專利名稱：把光信號總色散量減至最小的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減小光纖傳輸線中色散量的方法和設(shè)備。更具體地是，本發(fā)明涉及用控制總色散量方法把通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量強(qiáng)度基本上減至最小，從而使傳輸線中色散量減至最小的方法和設(shè)備。
采用光纖傳輸線的光傳輸系統(tǒng)正用于傳送相對大量的信息。例如，10Gb/s的光傳輸系統(tǒng)現(xiàn)在已實(shí)際應(yīng)用于干線光通信中。然而，隨著用戶要求快速傳送大量信息，就要求進(jìn)一步增大光傳輸系統(tǒng)的容量。
時分多路復(fù)用(TDM)(包括光學(xué)時分多路復(fù)用(OTDM))和波分多路復(fù)用(WDM)正考慮成這種大容量光傳輸系統(tǒng)的選擇。例如，有關(guān)TDM技術(shù)，全世界大量的研究工作正在40Gb/s系統(tǒng)中進(jìn)行。
色散(群速色散(GVD))是40Gb/s系統(tǒng)中限制傳輸距離的諸多因素之一。由于色散容限與比特率的平方成反比，因此，在10Gb/s下的色散容限為800ps/nm在40Gb/s下減小至1/16，約為50ps/nm。
例如，在實(shí)測的試驗(yàn)中，信號光波長為1.55μm(此波長在硅光纖中的傳輸損耗最低)的光學(xué)時分多路復(fù)用(OTDM)信號在單模光纖(SMF)中的傳輸距離超過50km。SMF的零色散波長為1.3μm。這種類型的SMF是世界上最廣泛使用的光纖類型。輸入信號光功率為+3dBm，比特率為40Gb/s，采用色散補(bǔ)償光纖(DCF)實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償。為了使功率代價(傳輸之后光信號接收靈敏度的下降)保持在1dB(色散補(bǔ)償容限)以內(nèi)所允許的色散補(bǔ)償值范圍寬度為30ps/nm。由于此時所需的色散補(bǔ)償值為930ps/nm(18.6ps/nm/km×50km)，可以看出，色散補(bǔ)償必須在精度為930±15ps/nm下實(shí)現(xiàn)，這一數(shù)值非常接近于100％正確補(bǔ)償。
另一方面，傳輸線中的色散隨時間發(fā)生變化，例如，由于溫度的改變。舉例來說，在SMF50km傳輸情況下，若溫度在-50℃至100℃之間變化，傳輸線色散的變化量估算如下(傳輸線零色散波長隨溫度的變化關(guān)系)×(溫度變化量)×(色散斜率)×(傳輸距離)=0.03nm/℃×150℃×0.07ps/nm2/km×50km=16ps/nm。
在與上述色散補(bǔ)償容限比較時，此值是相當(dāng)大的。因而，在40Gb/s或更高比特率的大容量傳輸情況下，必須隨時監(jiān)測傳輸線色散量以保持總色散量為零。這也適用于在1.55μm波段有低色散的色散移位光纖(DSF)。
在開發(fā)自動色散均衡系統(tǒng)(利用反饋?zhàn)詣涌刂瓶偵⒘繛榱愕南到y(tǒng))中，以下幾點(diǎn)是疑難問題(ⅰ)實(shí)現(xiàn)可變色散補(bǔ)償器。
(ⅱ)檢測傳輸線色散(或色散補(bǔ)償之后的總色散量)的方法。
(ⅲ)反饋控制色散補(bǔ)償量的方法。
關(guān)于以上第(ⅰ)點(diǎn)，一個簡單的方法是，采用不同色散補(bǔ)償量的DCF，利用光開關(guān)在不同的DCF之間進(jìn)行切換，以不連續(xù)的方式改變色散補(bǔ)償量。有人建議用加應(yīng)力來連續(xù)改變色散補(bǔ)償量的方法(例如，見M.M.Ohm等人，“采用壓電堆的可調(diào)光柵色散”，OFC‘97TechnicalDigest(技術(shù)文摘)WJ3,pp155-156)。此外，還有人建議給光纖光柵提供溫度梯度的方法(例如，見Sergio Barcelos等人，“用于色散補(bǔ)償?shù)倪惫饫w光柵”，OFC'96 Technical Digest,WK12,pp161-162)。另外，還有人建議給平面光波線路(PLC)引入因溫度變化引起的相位變化(例如，見K.Takiguchi等人“在平面光波線路上采用晶格形式可編程光學(xué)濾波器的可變?nèi)簳r延色散均衡器”，IEEE J.Selected Topics inQuantum Electronics(量子電子學(xué)中精選課題)2,1996,pp270-276。另一種可能的方法是，不采用可變色散補(bǔ)償器而采用可變波長光源以改變傳輸線色散。在此情況下，光學(xué)濾波器的中心頻率必須以聯(lián)鎖的方式同時發(fā)生變化。
關(guān)于以上第(ⅱ)點(diǎn)，傳統(tǒng)上采用脈沖方法或相位方法，該方法涉及到提供不同波長的多個光束，并測量各個輸出光束之間的群時延差或相位差。然而，在系統(tǒng)運(yùn)行期間采用這些方法就要求，在測量色散量期間要中斷系統(tǒng)的運(yùn)行，或者信號波長中不同波長的測量光與信號光是波分多路復(fù)用。在后一情況中，問題是需要從測量光測得的色散量計算信號光的色散量，因?yàn)閭鬏斁€的色散隨波長而變。在A.Sano等人，“通過監(jiān)測40Gbit/s下200km傳輸線中提取的時鐘分量功率的自動色散均衡”，ECOC’96TuD 3.5,1996,pp207-210，此文披露了一個方法，從接收到的光信號中檢測時鐘分量(當(dāng)數(shù)據(jù)信號比特率為Bb/s時的B-Hz分量)功率，控制色散補(bǔ)償量以使此功率最大。這個方法適用于含時鐘分量的歸零(RZ)信號情況，但不適用于時鐘分量強(qiáng)度在零色散時不為最大的情況，如在不歸零(NRZ)信號或在OTDM信號情況，在后一情況下多個RZ信號時分多路復(fù)用，信號尾部互相重疊。
關(guān)于以上第(ⅲ)點(diǎn)，一個可行的方法是，在中斷系統(tǒng)運(yùn)行的同時，利用可變色散補(bǔ)償器或可變波長光源在很寬的范圍內(nèi)掃描總色散量，直至檢測到總色散量為零的點(diǎn)。于是，色散補(bǔ)償量可以設(shè)定在該點(diǎn)處。然而，最好是有這樣一個方法，能自始至終實(shí)現(xiàn)控制而不中斷系統(tǒng)的運(yùn)行。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一個控制光纖傳輸線中色散的方法和設(shè)備。檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度。光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度，控制傳輸線的總色散量，使此特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中基本上最小，由于很難測量眼圖張度，強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線可以描述成至少有兩個峰。在此情況下，于是就控制傳輸線的總色散量，使強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線中兩個最高峰之間此特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小。
提供一個直接控制特定頻率強(qiáng)度的設(shè)備和方法，使此特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中或在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間基本上最小，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
此外，提供這樣一個控制傳輸線總色散量的設(shè)備和方法，使特定頻率分量的強(qiáng)度保持在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上眼圖張度以內(nèi)的那些點(diǎn)上，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
另外，提供這樣一個設(shè)備和方法以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中讓一個η·m bit/s數(shù)據(jù)信號調(diào)制的時分多路復(fù)用光信號通過光纖傳輸線傳播，此數(shù)據(jù)信號是從時分多路復(fù)用n個光信號中得到的，每個光信號被mbit/s數(shù)據(jù)信號幅度調(diào)制。時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰。于是，或(a)，在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測n·m赫茲頻率分量，控制光纖傳輸線的總色散量，使檢測到的n·m赫茲頻率分量的強(qiáng)度在時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系特性曲線上兩個最高峰之間基本上最小，或(b)，在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測m赫茲頻率分量，控制光纖傳輸線的總色散量，使檢測到的m赫茲頻率分量的強(qiáng)度為最大。
此外，提供這樣一個設(shè)備和方法以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中讓一個n·m bit/s數(shù)據(jù)信號調(diào)制的時分多路復(fù)用光信號通過光纖傳輸線傳播，此數(shù)據(jù)信號是從時分多路復(fù)用n個光信號中得到的，每個光信號被mbit/s數(shù)據(jù)信號幅度調(diào)制。時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰。于是，或(a)，在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測n·m赫茲頻率分量，控制檢測到的n·m赫茲頻率分量的強(qiáng)度，使時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系特性曲線上兩個最高峰之間的強(qiáng)度基本上最小，或(b)，在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測m赫茲頻率分量，控制檢測到的m赫茲頻率分量的強(qiáng)度，使此強(qiáng)度為最大。
提供這樣一個確定傳輸線中總色散量的設(shè)備和方法也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。更具體地說，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度。然后，從檢測到的特定頻率分量強(qiáng)度確定傳輸線的總色散量。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，部分在以下的描述中說明，部分在以下描述中是顯而易見的，或可以通過實(shí)踐本發(fā)明而荻悉。
本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點(diǎn)，從以下結(jié)合附圖的各個優(yōu)選實(shí)施例描述中會變得顯而易見和容易理解，這些附圖是

圖1是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明40GHz時鐘分量強(qiáng)度與40Gb/s OTDM信號總色散量關(guān)系的計算機(jī)模擬結(jié)果。
圖2是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明40GHz時鐘分量強(qiáng)度與40Gb/s NRZ信號總色散量關(guān)系的計算機(jī)模擬結(jié)果。
圖3是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明40GHz時鐘分量強(qiáng)度與40Gb/s RZ信號(50％占空比)總色散量關(guān)系的計算機(jī)模擬結(jié)果。
圖4是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明40GHz時鐘分量強(qiáng)度與40Gb/s RZ信號(25％占空比)總色散量關(guān)系的計算機(jī)模擬結(jié)果。
圖5是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示產(chǎn)生40Gb/s OTDM信號的光調(diào)制器。
圖6(A),6(B),6(C),6(D)和6(E)是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的波形圖，表示圖5中光調(diào)制器的工作狀態(tài)。
圖7是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的OTDM信號基帶譜。
圖8是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的NRZ信號基帶譜。
圖9(A),9(B)和9(C)是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的OTDM信號在色散之后的波形圖。
圖10(A),10(B)和10(C)是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的NRZ信號在色散之后的波形圖。
圖11是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，用于說明在低頻f0下很小范圍內(nèi)改變總色散量的方法中，色散補(bǔ)償量為最小的情況。
圖12是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，用于說明在低頻f0下很小范圍內(nèi)改變總色散量的方法中，色散補(bǔ)償量偏離最小值的情況。
圖13是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示一個自動色散均衡系統(tǒng)。
圖14是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖13中自動色散均衡系統(tǒng)的光發(fā)送機(jī)具體實(shí)例。
圖15是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖13中自動色散均衡系統(tǒng)的光接收機(jī)具體實(shí)例。
圖16是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的光發(fā)送機(jī)示圖。
圖17是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的偏振無關(guān)多路分配器(DEMUX)。
圖18是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的部分光接收機(jī)示圖。
圖19是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的可變色散補(bǔ)償器示圖。
圖20是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明加到圖19中可變色散補(bǔ)償器各片上電壓V1至V21的圖形A至D。
圖21是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明圖20中電壓圖形A至D的色散值。
圖22是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的補(bǔ)償量控制器示圖。
圖23是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖13中自動色散均衡系統(tǒng)的改型。
圖24是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖13中自動色散均衡系統(tǒng)的詳細(xì)配置。
圖25(A),25(B),25(C),25(D),25(E),25(F)和25(G)是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的波形圖，用于說明圖24中自動色散均衡系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
圖26是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖24中自動色散均衡系統(tǒng)的改型。
圖27是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示一個色散均衡系統(tǒng)實(shí)例。
圖28是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖27中色散均衡系統(tǒng)的改型。
現(xiàn)在詳細(xì)介紹本發(fā)明提到的幾個優(yōu)選實(shí)施例，所舉實(shí)例用附圖加以說明，其中相同的參考數(shù)字總是表示相同的元件。
圖1是計算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，表示數(shù)據(jù)信號比特率為40GHz的OTDM信號基帶譜中40GHz分量的強(qiáng)度與總色散量之間關(guān)系，圖2是計算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，表示數(shù)據(jù)信號比特率為40GHz的NRZ光信號基帶譜中40GHz分量的強(qiáng)度與總色散量之間關(guān)系。圖3是計算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，表示數(shù)據(jù)信號比特率為40GHz的RZ光信號(50％占空比)基帶譜中40GHz分量的強(qiáng)度與總色散量之間關(guān)系。圖4是計算機(jī)模擬結(jié)果的曲線圖，表示數(shù)據(jù)信號比特率為40GHz的RZ光信號(25％占空比)基帶譜中40GHz分量的強(qiáng)度與總色散量之間關(guān)系。
圖1至圖4還展示幅度方向上的眼圖張度。在圖1至圖4中，輸入光的平均功率為-5dBm，SMF長度為50km，通過改變與SMF串聯(lián)的DCF中色散量而使總色散量發(fā)生變化。
圖5是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示產(chǎn)生40Gb/s OTDM信號的光調(diào)制器10?，F(xiàn)參照圖5，光波導(dǎo)14是用，例如熱擴(kuò)散Ti進(jìn)入LiNbO3襯底12制成，在襯底上形成一個電極圖形16(圖5中的剖面線所示)，例如用Au制成。因此，光調(diào)制器10包括一個輸入兩個輸出的光開關(guān)18，兩個獨(dú)立光調(diào)制器構(gòu)成的數(shù)據(jù)調(diào)制器20，相位控制器22，和光學(xué)多路復(fù)用器24。
圖6(A),6(B),6(C),6(D)和6(E)是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的波形圖，說明光調(diào)制器10的運(yùn)行狀態(tài)。
現(xiàn)在參照圖5,6(A),6(B),6(C),6(D)和6(E)，若連續(xù)光輸入到光波導(dǎo)的一個輸入兩個輸出光開關(guān)18中，且相移為180°的兩個20GHz時鐘分量加到兩個電極上，則圖6(A)和6(B)中所示相位差為180°的光時鐘信號從光開關(guān)18中輸出。然后，這兩個信號輸入到數(shù)據(jù)調(diào)制器20的兩個光調(diào)制器中。20Gb/s的數(shù)據(jù)信號加到兩個光調(diào)制器中的每一個上，如圖6(C)和6(D)所示的RZ信號從數(shù)據(jù)調(diào)制器20中輸出。相位控制器22調(diào)整光波的相位，使兩個光波之間的相位差為180°，這兩個光波在光學(xué)多路復(fù)用器24中組合。由于兩個光波之間的相位差為180°，在“1”相繼出現(xiàn)的部分，尾部互相抵消，所以，波形接近于一個RZ信號的波形，如圖6(E)所示。在相鄰位中至少一個為“0”的其余部分其波形接近于一個NRZ信號的波形。
在圖3和圖4中，對于這兩個圖所示的RZ信號，可以看出，當(dāng)總色散量為零時，40GHz分量的強(qiáng)度最大。
與此對照，在圖1中，對于此圖所示的OTDM信號，可以看出，當(dāng)總色散量為零時，40GHz分量的強(qiáng)度在眼圖張度中最小。類似地，在圖2中，對于此圖所示的NRZ信號，可以看出，當(dāng)總色散量為零時，40GHz分量的強(qiáng)度在眼圖張度中最小。
作為參考，圖7和圖8中分別畫出OTDM和NRZ信號的光調(diào)制信號基帶譜。在NRZ情況中，設(shè)有40GHz分量，但是從定性的觀點(diǎn)推測，40GHz分量的出現(xiàn)是由于色散之后譜的展寬。
對于OTDM信號，受到色散量為-40ps/nm,0，和40ps/nm之后的波形(均衡的波形)分別表示在圖9(A),9(B)和9(C)中。與此類似，對于NRZ信號，受到色散量為-40ps/nm,0，和40ps/nm之后的波形(均衡的波形)分別表示在圖10(A),10(B)和10(C)中，如圖所示，對于OTDM和NRZ兩種情況，色散(正的和負(fù)的)之后波形中心處“1”水平上升，但交叉點(diǎn)水平下降，由此可以看出，強(qiáng)度變化出現(xiàn)的周期等于一個時隙的長度，因而產(chǎn)生40GHz分量。
關(guān)于以上第(ⅰ)點(diǎn)，可以推斷，在傳送一個比特率一般用B b/s表示的光信號時，此光信號的B赫茲分量在零色散時為最小，若通過改變可變色散器件的控制點(diǎn)，諸如色散補(bǔ)償量和信號光波長，能夠檢測到這樣的控制點(diǎn)，其中接收到的光信號中B赫茲分量在眼圖張度中為最小，則可以使總色散量為零。除了B赫茲分量以外，其他的頻率分量，例如B赫茲的諧波分量，也能用于實(shí)現(xiàn)類似的控制。
此外，從圖1和圖2中顯而易見，在OTDM和NRZ兩個波形的每一個波形上最小點(diǎn)兩側(cè)的對稱位置處有兩個最大點(diǎn)，即最高峰，所以，在很難檢測最小點(diǎn)的情況下，通過檢測給出兩個最大點(diǎn)的可變色散補(bǔ)償器件控制點(diǎn)，并取此兩個最大點(diǎn)的中點(diǎn)，就可以使總色散量為零。
另外，在n·m bit/s數(shù)據(jù)信號調(diào)制的OTDM信號情況中，此數(shù)據(jù)信號是由時分多路復(fù)用n個RZ信號得到的，每個RZ信號被m bit/s信號幅度調(diào)制，可以提取m赫茲分量，控制傳輸線的總色散量，使m赫茲分量達(dá)到最大。能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制來取代上述的提取一個n·m赫茲分量，并控制傳輸線的總色散量而使n·m赫茲分量達(dá)到最小。其理由是，構(gòu)成OTDM信號的每個m bit/s RZ信號含有m赫茲分量，如從圖3和圖4可以看出，當(dāng)總色散量為零時，該分量為最大。更具體地說，在此情況下提取n·m赫茲分量或m赫茲分量，并控制傳輸線的總色散量，使n·m赫茲分量或m赫茲分量分別為最小或最大。
所以，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，以及從下面更詳細(xì)的描述中可以看出，本發(fā)明提供一個控制傳輸線中色散的方法和設(shè)備。更具體地說，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特點(diǎn)頻率分量的強(qiáng)度。此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度。例如，見圖1和圖2?？刂苽鬏斁€的總色散量，使眼圖張度中此特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小。所以，如圖1和圖2所說明的，把特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中減至最小，就使色散量減至最小。
在實(shí)際操作中，測量眼圖張度是非常困難的，所以很難確定某一特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中是否實(shí)際上已減至最小。因此，實(shí)現(xiàn)所要求的控制可能是困難的。
所以，例如參照圖1和圖2，一個光信號，如OTDM信號或NRZ信號，可以描述成其強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰。于是，可以控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間基本上最小，如圖1和圖2所示。
關(guān)于以上第(ⅲ)點(diǎn)，一個可行方法是，在低頻f0下最小值點(diǎn)(或最大值點(diǎn))周圍很小范圍內(nèi)改變總色散量，不斷地檢測B Hz分量強(qiáng)度處在最小值(或最大值)的點(diǎn)。這個方法的原理在圖11和圖12中說明。
更具體些，圖11是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，用于說明在低頻f0下很小范圍內(nèi)改變總色散量的方法中，色散補(bǔ)償量為最小的情況。圖12是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，用于說明色散補(bǔ)償量偏離最小值的情況。
現(xiàn)參照圖11，當(dāng)色散補(bǔ)償量處在最小值點(diǎn)(或最大值點(diǎn))時，B Hz分量強(qiáng)度隨時間變化的頻率為2×f0，所以，此強(qiáng)度不包含頻率f0分量。
當(dāng)色散補(bǔ)償量如圖12中(b)或(c)所示移位時，根據(jù)這個條件，頻率f0分量出現(xiàn)在B Hz分量強(qiáng)度隨時間的變化中，在(b)與(c)兩種情況下此分量的符號相反。此處，我們考慮從B Hz分量強(qiáng)度中檢測頻率f0分量，并按這樣方式加反饋，使總色散量的變化朝著去除頻率f0分量的方向。變化的方向可以根據(jù)頻率f0分量的相位確定。
而且，利用圖1至圖4所示特性曲線也可以檢測總色散量，即，通過檢測某一特定頻率分量的強(qiáng)度，能夠從圖1至圖4中相關(guān)的強(qiáng)度大小確定總色散量。然而，由于特定頻率分量強(qiáng)度與總色散量之間不是一一對應(yīng)關(guān)系，通過在給定范圍內(nèi)掃描可變色散器件的控制點(diǎn)測量其特性是必要的。
上述色散均衡方法和色散檢測方法不僅適用于時分多路復(fù)用系統(tǒng)，而且也適用于波分多路復(fù)用(WDM)系統(tǒng)。就是說，本發(fā)明的色散均衡方法和色散檢測方法能適用于多路分配不同波長分量之后的每一分量。
圖13是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示一個自動色散均衡系統(tǒng)?，F(xiàn)參照圖13，來自光發(fā)送機(jī)30比特率為B b/s的光信號通過光傳輸線(SMF)30傳播，并經(jīng)過可變色散補(bǔ)償器34輸入到光接收機(jī)36。輸入到光接收機(jī)36的一部分光信號被光耦合器38分解，由光電檢測器40轉(zhuǎn)換成電信號。從光電檢測器40的輸出中，B-Hz分量被中心頻率為B Hz的帶通濾波器42提取出來，此分量強(qiáng)度由強(qiáng)度檢測器44測量。補(bǔ)償量控制器46控制可變色散補(bǔ)償器34中的補(bǔ)償量，其方向是使RZ信號的B-Hz分量達(dá)到最大值，或者是使OTDM或NRZ波形的B-Hz分量達(dá)到最小值。此處，可變色散補(bǔ)償器34位于接收端，但是，若放在某些其他位置處，例如放在發(fā)送端或線性轉(zhuǎn)發(fā)器中，也能完成相同的控制。此外，在OTDM信號多路復(fù)用nm b/s RZ信號的情況中，可以使m赫茲分量達(dá)到最大值以取代使mn赫茲分量達(dá)到最小值。
圖14是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖13中發(fā)送機(jī)30的一個具體實(shí)例?，F(xiàn)參照圖14，在光發(fā)送機(jī)30中，圖5的OTDM調(diào)制器10用作產(chǎn)生光信號的光調(diào)制器。
在此實(shí)例中，兩個平行輸入的10Gb/s數(shù)據(jù)信號被并聯(lián)/串聯(lián)轉(zhuǎn)換器70轉(zhuǎn)換成一個20Gb/s NRZ信號。這個20Gb/s NRZ信號輸入到驅(qū)動器72中，得到一個驅(qū)動光調(diào)制器20的20Gb/s驅(qū)動信號。每個光調(diào)制器20的輸出(20Gb/s RZ光信號)由相位調(diào)整器20作相位調(diào)整(相移之后光的相位差成180°)，如此調(diào)整之后的兩個信號被光學(xué)多路復(fù)用器24(光耦合器)組合在一起，得到一個NRZ形式的40Gb/s光信號，然后，此光信號經(jīng)光學(xué)后置放大器74送出到傳輸線上。按照本發(fā)明一個實(shí)施例的光發(fā)送機(jī)更詳細(xì)線路圖在圖16中表示。
圖15是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的示圖，表示圖13中光接收機(jī)36的一個具體實(shí)例?，F(xiàn)參照圖15，40Gb/s光信號經(jīng)可變色散補(bǔ)償器34，光學(xué)前置放大器76，和分束器38輸入到光學(xué)多路分配器(DEMUX)78中。
圖17所示偏振無關(guān)光學(xué)DEMUX可以用作光學(xué)DEMUX78。更具體地說，圖17表示按照本發(fā)明一個實(shí)施例的偏振無關(guān)光學(xué)DEMUX78結(jié)構(gòu)圖。與偏振無關(guān)是放置在接收端的光學(xué)DEMUX所要求的。為此目的，通過光纖傳輸之后輸入的40Gb/s OTDM信號首先被第一級的交叉波導(dǎo)偏振分束器80按偏振方向分成TE分量和TM分量。此外，交叉長度是優(yōu)化的，所以能夠獲得20dB或更大的偏振消光比。其次，利用一個被20GHz正弦信號驅(qū)動的1×2開關(guān)84，每個模式被光學(xué)時分多路分配成20Gb/s RZ光信號。此時，每個1×2開關(guān)的兩個輸出成互補(bǔ)關(guān)系。然而，一般說來，在LN開關(guān)(調(diào)制器)中，TM模的調(diào)制效率大于TE模的調(diào)制效率。所以，在所述的器件中，在偏振分束之后的TE模式光被半波片82轉(zhuǎn)換成TM模式光，然后再進(jìn)行光學(xué)多路分配。在最后一級上，利用兩個偏振光束組合器把相同位序列組合在一起。此處，若相同的TM模式光束組合在一起，就會出現(xiàn)光束干涉，如同在上述OTDM調(diào)制器情況一樣。所以，未實(shí)現(xiàn)TE/TM模式轉(zhuǎn)換的1×2開關(guān)84之后有一個實(shí)現(xiàn)TE/TM模式轉(zhuǎn)換的半波片88，此后，把兩個正交偏振分量的功率進(jìn)行合成。
再參照圖15，從光學(xué)DEMUX 78得到的兩個20Gb/s RZ光信號中的每一個光信號輸入到光電二極管90中，用于轉(zhuǎn)換成電信號，此電信號被前置放大器92放大，由均衡放大器94作波形修整，波形修整后的信號被并聯(lián)/串聯(lián)轉(zhuǎn)換器96改變成原先的10Gb/s NRZ數(shù)據(jù)。此后，此數(shù)據(jù)被10Gb/s鑒頻器(未畫出)再現(xiàn)。直到光學(xué)多路分配部分的光接收機(jī)36更詳細(xì)線路圖表示在，如圖18中。
圖19是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的可變色散補(bǔ)償器實(shí)例。也參考M.M.Ohm等人，“采用壓電堆的可調(diào)光纖光柵色散”，OFC'87 TechnicalDigest,WJ3,pp155-156，該文合并在此供參考。
圖20是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明加到圖19中可變色散補(bǔ)償器各片上電壓V1至V21的圖形A至D。并且，圖21是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的曲線圖，說明圖20中電壓圖形A至D的色散值。
現(xiàn)在參照圖19,20和21，壓電元件92附著在二十一(21)片啁啾光纖光柵90的每一片上(見圖19)。當(dāng)電壓V1至V21以圖20所示梯度加到壓電元件上時，沿著光柵90縱向的壓力就發(fā)生變化，對于圖20所示的電壓圖形A至D，色散值(直線的斜率)的變化如圖21所示。
圖22是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的補(bǔ)償量控制器46(見圖13)實(shí)例。現(xiàn)參照圖22，40Gb/s頻率分量的強(qiáng)度被A/D轉(zhuǎn)換器94作模數(shù)轉(zhuǎn)換，作為數(shù)字信號輸入到MPU96。MPU96把此時的強(qiáng)度值Ic與先前接收到的貯存在存儲器98中強(qiáng)度值Ip進(jìn)行比較，檢驗(yàn)后確定現(xiàn)有的色散量與40Gb/s強(qiáng)度之間的關(guān)系究竟是在圖2中的X坡度上，還是在Y坡度上。就是說，在X坡度上時，若減少可變色散補(bǔ)償器34的色散量，則色散量就趨向零(Z點(diǎn))。在Y坡度上時，若增加可變色散補(bǔ)償器34的色散量，則色散量就趨向零。所以，當(dāng)Ic＞Ip時，就假定上述關(guān)系是在X坡度上，控制加到圖19中可變色散補(bǔ)償器34的電壓，得到使色散量減少的這種V1至V21值，待加到各個壓電元件上的電壓就經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器100輸出。與此相反，當(dāng)Ic＜Ip時，就假定上述關(guān)系是在Y坡度上，得到使色散量增大的這種V1至V21值，作為控制加到圖19中可變色散補(bǔ)償器34上的電壓。
此處，為了得到V1至V21各值，圖20和圖21所示的數(shù)據(jù)(此數(shù)據(jù)代表色散量與V1至V21之間關(guān)系)和圖2所示的數(shù)據(jù)(此數(shù)據(jù)代表40GHz分量的強(qiáng)度與總色散量之間關(guān)系)事先貯存在存儲器中。然后，確定此關(guān)系是在圖2所示的X坡度或Y坡度上，從圖2所示的數(shù)據(jù)中得到的此時的色散量Ic。接著，為了減小色散量到Z點(diǎn)處零值，根據(jù)此時的色散量Ic確定可變色散補(bǔ)償器34中補(bǔ)償所需的色散量Ic’。即，Ic’的確定是使Ic+Ic'=0。
一旦按照這一方法確定Ic’之后，為了得到Ic’而加到可變色散補(bǔ)償器34上的電壓V1至V21是根據(jù)圖20和21所示數(shù)據(jù)確定的。
圖23是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的圖13中系統(tǒng)的改型?，F(xiàn)參照圖23，圖13系統(tǒng)中的可變色散補(bǔ)償器34用可變波長光源48替代，利用信號光波長控制器50控制信號光的波長，使光傳輸線32的色散量受到控制。
圖24是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的圖13系統(tǒng)另一個實(shí)例?，F(xiàn)參照圖13，振蕩器52產(chǎn)生一個低頻f0正弦波。振蕩器52產(chǎn)生的低頻信號在低頻疊加電路54中疊加到來自色散補(bǔ)償量設(shè)置電路56的補(bǔ)償量設(shè)置信號上，合成的信號加到可變色散補(bǔ)償器34中，強(qiáng)度檢測器58(例如，平方律檢測器)測量從帶通濾波器42輸出的B Hz分量強(qiáng)度，帶通濾波器60從檢測器的輸出中提取f0分量。帶通濾波器60提取的f0分量相位在相位比較電路62中與振蕩器52輸出的低頻信號相位進(jìn)行比較。根據(jù)相位比較電路62的比較結(jié)果，色散補(bǔ)償量設(shè)置電路56產(chǎn)生并輸出補(bǔ)償量設(shè)置信號。強(qiáng)度檢測器58可以采用，例如倍增器，或混頻器，或普通的功率檢測器。相位比較電路62可以采用，例如倍增器，或混頻器，或全波整流器，和低通濾波器。
圖25(A),25(B),25(C),25(D),25(E),25(F)，和25(G)是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的波形圖，用于說明圖24所示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。更具體地說，圖25(A),25(B),25(C),25(D),25(E),25(F)和25(G)分別表示圖24中(a),(b),(c),(d),(e),(f)和(g)各點(diǎn)處的信號波形。
當(dāng)色散補(bǔ)償量從最佳值移向正的一側(cè)時，如圖25(A)所示，低頻疊加電路54的輸出就會如圖25(B)所示。當(dāng)色散補(bǔ)償量從最佳值移向正的一側(cè)時，在NRZ或OTDM情況下，B Hz分量的強(qiáng)度隨色散補(bǔ)償量的增加而增大(見圖1,2和12)，所以，被帶通濾波器42提取的B Hz分量幅度在頻率f0處發(fā)生變化，如圖25(c)所示。
當(dāng)檢測到那個分量的強(qiáng)度時(見圖25(D))，提取f0分量(見圖25(E))，合成的信號與從振蕩器52輸出的低頻信號同相(見圖25(F))。因此，相位比較電路62輸出一個正的信號(見圖25(G))。
把反饋控制按這樣的方式加到正的輸出信號上，使色散補(bǔ)償量設(shè)置電路56輸出的色散補(bǔ)償量控制信號減小(見圖25(A))，就使色散補(bǔ)償量接近于最佳值。當(dāng)色散補(bǔ)償量低于最佳值時，帶通濾波器60的輸出與振蕩器52的輸出反相，從相位比較電路62輸出一個負(fù)電壓。
所以，把反饋控制按這樣的方式加到負(fù)的輸出信號上，使色散補(bǔ)償量信號增大，就會使色散補(bǔ)償量向著最佳值變化。在RZ信號情況下，色散補(bǔ)償量的變化方向應(yīng)該與上述方向相反。
圖26是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的圖24中系統(tǒng)的改型。與圖23所示為圖13的改型一樣，除了可變色散補(bǔ)償器34的色散補(bǔ)償量控制用可變波長光源48的波長控制替代以外，圖26與圖24相同。
然而，這個方法要求，在接收端從相位比較中得到的檢測信號傳送到發(fā)送端?？梢酝ㄟ^以下方法達(dá)到這一要求，例如，分別提供低速線，或在相反方向傳播的信號中載有信息。
圖27是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的色散均衡系統(tǒng)另一實(shí)例。以前實(shí)例的情況是，在允許系統(tǒng)運(yùn)行的同時實(shí)現(xiàn)色散值控制。與此對照，在圖27中，在自動色散均衡控制已大大地偏離開最佳值情況下，控制是在起動系統(tǒng)時或重新起動系統(tǒng)時加上的，或者故意中斷系統(tǒng)的運(yùn)行完成色散量優(yōu)化。
可變色散補(bǔ)償器34的色散補(bǔ)償量是在很寬的范圍內(nèi)被掃描，在完成掃描的同時從強(qiáng)度檢測器44輸出中檢測B Hz分量的變化。如前所述，通過B Hz分量的強(qiáng)度特性與圖1至圖4所示特性的比較，能夠測出總色散量。在RZ信號情況下，記錄下B Hz分量處在最大時的色散補(bǔ)償量，在掃描補(bǔ)償量之后，在起動系統(tǒng)運(yùn)行之前把色散補(bǔ)償量設(shè)定到記錄值。在OTDM或NRZ波形情況下，例如，記錄下B Hz分量處在最大時的兩個色散補(bǔ)償量，在掃描補(bǔ)償量之后，色散補(bǔ)償量設(shè)定在兩個值的中點(diǎn)。
圖28是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的圖27中系統(tǒng)的改型。除了圖27中可變色散補(bǔ)償器34的掃描和設(shè)置用可變波長光源48的波形掃描和設(shè)置替代以外，此改型與圖27所示相同。
所以，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，提供了一個控制光纖傳輸線中色散量的方法和設(shè)置。更具體些說，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度。此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度?？刂苽鬏斁€的總色散量，使特定頻率分量強(qiáng)度在眼圖張度中基本上最小。因此，總色散量就如圖1和圖2所示的減至最小。
而且，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，通過傳輸線傳播的各種類型光信號可以描述成其強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰。于是，可以控制傳輸線的總色散量，使強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小，例如，如圖1和圖2所示。
雖然，最好是使特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中減至最小，但在某些情況下，只要使強(qiáng)度處在眼圖張度內(nèi)就可以了。例如，在某些系統(tǒng)中，可以認(rèn)為對應(yīng)于強(qiáng)度處在眼圖張度內(nèi)的總色散量是相對低的。所以，參照圖1和圖2，只要使強(qiáng)度保持在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上眼圖張度內(nèi)的那些點(diǎn)上，就能夠控制總色散量。
所以，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度。此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的重疊眼圖張度。控制傳輸線的色散量，使特點(diǎn)頻率分量的強(qiáng)度是在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上眼圖張度內(nèi)的那些點(diǎn)上。
此外，替代控制色散以控制某一特定頻率分量的強(qiáng)度，可以簡單地直接控制特定頻率分量的強(qiáng)度。例如，可以控制此強(qiáng)度，使檢測到的強(qiáng)度在眼圖張度中基本上最小。
而且，如前所述，測量眼圖張度往往是很困難的。所以，可以控制特定頻率分量的強(qiáng)度，使強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小。
如上所述，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，監(jiān)測和控制如NRZ和OTDM波形光信號的傳輸線色散是可能的，此光信號的時鐘分量在零色散時最小，能夠在不中斷系統(tǒng)運(yùn)行時控制傳輸線色散。
所以，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，控制一個光信號的傳輸線色散，此光信號的時鐘分量強(qiáng)度在零色散時不變?yōu)樽畲?，如在NRZ信號或在OTDM信號情況，在后一情況下多個RZ信號被時分多路復(fù)用且其尾部互相重疊。
所以，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，控制傳輸線中色散，此傳輸線中傳播一個被數(shù)據(jù)信號調(diào)制的光信號。更具體地說，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度?？刂苽鬏斁€的總色散量，使檢測到的特定頻率分量強(qiáng)度在眼圖張度中最小。
另外，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，提供一個檢測傳輸線色散量的設(shè)備和方法，此傳輸線中傳播一個被數(shù)據(jù)信號調(diào)制的光信號。更具體地說，從通過傳輸線傳播的光信號中檢測某一特定頻率分量的強(qiáng)度。根據(jù)測得的特定頻率分量強(qiáng)度確定傳輸線的總色散量。
此外，按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，n·m bit/s數(shù)據(jù)信號調(diào)制的時分多路復(fù)用光信號通過光纖傳輸線傳播，此數(shù)據(jù)信號是從時分多路復(fù)用n個光信號得到的，每個光信號被m bit/s數(shù)據(jù)信號幅度調(diào)制。從光纖傳輸線中得到的時分多路復(fù)用光信號中提取n·m赫茲或m赫茲分量。使光纖傳輸線中色散可變，因此提取的n·m赫茲或m赫茲分量分別展示一個最小值或最大值。
按照本發(fā)明的各個實(shí)施例，特定頻率分量的強(qiáng)度“基本上”是最小。最好是使強(qiáng)度在實(shí)際的最小值上。然而，實(shí)際上往往很難使特定頻率分量的強(qiáng)度絕對地最小。所以，在大多數(shù)情況下，若特定頻率分量的強(qiáng)度大于或等于最小值和小于或等于最小值的120％，就認(rèn)為此強(qiáng)度基本上最小。最好是，應(yīng)當(dāng)控制特定頻率分量的強(qiáng)度，使它大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％。
雖然已經(jīng)展示和描述了本發(fā)明的幾個實(shí)施例，那些專業(yè)人員能夠理解，在這些實(shí)施例中可以作些改動而不偏離本發(fā)明的原理和精神實(shí)質(zhì)，本發(fā)明的范圍規(guī)定在權(quán)利要求書及相關(guān)的文件中。
權(quán)利要求
1．一個控制傳輸線中色散量的方法，它包括的步驟為檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰；和控制傳輸線的總色散量，使光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間此特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
3．按照權(quán)利要求1的方法，其中控制步驟包括通過控制可變色散補(bǔ)償器的色散值達(dá)到控制傳輸線的總色散量，此色散值影響傳輸線的色散量。
4．按照權(quán)利要求2的方法，其中控制步驟包括通過控制可變色散補(bǔ)償器的色散值達(dá)到控制傳輸線的總色散量，此色散值影響傳輸線的色散量。
5．按照權(quán)利要求1的方法，其中傳輸線包含一個可變波長的光源，用于改變光信號的波長，控制步驟包括通過控制光源的可變波長達(dá)到控制傳輸線的總色散量。
6．按照權(quán)利要求2的方法，其中傳輸線包含一個可變波長的光源，用于改變光信號的波長，控制步驟包括通過控制光源的可變波長達(dá)到控制傳輸線的總色散量。
7．按照權(quán)利要求1的方法，其中光信號是一個不歸零信號。
8．按照權(quán)利要求2的方法，其中光信號是一個不歸零信號。
9．按照權(quán)利要求1的方法，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，具有互相重疊的尾部。
10．按照權(quán)利要求2的方法，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
11．按照權(quán)利要求1的方法，其中控制步驟包括根據(jù)檢測到的特定頻率分量強(qiáng)度連續(xù)地控制總色散量。
12．按照權(quán)利要求2的方法，其中控制步驟包括根據(jù)檢測到的特定頻率分量強(qiáng)度連續(xù)地控制總色散量。
13．按照權(quán)利要求1的方法，其中控制步驟還包括利用可變色散補(bǔ)償器控制總色散量，此補(bǔ)償器的色散值隨提供給可變色散補(bǔ)償器的控制信號而變化；把一個低頻信號疊加到控制信號上；從檢測到的特定頻率分量中提取一個與低頻信號相同頻率的頻率分量；把提取到的頻率分量相位與低頻信號相位進(jìn)行比較；以及根據(jù)相位比較的結(jié)果，產(chǎn)生控制總色散量的控制信號。
14．按照權(quán)利要求11的方法，其中控制步驟還包括利用可變色散補(bǔ)償器控制總色散量，此補(bǔ)償器的色散值隨提供給可變色散補(bǔ)償器的控制信號而變化；把一個低頻信號疊加到控制信號上；從檢測到的特定頻率分量中提取一個與低頻信號相同頻率的頻率分量；把提取到的頻率分量相位與低頻信號相位進(jìn)行比較；以及根據(jù)相位比較的結(jié)果，產(chǎn)生控制總色散量的控制信號。
15．按照權(quán)利要求1的方法，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在光信號強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間中點(diǎn)處最小。
16．按照權(quán)利要求15的方法，其中控制步驟包括掃描總色散量；和在掃描期間，從檢測到的特定頻率分量強(qiáng)度中找到總色散量的控制點(diǎn)。
17．按照權(quán)利要求1的方法，其中特定頻率分量強(qiáng)度在大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％時基本上為最小。
18．一個控制傳輸線中色散量的方法，它包括的步驟為根據(jù)控制信號控制傳輸?shù)目偵⒘?；把一個低頻信號疊加到控制信號上；檢測通過傳輸線傳播的光信號中特定頻率分量強(qiáng)度；從檢測到的特定頻率分量中提取一個與低頻信號相同頻率的頻率分量；把提取到的頻率分量相位與低頻信號相位進(jìn)行比較；以及根據(jù)相位比較的結(jié)果，產(chǎn)生控制總色散量的控制信號。
19．一個包括以下步驟的方法檢測通過傳輸線傳播的光信號中特定頻率分量的強(qiáng)度；和根據(jù)測得的特定頻率分量強(qiáng)度，確定傳輸線的總色散量。
20．按照權(quán)利要求19的方法，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
21．一個控制傳輸線中色散的設(shè)備，包括光檢測器，它檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰；和控制器，它控制傳輸線的總色散量，使光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小。
22．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
23．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中傳輸線包含有可控色散值的可變色散補(bǔ)償器；控制器通過控制可變色散補(bǔ)償器的色散值以控制傳輸線的總色散量。
24．按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中傳輸線包含有可控色散值的可變色散補(bǔ)償器；控制器通過控制可變色散補(bǔ)償器的色散值以控制傳輸線的總色散量。
25．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中傳輸線包含有可變波長的光源，它用于改變光信號的波長；控制器通過控制光源的可變波長以控制傳輸線的總色散量。
26．按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中傳輸線包含有可變波長的光源，它用于改變光信號的波長；控制器通過控制光源的可變波長以控制傳輸線的總色散量。
27．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中光信號是一個不歸零信號。
28．按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中光信號是一個不歸零信號。
29．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，其中多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
30．按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，其中多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
31．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中控制器根據(jù)測得的特定頻率分量強(qiáng)度連續(xù)地控制總色散量。
32．按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中控制器根據(jù)測得的特定頻率分量強(qiáng)度連續(xù)地控制總色散量。
33．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中控制器包括可變色散補(bǔ)償器，它有一個按供給可變色散補(bǔ)償器不同控制信號而變化的色散值，以控制總色散量；低頻疊加電路，把一個低頻信號疊加到控制信號上；提取電路，從檢測到的特定頻率分量中提取一個與低頻信號相同頻率的頻率分量；相位比較器，把提取到的頻率分量相位與低頻信號相位進(jìn)行比較；以及控制信號發(fā)生器，根據(jù)相位比較的結(jié)果，產(chǎn)生控制總色散量的控制信號。
34．按照權(quán)利要求22的設(shè)備，其中控制器包括低頻疊加電路，把一個低頻信號疊加到控制信號上；可變色散補(bǔ)償器，它有一個按供給可變色散補(bǔ)償器不同控制信號而變化的色散值，以控制總色散量；提取電路，從檢測到的特定頻率分量中提取一個與低頻信號相同頻率的頻率分量；相位比較器，把提取到的頻率分量相位與低頻信號相位進(jìn)行比較；以及控制信號發(fā)生器，根據(jù)相位比較的結(jié)果，產(chǎn)生控制總色散量的控制信號。
35．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中特定頻率分量強(qiáng)度在光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間中點(diǎn)處最小。
36．按照權(quán)利要求21的設(shè)備，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％時基本上為最小。
37．一個控制傳輸線中色散量的設(shè)備，它包括低頻疊加電路，把一個低頻信號疊加到控制信號上；色散補(bǔ)償器，按照控制信號控制傳輸線的總色散量；檢測器，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度；提取電路，從檢測到的特定頻率分量中提取一個與低頻信號相同頻率的頻率分量；相位比較器，把提取到的頻率分量相位與低頻信號相位進(jìn)行比較；以及控制信號發(fā)生器，根據(jù)相位比較的結(jié)果，產(chǎn)生控制總色散量的控制信號。
38．一個設(shè)備，它包括檢測器，檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度；和色散值確定器件，根據(jù)測得的特定頻率分量強(qiáng)度確定傳輸線的總色散量。
39．按照權(quán)利要求38的設(shè)備，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
40．一個包括以下步驟的方法通過光纖傳輸線傳送一個n·m bit/s數(shù)據(jù)信號調(diào)制的時分多路復(fù)用光信號，此數(shù)據(jù)信號從時分多路復(fù)用n個光信號中得到，每個光信號被mbit/s數(shù)據(jù)信號幅度調(diào)制，此時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰；和完成以下兩步之一(a)在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測n·m赫茲頻率分量，控制光纖傳輸線的總色散量，使時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間檢測到的n·m赫茲頻率分量強(qiáng)度基本上最小，和(b)在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測m赫茲分量，然后控制光纖傳輸線的總色散量，檢測到的m赫茲分量強(qiáng)度最大。
41．一個設(shè)備，它包括發(fā)送機(jī)，它通過光纖傳輸線傳送一個n·mbit/s數(shù)據(jù)信號調(diào)制的時分多路復(fù)用光信號，此數(shù)據(jù)信號從時分多路復(fù)用n個光信號中得到，每個光信號被m bit/s數(shù)據(jù)信號幅度調(diào)制，此時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上至少有兩個峰；和完成以下兩步之一的控制器(a)在通過光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測n·m赫茲頻率分量，控制光纖傳輸線的總色散量，使時分多路復(fù)用光信號的強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上兩個最高峰之間檢測到的n·m赫茲頻率分量強(qiáng)度基本上最小，和(b)在通過光光纖傳輸線傳播之后，從時分多路復(fù)用光信號中檢測m赫茲頻率分量，然后控制光纖傳輸線的總色散量，使檢測到的m赫茲頻率分量強(qiáng)度最大。
42．一個控制傳輸線中色散量的方法，它包括的步驟為檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度；和控制傳輸線的總色散量，使眼圖張度中特定頻率分量的強(qiáng)度基本上最小。
43．按照權(quán)利要求42的方法，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，此特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
44．按照權(quán)利要求42的方法，其中控制步驟包括通過控制變色散補(bǔ)償器的色散值控制傳輸線的總色散量，此色散值影響傳輸線的色散量。
45．按照權(quán)利要求43的方法，其中控制步驟包括通過控制可變色散補(bǔ)償器的色散值控制傳輸線的總色散量，此色散值影響傳輸線的色散量．
46．按照權(quán)利要求42的方法，其中光信號是一個不歸零信號。
47．按照權(quán)利要求43的方法，其中光信號是一個不歸零信號。
48．按照權(quán)利要求42的方法，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
49．按照權(quán)利要求42的方法，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
50．按照權(quán)利要求42的方法，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％時基本上為最小。
51．一個控制傳輸線中色散量的設(shè)備，它包括檢測器，它檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率的強(qiáng)度，此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度；和控制器，它控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中基本上最小。
52．按照權(quán)利要求51的設(shè)備，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，此特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
53．按照權(quán)利要求51的設(shè)備，其中控制器通過控制可變色散補(bǔ)償器的色散值控制傳輸線的總色散量，此色散值影響傳輸線的色散量。
54．按照權(quán)利要求51的設(shè)備，其中光信號是一個不歸零信號。
55．按照權(quán)利要求52的設(shè)備，其中光信號是一個不歸零信號。
56．按照權(quán)利要求51的設(shè)備，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
57．按照權(quán)利要求52的設(shè)備，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
58．按照權(quán)利要求51的設(shè)備，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％時基本上為最小。
59．一個控制傳輸線中色散量的方法，它包括的步驟為檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度；和控制此特定頻率分量的強(qiáng)度，使測得的特定頻率分量強(qiáng)度在眼圖張度中基本上最小。
60．按照權(quán)利要求59的方法，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，此特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
61．按照權(quán)利要求59的方法，其中光信號是一個不歸零信號。
62．按照權(quán)利要求60的方法，其中光信號是一個不歸零信號。
63．按照權(quán)利要求61的方法，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
64．按照權(quán)利要求60的方法，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
65．按照權(quán)利要求59的方法，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％時基本上為最小。
66．一個控制傳輸線中色散的設(shè)備，包括檢測器，它檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度；和控制器，它控制特定頻率分量的強(qiáng)度，使此特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中基本上最小。
67．按照權(quán)利要求66的設(shè)備，其中光信號被比特率為B bit/s的數(shù)據(jù)信號所調(diào)制，此特定頻率分量是光信號的B赫茲分量。
68．按照權(quán)利要求66的設(shè)備，其中光信號是一個不歸零信號。
69．按照權(quán)利要求67的設(shè)備，其中光信號是一個不歸零信號。
70．按照權(quán)利要求66的設(shè)備，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
71．按照權(quán)利要求67的設(shè)備，其中光信號是一個光學(xué)時分多路復(fù)用信號，多個歸零信號被多路復(fù)用，多個歸零信號有互不相同的光波相位和數(shù)據(jù)信號相位，且有互相重疊的尾部。
72．按照權(quán)利要求66的設(shè)備，其中特定頻率分量的強(qiáng)度在大于或等于最小強(qiáng)度和小于或等于最小強(qiáng)度的110％時基本上為最小。
73．一個控制傳輸線中色散量的方法，它包括的步驟為檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的重疊眼圖張度；和控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度保持在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系特性曲線上眼圖張度內(nèi)的那些點(diǎn)上。
74．一個控制傳輸線中色散量的設(shè)備，它包括檢測器，它檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度，此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的重疊眼圖張度；和控制器，它控制傳輸線的總色散量，使特定頻率分量的強(qiáng)度保持在強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線上眼圖張度內(nèi)的那些點(diǎn)上。
全文摘要
一個方法和設(shè)備,用于把通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度減至最小,從而使傳輸線中總色散量減至最小。更具體地說,檢測通過傳輸線傳播的光信號中某一特定頻率分量的強(qiáng)度。此光信號有一條強(qiáng)度與總色散量關(guān)系的特性曲線以及相應(yīng)的眼圖張度?？刂瓶偵⒘?使此特定頻率分量的強(qiáng)度在眼圖張度中減至最小,從而把總色散量減至最小。
文檔編號H04J14/00GK1209006SQ9810839
公開日1999年2月24日 申請日期1998年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日
發(fā)明者大井寬己, 石川丈二 申請人:富士通株式會社