wǎng)中的高 速自同步時鐘提取方法和同步光傳送網(wǎng)或同步光分組網(wǎng)中定時和同步，以及信頭與凈荷分 離的實現(xiàn)方法。所述第一光耦合器Cl是光分路器，將輸入的超短高強(qiáng)度光脈沖序列構(gòu)成的光分 組或光信號幀分成相同的兩部分。半導(dǎo)體光放大器增益在超短強(qiáng)脈沖的激勵下迅速飽和，增強(qiáng)了自相位調(diào)制效應(yīng)。 半導(dǎo)體光放大器增益在第一個比特到來時迅速飽和，在脈沖間隔內(nèi)只得到部分恢復(fù)，隨即 又在后續(xù)的第二、第三個脈沖激勵下再次飽和。光分組或光信號幀信頭的第一個比特是“1”，并且光分組或光信號幀的光脈沖寬 度是皮秒級且脈沖強(qiáng)度很高，半導(dǎo)體光放大器在第一個時鐘信號周期內(nèi)迅速飽和，只有第 一個光脈沖得到較大的增益和相移，只有第一個光脈沖在第二光耦合器C2干涉增強(qiáng)。光分 組或光信號幀應(yīng)該進(jìn)行充分的擾碼，避免出現(xiàn)過長的連“0”比特。本應(yīng)用場景公開的一種超高速全光自同步時鐘提取方法，結(jié)構(gòu)簡單，易于集成，需 要的控制量非常少，體現(xiàn)了全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，適合大規(guī)模應(yīng)用。本應(yīng)用場景公開的自同步方 法有利于在在40Gb/s以上速率的光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)超高速的自同步、信頭或標(biāo)簽識別、凈荷定 位、超高速抽樣等功能。實驗驗證了本應(yīng)用場景的可行性。輸入光分組或光信號幀由40Gb/s歸零碼的偽 隨機(jī)序列構(gòu)成，消光比為30dB，脈沖間隔為25ps。其他參數(shù)根據(jù)半導(dǎo)體材料在1. 55nm波長 處的典型參數(shù)值設(shè)定。首先，實驗表明隨著輸入脈沖能量增大，半導(dǎo)體光放大器動態(tài)增益變化越劇烈，弓丨 起的脈沖相移越迅速，從而頻率啁啾絕對值增大。在相同的光功率下，超高斯脈沖的頻率啁 啾最大，雙曲正割脈沖的啁啾次之，高斯脈沖的啁啾則最小。檢驗不同能量下輸入脈沖序列中每個比特的相移，進(jìn)一步驗證本方案的正確性， 實驗結(jié)果顯示在輸入脈沖能量為3pJ時，第一個光脈沖相移約為π，因上下臂脈沖之間存 在延時，所以它們之間的相位差即為η，在馬赫-增德爾干涉儀MZI輸出端能得到完全的干涉增強(qiáng)進(jìn)而從端口 3輸出；第二個脈沖相移為0. 65Rad，第三個脈沖相移更小，不足0.2Rad, 因相位差太小，它們都不能從端口 3輸出。當(dāng)光分組或光信號幀的前8個比特為(11001011)時，對自同步系統(tǒng)的仿真分析片 段參見圖5所示。圖5中的(a)示出了光分組或光信號幀的前8個比特。圖5中的(b)示 出光分組或光信號幀通過半導(dǎo)體光放大器之后的輸出，由于第3和第4個輸入比特連“0”， 使得半導(dǎo)體光放大器的第5個輸出比特強(qiáng)度略高于其余的“0”比特，這表明了自同步系統(tǒng) 對比特模式有一定程度的依賴性。定義輸出消光比為第1個輸出脈沖強(qiáng)度與其余脈沖的最 高強(qiáng)度之比。例如圖5中的(b)示出序列的消光比為第1個脈沖強(qiáng)度比第5個脈沖強(qiáng)度。 圖5中的(c)示出從SOA-MZI輸出的同步信號，由于馬赫-增德爾干涉儀的干涉選擇特性， 具有較大相移的第1個脈沖才能從端口 3輸出而其余脈沖被抑止，消光比在IldB以上。少數(shù)SOA-MZI的級聯(lián)可以起到窄帶濾波作用，用級聯(lián)的系統(tǒng)提取自同步時鐘，可 以進(jìn)一步提高時鐘質(zhì)量。參見圖6，示出了通過兩個級聯(lián)的SOA-MZI之后，所提取的自同步 時鐘的消光比可達(dá)到20dB以上。本應(yīng)用場景還包括自同步時鐘提取系統(tǒng)性能與輸入脈沖能量、脈沖寬度、以及半 導(dǎo)體光放大器SOA增益恢復(fù)時間之間的關(guān)系。實驗結(jié)果表明縮短、可以顯著地提高輸出 時鐘的消光比。此外，增大輸入脈沖能量，可以提高輸出時鐘的消光比；然而當(dāng)輸入脈沖能 量超過一定值后，繼續(xù)增大能量對系統(tǒng)性能的改善變得不再明顯。同時適當(dāng)?shù)卦黾用}寬也 是提高系統(tǒng)性能的十分有效的措施。通過對不同脈寬的分析可以發(fā)現(xiàn)，脈寬不應(yīng)超過脈沖 在半導(dǎo)體光放大器的傳輸時間。當(dāng)脈沖的半高全寬大于半導(dǎo)體光放大器的渡越時間時，脈 沖各部分在半導(dǎo)體光放大器中所得的增益和相移有較明顯的差別，致使輸出時鐘的波形有 較明顯的變形，并且SOA-MZI的傳輸窗口將降低。本應(yīng)用場景公開了一種在光分組網(wǎng)或光傳送網(wǎng)中實現(xiàn)分組級自同步的技術(shù)方法， 能夠提取出表示光分組或光信號幀起始位置的時鐘脈沖。主要運用了光脈沖在非對稱 SOA-MZI中的自相位調(diào)制效應(yīng)和干涉增強(qiáng)特性，在高強(qiáng)度窄脈沖的激勵下，半導(dǎo)體光放大器 的增益迅速飽和而緩慢恢復(fù)，進(jìn)而起到了強(qiáng)度鑒別作用；馬赫-增德爾干涉儀的干涉選擇 作用則進(jìn)一步改善了所提取時鐘的性能。本應(yīng)用場景具有以下優(yōu)點1)本應(yīng)用場景采用基于半導(dǎo)體光放大器的非對稱馬赫-增德爾干涉儀的結(jié)構(gòu)，利 用兩個半導(dǎo)體光放大器、兩個光耦合器、可調(diào)光纖延時線和普通光纖構(gòu)建了一種光通信網(wǎng) 中的高速自同步時鐘提取裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于集成、容易實現(xiàn)等特點。本應(yīng)用場景需 要的控制量非常少，體現(xiàn)了全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，適合大規(guī)模應(yīng)用。本應(yīng)用場景公開的自同步方 法有利于在在40Gb/s以上速率的光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)超高速的自同步。2)可以實現(xiàn)光通信網(wǎng)中的高速自同步時鐘提取，不需要經(jīng)過光電光轉(zhuǎn)換，可以滿 足高速、大容量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。3)具有較高的比特率透明性，可用于實現(xiàn)不同容量的光通信網(wǎng)的自同步時鐘提 取。4)本應(yīng)用場景采用的兩個半導(dǎo)體光放大器作為增益和相移單元，具有體積小、功 耗低、時延低、穩(wěn)定性高和便于集成等優(yōu)點，且對參數(shù)的要求較低，降低了制作要求。5)本應(yīng)用場景采用的兩個半導(dǎo)體光放大器，具有相同的結(jié)構(gòu)參數(shù)、注入電流和偏振不敏感的特點；控制半導(dǎo)體光放大器的電路簡單。6)本應(yīng)用場景實現(xiàn)的系統(tǒng)具有高消光比，兩個級聯(lián)的SOA-MZI后提取出的自同步 時鐘具有20dB的消光比。本發(fā)明的另一應(yīng)用場景，可以提供一種高速光分組網(wǎng)絡(luò)信頭或光標(biāo)簽的辨識與提 取方法，為光分組網(wǎng)或光標(biāo)簽交換網(wǎng)節(jié)點的信號處理提供依據(jù)。與本發(fā)明上一應(yīng)用場景的 同步光傳送網(wǎng)或同步光分組網(wǎng)中定時和同步以及信頭與凈荷分離的實現(xiàn)裝置相同，但是輸 入的光分組的參數(shù)不同。采用半導(dǎo)體光放大器與馬赫_曾德爾干涉儀相結(jié)合的結(jié)構(gòu)(所述 的結(jié)構(gòu)稱為S0A-MZI)，利用半導(dǎo)體光放大器的自相位調(diào)制效應(yīng)實現(xiàn)脈沖的強(qiáng)度和間隔的鑒 別功能，利用馬赫_曾德爾干涉儀的干涉特性實現(xiàn)選擇功能，完成頻譜過濾和脈沖整形功 能，提取光分組起始位置光分組信頭 或光標(biāo)簽脈沖序列。光分組由一系列足夠強(qiáng)度的高速 光脈沖序列構(gòu)成，包括光分組信頭或光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列。光分組信頭或 標(biāo)簽的脈沖時間間隔大于半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間，凈荷光脈沖間隔小于半導(dǎo)體光 放大器的增益恢復(fù)時間，信頭或標(biāo)簽脈沖序列與凈荷脈沖序列的間隔小于半導(dǎo)體光放大器 的增益恢復(fù)時間，光分組之間的保護(hù)時間大于半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間。如圖4所示，為本應(yīng)用場景的高速光分組網(wǎng)絡(luò)信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取裝置框 圖。采用非對稱的SOA-MZI結(jié)構(gòu)，由第一光耦合器Cl和第二光耦合器C2相連接構(gòu)成馬 赫_增德爾干涉儀MZI，兩個半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2分別放置于馬赫-增德爾干涉 儀上下臂的不同位置。馬赫_增德爾干涉儀下臂的脈沖序列LS到達(dá)第二半導(dǎo)體光放大器 S0A2的時間延遲與上臂的脈沖序列SS到達(dá)第一半導(dǎo)體光放大器SOAl的時間，其時間差記 為Δ τ。實際系統(tǒng)中，第二半導(dǎo)體光放大器(S0A2)前面連接一個可調(diào)光纖延遲線TDL，可 調(diào)光纖延遲線產(chǎn)生Δ τ的延遲，并且能夠控制Δ τ的大小，從而控制馬赫-增德爾干涉儀 MZI上下臂的脈沖在第二光耦合器C2中干涉時的相位差。Δ τ遠(yuǎn)小于光分組的光脈沖的 寬度。在每個時隙中，由超短高強(qiáng)度光脈沖序列構(gòu)成的光分組從端口 1進(jìn)入S0A-MZI，并 被第一光耦合器Cl分成相同的兩部分。兩個半導(dǎo)體光放大器SOAl和S0A2的增益在超短 強(qiáng)脈沖的激勵下迅速飽和，增強(qiáng)了自相位調(diào)制效應(yīng)。光分組的信頭或標(biāo)簽因脈沖間隔較大 而使半導(dǎo)體光放大器有足夠的時間恢復(fù)到較高的增益水平，所以信頭或標(biāo)簽中的每一個脈 沖都可以獲得較大的增益和相移；光分組中脈沖間隔較小的凈荷使半導(dǎo)體光放大器持續(xù)處 于增益飽和狀態(tài)而得到較小的增益和相移。因半導(dǎo)體光放大器的強(qiáng)度鑒別功能而分離出的 初始光信頭或標(biāo)簽進(jìn)入第二個光耦合器C2，通過干涉儀的頻率選擇特性而使光信頭或光標(biāo) 簽得到頻譜過濾和整形，進(jìn)而實現(xiàn)質(zhì)量較高的光信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取功能?？烧{(diào)光時延線TDL連接在馬赫-曾德爾干涉儀MZI的下臂，引入時延。信頭脈沖 序列能通過馬赫-曾德爾干涉儀MZI的干涉特性實現(xiàn)選擇功能，干涉增強(qiáng)，從第二光耦合器 C2的干涉增強(qiáng)輸出端口輸出。并且，光分組信頭的最后一個比特和凈荷的第一個比特是“ 1 ”，信頭脈沖序列與凈 荷脈沖序列之間的時間間隔小于半導(dǎo)體光放大器SOA的增益恢復(fù)時間。并且，凈荷采用合 適的編碼方式，避免出現(xiàn)長連“0”比特，光脈沖的寬度應(yīng)該是皮秒級且強(qiáng)度很高。在每個時隙中，由超短高強(qiáng)度光脈沖序列構(gòu)成的光分組從端口 1進(jìn)入S0A-MZI，并 被第一光耦合器Cl分成相同的兩部分，第一光分組脈沖序列和第二光分組脈沖序列。兩個半導(dǎo)體光放大器S0A1和S0A2的增益在超短強(qiáng)脈沖的激勵下迅速飽和，增強(qiáng)了自相位調(diào)制 效應(yīng)。信頭或標(biāo)簽因脈沖間隔較大而使半導(dǎo)體光放大器有足夠的時間恢復(fù)到較高的增益水 平，所以信頭或標(biāo)簽中的每一個脈沖都可以獲得較大的增益和相移；脈沖間隔較小的凈荷 使半導(dǎo)體光放大器持續(xù)處于增益飽和狀態(tài)而得到較小的增益和相移。因半導(dǎo)體光放大器的 強(qiáng)度鑒別功能而分離出的初始光信頭或標(biāo)簽進(jìn)入第二個光耦合器C2，通過干涉儀的頻率選 擇特性而使光信頭或光標(biāo)簽得到頻譜過濾和整形，進(jìn)而實現(xiàn)質(zhì)量較高的光信頭或光標(biāo)簽的 辨識與提取功能。利用半導(dǎo)體光放大器S0A的自相位調(diào)制效應(yīng)實現(xiàn)強(qiáng)度鑒別功能，所述第一光分組 的光信頭或標(biāo)簽的光脈沖序列被所述半導(dǎo)體光放大器S0A1的增益和第二光分組的光信頭 或標(biāo)簽的光脈沖序列被所述半導(dǎo)體光放大器S0A2的增益比所述第一光分組凈荷光脈沖序 列被所述半導(dǎo)體光放大器S0A1的增益和所述第一光分組凈荷的光脈沖序列被所述半導(dǎo)體 光放大器S0A1的增益多至少6dB ；第一光分組的光信頭或標(biāo)簽光脈沖序列和第二光分組的 光信頭或標(biāo)簽的光脈沖序列的相移均接近n，而第一光分組的凈荷光脈沖序列和第二光分 組的凈荷光脈沖序列的相移均小于n/2。光分組信頭的第一個比特和最后一個比特是“1”，并且脈沖寬度應(yīng)該是皮秒級且 脈沖強(qiáng)度很高，光分組的信頭脈沖序列得到較大的增益和相移，光分組的凈荷的脈沖序列 獲得較小的增益和相移。對光分組進(jìn)行充分的擾碼，避免出現(xiàn)過長的連“0”比特。光分組的標(biāo)簽或信頭的調(diào)制速率小于凈荷的調(diào)制速率，信頭或標(biāo)簽的光脈沖間隔 大于凈荷的光脈沖間隔，信頭的脈沖間隔大于半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間，并且凈荷 的脈沖間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間，信頭和凈荷的間隔時間應(yīng)該小于半 導(dǎo)體光放大器增益恢復(fù)時間，并且光分組之間的保護(hù)時間應(yīng)該大于半導(dǎo)體光放大器的增益 恢復(fù)時間?？烧{(diào)光時延線TDL控制時延A X的大小，控制馬赫-曾德爾干涉儀MZI上下臂的 脈沖序列在光耦合器C2中干涉時的相位差，時延△ t遠(yuǎn)小于脈沖的寬度。本應(yīng)用場景所述的高速光分組信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取方法和裝置，為光分組 網(wǎng)或光標(biāo)簽交換網(wǎng)節(jié)點的信號處理提供首要依據(jù)?；诓▽?dǎo)的器件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于集 成，功耗低，體積小，速率高，不需要控制脈沖即可實現(xiàn)40Gb/s以上速率的光信頭或光標(biāo)簽 的辨識與提取功能。第一光分組和第二光分組的信頭或標(biāo)簽中的每一個脈沖都可以獲得較大的增益; 第一光分組和第二光分組的脈沖間隔較小的凈荷使半導(dǎo)體光放大器S0A1和半導(dǎo)體光放大 器S0A2持續(xù)處于增益飽和狀態(tài)而得不到足夠增益。因此，所述第一光分組和第二光分組的 獲得較大增益的信頭或標(biāo)簽可以通過分別通過所述的半導(dǎo)體光放大器S0A1和半導(dǎo)體光放 大器S0A2，但第一光分組和第二光分組的凈荷分別使半導(dǎo)體光放大器S0A1和半導(dǎo)體光放 大器S0A2增益飽和而被抑制，這樣提取出的信頭或標(biāo)簽有碼型效應(yīng)，即其中表示“1”比特 的幅度高低不一，且脈沖形狀有畸變。接著，經(jīng)過初次提取的第一光分組和第二光分組的光 信頭或標(biāo)簽分別進(jìn)入馬赫-曾德爾干涉儀MZI，通過馬赫-曾德爾MZI的頻率選擇特性而使 光信頭或光標(biāo)簽得到頻譜過濾和整形，進(jìn)而實現(xiàn)質(zhì)量較高的光信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取 功能。光分組脈沖序列輸入到S0A-MZI結(jié)構(gòu)，被所述的第一光耦合器C1分成相同的第
18一光分組脈沖序列和第二光分組脈沖序列。第一光分組脈沖序列輸入到半導(dǎo)體光放大器 S0A1，第二光分組脈沖序列輸入到半導(dǎo)體光放大器S0A2，由于第一光分組的信頭或標(biāo)簽的 脈沖間隔和第二光分組的信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔均大于半導(dǎo)體光放大器S0A1和半導(dǎo)體放 大器S0A2的增益恢復(fù)時間，所以在第一光分組的信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔和第二光分組的 信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔內(nèi)，半導(dǎo)體光放大器S0A1和半導(dǎo)體光放大器S0A2的增益可以得到 充分恢復(fù)，第一光分組的信頭或標(biāo)簽和第二光分組的信頭或標(biāo)簽的脈沖序列獲得較大的增 益和相移；它們的凈荷的脈沖間隔遠(yuǎn)小于增益恢復(fù)時間，半導(dǎo)體光放大器S0A1和半導(dǎo)體光 放大器S0A2的增益始終處于飽和狀態(tài)，第一光分組的凈荷和第二光分組的凈荷內(nèi)的光脈 沖序列不能獲得較大的增益和相移。所述的第一光分組脈沖序列SS和第二光分組脈沖序列LS在所述的第二光耦合 器C2內(nèi)干涉。所述的可調(diào)光時延線TDL控制長臂脈沖序列LA和短臂脈沖序列SA的延時 A I調(diào)節(jié)第一光分組脈沖序列SS和第二光分組脈沖序列LS干涉時的相位差。當(dāng)上述相 位差近似于n的奇數(shù)倍時，第一光分組脈沖序列SS和第二光分組脈沖序列LS在所述的第 二光耦合器C2處干涉增強(qiáng)，光脈沖在雜散頻率上的能量得不到明顯的上述的干涉增強(qiáng)，進(jìn) 而第二光耦合器C2的干涉增強(qiáng)輸出端口 2輸出的是整形和濾波后的較高質(zhì)量的光信頭或 光標(biāo)簽。信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔和半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間，使前者略大于后者， 半導(dǎo)體光放大器S0A的增益可以在信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔內(nèi)恢復(fù)到較高水平，所以信頭或 標(biāo)簽的各個脈沖都可以獲得較大的增益和相移。而凈荷的脈沖間隔較小，半導(dǎo)體光放大器 S0A的增益來不及恢復(fù)而使半導(dǎo)體光放大器S0A持續(xù)地處于增益飽和狀態(tài)，最終致使凈荷 的脈沖序列被抑制而不能從半導(dǎo)體光放大器輸出。實驗結(jié)果顯示信頭或標(biāo)簽脈沖序列所得 增益比凈荷脈沖高出至少6dB。初次提取的第一光分組的光信頭或標(biāo)簽的脈沖序列和第二光分組的光信頭或標(biāo) 簽的脈沖序列分別進(jìn)入馬赫_曾德爾干涉儀MZI。在馬赫_曾德爾干涉儀MZI的下臂中引 入可調(diào)光時延線TDL，下臂為長臂通過第一光分組脈沖序列，而上臂為短臂通過第二光分組 脈沖序列。第一光分組脈沖序列SS和第二光分組脈沖序列LS在第二光耦合器C2內(nèi)干涉。對于信頭或標(biāo)簽脈沖序列，它們在第二光耦合器C2中相干涉，第一光分組脈沖序 列SS和第二光分組脈沖序列LS之間會產(chǎn)生較大的相位差，它們在第二光耦合器C2中干涉 加強(qiáng)，輸出脈沖序列的能量也得到加強(qiáng)，從干涉增強(qiáng)輸出端口 2中輸出。因而，所述的結(jié)構(gòu) 可以提取信頭或標(biāo)簽。以下描述本應(yīng)用場景的技術(shù)方法的適用范圍和對其光元器件的要求光分組信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔大于半導(dǎo)體光放大器S0A1和S0A2的載流子恢復(fù)時 間，半導(dǎo)體光放大器S0A1和S0A2的增益在信頭或標(biāo)簽的脈沖間隔內(nèi)得到完全恢復(fù)；凈荷脈 沖間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體光放大器S0A1和S0A2增益恢復(fù)時間，這樣光分組的凈荷就可以完 全被阻塞；光分組的信頭或標(biāo)簽的最后一個比特和凈荷的第一個比特是“1”，光分組的信 頭或標(biāo)簽最后一個比特與凈荷之間的脈沖間隔小于半導(dǎo)體光放大器S0A1和S0A2的增益恢 復(fù)時間，這樣可以避免增益恢復(fù)，防止光分組的凈荷中的第一個比特也被提取出來；光分組 的凈荷采用合適的編碼方式，避免出現(xiàn)長連“0”比特，因為長連“0”比特后的“1”比特很容 易被當(dāng)作新信頭或標(biāo)簽的開始。由于輸入光分組中的信頭或標(biāo)簽部分采用了合適的編碼方式，因此，信頭或標(biāo)簽的長度對分析該裝置的性能時的影響可以忽略。假定輸入分組包長度 為 15 比特{1，1，1，0，1，1，0，0，1，1，0，1，0，1，0}，如圖 7 所示。其中前五個比特{1,1,1,0,
1}為信頭脈沖。信頭脈沖和凈荷脈沖的速率分別為2.5Gbit/s和40Gbit/s。圖8中給出 了信頭提取和凈荷恢復(fù)的結(jié)果。能夠看到，在輸出信號中，信頭或標(biāo)簽脈沖序列的能量放大 了至少18dB以上。此外，提取出的信頭或標(biāo)簽中各個脈沖的能量有波動，這是由于信頭或 標(biāo)簽的脈沖間隔小，半導(dǎo)體光放大器的增益在信頭或標(biāo)簽脈沖序列的脈沖間隔內(nèi)沒有得到 完全的恢復(fù)。在本應(yīng)用場景中，分析了半導(dǎo)體光放大器S0A的增益恢復(fù)時間對提取出的信頭或 標(biāo)簽的對比度以及傳輸能量比的影響。實驗結(jié)果表明，當(dāng)半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間 在lOOps到450ps之間時，提取出的信頭或標(biāo)簽的對比度的變化不大，并且對比度的值大 于10dB。根據(jù)對比度的定義，對比度的值應(yīng)該比提取出來的信頭或標(biāo)簽的消光比小，因此， 信頭或標(biāo)簽的消光比也大于10dB。此外，當(dāng)半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間在160ps到 260ps之間時，經(jīng)過半導(dǎo)體光放大器后，信頭或標(biāo)簽的能量比凈荷的能量大10dB以上。這 說明與信頭或標(biāo)簽相比，凈荷的能量受到了很大程度的抑制。半導(dǎo)體光放大器增益恢復(fù)時 間為212ps時，信頭或標(biāo)簽的對比度達(dá)到最大值。因此半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間為 212ps時，能使信頭提取裝置達(dá)到最佳性能。其次，分析了半導(dǎo)體光放大器S0A的小信號增益在不同的半導(dǎo)體光放大器S0A載 流子壽命和輸入脈沖寬度條件下，對恢復(fù)的凈荷脈沖消光比的影響。小的半導(dǎo)體光放大器 S0A小信號增益可以提高輸出脈沖的消光比。但是過小的小信號增益會降低系統(tǒng)的開關(guān)窗 口，從而導(dǎo)致輸出脈沖質(zhì)量的下降?？s短S0A的載流子壽命以及減小輸入脈沖的寬度，都可 以提高輸出凈荷脈沖的消光比。這是因為這些變化可以使系統(tǒng)的開關(guān)窗口更加迅速的達(dá)到 關(guān)閉狀態(tài)。再次，分析了半導(dǎo)體光放大器S0A小信號增益以及線寬增強(qiáng)因子對輸出凈荷脈沖 的影響。大的小信號增益和線寬增強(qiáng)因子值可以增大輸出信號的功率。但同時輸出信號中 ‘0’脈沖的功率也增大了，并且‘1’脈沖的峰值功率也變得更加起伏不定，這也將劣化所恢 復(fù)的凈荷脈沖的質(zhì)量。本應(yīng)用場景公開了一種光信頭或標(biāo)簽提取方法，主要運用了光脈沖在S0A-MZI結(jié) 構(gòu)中的自相位調(diào)制效應(yīng)和干涉增強(qiáng)特性，在高強(qiáng)度窄脈沖的激勵下，半導(dǎo)體光放大器的增 益迅速飽和而緩慢恢復(fù)，進(jìn)而起到了強(qiáng)度鑒別作用；馬赫-曾德爾干涉儀的干涉選擇作用 則進(jìn)一步改善了所提取時鐘的性能。本方案可用在基于波分復(fù)用或光時分復(fù)用的高速光 分組網(wǎng)中，能實現(xiàn)分組級自同步、信頭或標(biāo)簽識別、凈荷定位、超高速抽樣等功能。將少數(shù) S0A-MZI級聯(lián)起來能提高自同步系統(tǒng)的性能。該方案具有工作功率低、工作速率范圍大、結(jié) 構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)和容易集成的優(yōu)點。本應(yīng)用場景提供一種光分組網(wǎng)或光標(biāo)簽交換網(wǎng)中的光信頭或光標(biāo)簽的辨識與提 取方法，應(yīng)用于同步光分組網(wǎng)絡(luò)中。光標(biāo)簽也可以為光分組信頭。本方法可用在基于波分 復(fù)用或光時分復(fù)用的高速光分組網(wǎng)中，能實現(xiàn)分組級自同步、信頭或標(biāo)簽識別、凈荷定位、 超高速抽樣等功能。本應(yīng)用場景取得的有益的技術(shù)效果1)采用半導(dǎo)體光放大器與馬赫_曾德爾干涉儀相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，利用兩個半導(dǎo)體光 放大器，兩個光耦合器，可調(diào)光纖延時線和普通光纖構(gòu)建了一種高速光分組信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取裝置，具有功耗低、工作速率范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)和容易集成的優(yōu)點。2)采用的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)高速光分組信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取，不需要經(jīng)過光電 光轉(zhuǎn)換，可以滿足高速、大容量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。3)所采用的結(jié)構(gòu)具有較高的比特率透明性，可用于實現(xiàn)不同容量的光通信網(wǎng)的高 速光分組信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取。4)采用的一個半導(dǎo)體光放大器作為增益和相移單元，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，具有體積小、 功耗低、時延低、穩(wěn)定性高和便于集成等優(yōu)點，且對參數(shù)的要求較低，降低了制作難度。5)采用的兩個半導(dǎo)體光放大器S0A只需要恒定電流驅(qū)動，所以驅(qū)動電路簡單。6)本應(yīng)用場景提出的高速光信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取方法采用基于波導(dǎo)的器 件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于集成，功耗低，速率高，不需要控制脈沖即可實現(xiàn)40Gb/s以上速率 的光信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取功能。7)本應(yīng)用場景提出的高速光信頭或光標(biāo)簽的辨識與提取方法，工作速率高，不需 要控制脈沖。所述自同步裝置在高速系統(tǒng)當(dāng)中的性能更好，工作速率可以達(dá)到160Gbit/s。 根據(jù)本應(yīng)用場景的技術(shù)方案，利用先進(jìn)的光集成技術(shù)，將方向耦合器、半導(dǎo)體光放大器S0A 和波導(dǎo)馬赫_曾德爾干涉儀MZI集成在一起，可以制造出具備光信頭或光標(biāo)簽提取功能的 集成光波導(dǎo)器件。光耦合器可以為波導(dǎo)耦合器，也可以為其他光耦合器。本發(fā)明中，光標(biāo)簽可以為信頭，光分組可以為信號幀。光耦合器可以為波導(dǎo)耦合 器。所述光分組之間的保護(hù)時間為光分組的外部間隔時間。所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后 一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之間的脈沖間隔為光分組的內(nèi)部間隔時間。 本發(fā)明中，光脈沖為一個光脈沖，光脈沖序列包括一個或者多個光脈沖。所述方法實施例是與所述裝置實施例相對應(yīng)的，在方法實施例中未詳細(xì)描述的部 分參照裝置實施例中相關(guān)部分的描述即可，在裝置實施例中未詳細(xì)描述的部分參照方法實 施例中相關(guān)部分的描述即可。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中， 該程序在執(zhí)行時，包括如上述方法實施例的步驟，所述的存儲介質(zhì)，如磁碟、光盤、只讀存 儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。 在本發(fā)明各方法實施例中，所述各步驟的序號并不能用于限定各步驟的先后順序，對于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，對各步驟的先后變化也在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和 潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種光分組的提取裝置，其特征在于，包括第一光耦合器、第二光耦合器、第一半導(dǎo)體光放大器、第二半導(dǎo)體光放大器以及光時延線；所述第一光耦合器的輸入端輸入由光脈沖序列構(gòu)成的光分組；所述第一光耦合器的第一輸出端通過所述第一半導(dǎo)體光放大器連接所述第二光耦合器的第一輸入端；所述第一光耦合器的第二輸出端通過串聯(lián)的所述光時延線和所述第二半導(dǎo)體光放大器連接第二光耦合器的第二輸入端；所述第二光耦合器用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光分組的提取裝置，其特征在于，所述第一光耦合器的第二輸出端通過串聯(lián)的光時延線和第二半導(dǎo)體光放大器連接第 二光耦合器的第二輸入端具體為所述第一光耦合器的第二輸出端通過所述光時延線連接所述第二半導(dǎo)體光放大器，所 述第二半導(dǎo)體光放大器的輸出端連接所述第二光耦合器的第二輸入端；或所述第一光耦合器的第二輸出端通過所述第二半導(dǎo)體光放大器連接所述光時延線，所 述光時延線的輸出端連接所述第二光耦合器的第二輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光分組的提取裝置，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)和所述第二半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)相同；所 述工作參數(shù)包括半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、外部偏置電流、增益以及增益恢復(fù)時 間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光分組的提取裝置，其特征在于，所述第二光耦合器用于根 據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述 光分組的第一個光脈沖； 所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖時，當(dāng) 前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0表示； 所述光分組的光脈沖序列的第一個比特是1 ； 所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ； 所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時 間均大于所述光分組的光脈沖間隔；所述光分組之間的保護(hù)時間大于第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體 光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光時延線用于控制所述第二光耦合器的第一輸入端輸入的光脈沖和第二輸入端 輸入的光脈沖到達(dá)所述第二光耦合器的時間差，所述時間差小于所述光分組的光脈沖寬 度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光分組的提取裝置，其特征在于，所述光時延線控制所述第一光耦合器的第一輸出端輸出的第一光脈沖序列的第一個 光脈沖與第一光耦合器的第二輸出端輸出的第二光脈沖序列的第一個光脈沖在所述第二光耦合器中干涉時的相位差，所述相位差為n的奇數(shù)倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光分組的提取裝置，其特征在于，所述第二光耦合器用于根 據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述 光標(biāo)簽光脈沖序列；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖時，當(dāng) 前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0表示； 所述光分組的光脈沖序列包括光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列； 所述光標(biāo)簽光脈沖序列的間隔大于所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二 半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大 器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍； 所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍； 所述光標(biāo)簽的調(diào)制速率小于所述凈荷的調(diào)制速率；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之間的 間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大器和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光分組之間的保護(hù)時間大于所述第一半導(dǎo)體光放大器和第二半導(dǎo)體光放大器的 增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的第一個比特和最后 一個比特都是1 ；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ； 所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光時延線的時延量小于所述光分組 的光脈沖的寬度。
7.一種光分組的提取方法，其特征在于，包括由光脈沖序列構(gòu)成的光分組輸入第一光耦合器的輸入端；所述光分組被第一光耦合器分成相同的兩份分組子信號，分別為第一光分組子信號和 第二光分組子信號；所述第一光分組子信號被第一半導(dǎo)體光放大器增益，生成增益的第一光分組子信號， 所述第二光分組子信號經(jīng)過光時延線的時延處理和第二半導(dǎo)體光放大器的增益處理 后，生成增益的第二光分組子信號；所述增益的第一光分組子信號輸入第二光耦合器的第一輸入端；所述增益的第二光分 組子信號輸入所述第二光耦合器的第二輸入端；所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光分組的提取方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)和所述第二半導(dǎo)體光放大器的工作參數(shù)相同；所 述工作參數(shù)包括半導(dǎo)體光放大器的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、外部偏置電流、增益以及增益恢復(fù)時 間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光分組的提取方法，其特征在于，所述第二光耦合器根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述 光分組的第一個光脈沖； 所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖時，當(dāng) 前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0表示； 所述光分組的光脈沖序列的第一個比特是1 ； 所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ； 所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時 間均大于所述光分組的光脈沖間隔；所述光分組之間的保護(hù)時間大于第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體 光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光時延線用于控制所述第二光耦合器的第一輸入端輸入的光脈沖和第二輸入端 輸入的光脈沖到達(dá)所述第二光耦合器的時間差，所述時間差小于所述光分組的光脈沖寬 度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光分組的提取方法，其特征在于，所述第二光耦合器根據(jù)所 述光分組的參數(shù)，分離所述光分組的步驟具體為當(dāng)所述光分組的參數(shù)符合以下條件時，所述第二光耦合器的干涉增強(qiáng)輸出端輸出所述 光標(biāo)簽光脈沖序列；所述光分組的參數(shù)為所述光分組由光脈沖序列組成，所述光脈沖序列中，在當(dāng)前時鐘周期存在光脈沖時，當(dāng) 前時鐘周期用比特1表示，在當(dāng)前時鐘周期不存在光脈沖時，當(dāng)前時鐘周期用比特0表示； 所述光分組的光脈沖序列包括光標(biāo)簽光脈沖序列和凈荷光脈沖序列； 所述光標(biāo)簽光脈沖序列的間隔大于所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間和第二 半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大 器的增益恢復(fù)時間和第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述第一半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍； 所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間是所述凈荷光脈沖序列的間隔的至少3倍； 所述光標(biāo)簽的調(diào)制速率小于所述凈荷的調(diào)制速率；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的最后一個比特與所述凈荷光脈沖序列的第一個比特之間的 間隔小于所述第一半導(dǎo)體光放大器和所述第二半導(dǎo)體光放大器的增益恢復(fù)時間；所述光分組之間的保護(hù)時間大于所述第一半導(dǎo)體光放大器和第二半導(dǎo)體光放大器的 增益恢復(fù)時間；所述凈荷光脈沖序列的第一個比特是1 ；所述光標(biāo)簽光脈沖序列的第一個比特和最后 一個比特都是1 ；所述光分組的光脈沖寬度至少大于2ps，所述光分組的光脈沖強(qiáng)度大于100fJ ； 所述光分組連續(xù)的連0比特的數(shù)量小于5個；所述光時延線的時延量小于所述光分組 的光脈沖的寬度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光分組的提取裝置和方法，涉及光通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)中分離光分組的方案比較復(fù)雜的技術(shù)問題而發(fā)明。所述光分組的提取裝置，包括第一光耦合器、第二光耦合器、第一半導(dǎo)體光放大器、第二半導(dǎo)體光放大器以及光時延線；所述第一光耦合器的輸入端輸入由光脈沖序列構(gòu)成的光分組；所述第一光耦合器的第一輸出端通過所述第一半導(dǎo)體光放大器連接所述第二光耦合器的第一輸入端；所述第一光耦合器的第二輸出端通過串聯(lián)的所述光時延線和所述第二半導(dǎo)體光放大器連接第二光耦合器的第二輸入端；所述第二光耦合器用于根據(jù)所述光分組的參數(shù)，分離所述光分組。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易。
文檔編號H04Q11/00GK101877799SQ200910238068
公開日2010年11月3日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者劉明濤, 張民, 李青 申請人:北京郵電大學(xué)