專(zhuān)利名稱(chēng)：把光信號(hào)劃分成多個(gè)具有更低比特率的電數(shù)據(jù)信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把光數(shù)據(jù)信號(hào)劃分成多個(gè)具有更低比特率的電數(shù)據(jù)信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
具有超過(guò)40Gbit/s的高數(shù)據(jù)速率的信號(hào)在目前還不能進(jìn)行電處理。因此采用多路分解電路來(lái)把這種信號(hào)劃分成多個(gè)具有更低比特率的子信號(hào)。
已知的多路分解電路采用一種光脈沖源與光邏輯電路進(jìn)行共同作用，所述的光脈沖源譬如為光學(xué)的壓控振蕩器、簡(jiǎn)稱(chēng)為VCO，而所述的光邏輯電路利用了光波導(dǎo)中經(jīng)常為非線性的效應(yīng)。在此，從到來(lái)的信號(hào)中選出每第n個(gè)比特。
另一種可能性在于，采用一種VCO和由其控制的光電變換器，譬如電-吸收-調(diào)制器(簡(jiǎn)稱(chēng)EAM)或馬赫-錢(qián)德?tīng)?調(diào)制器(簡(jiǎn)稱(chēng)MZM)。在該情形下同樣從到來(lái)的信號(hào)中選出每第n個(gè)比特。
上述兩種裝置具有的缺點(diǎn)是它們的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜而且昂貴。另外，這些裝置還依賴(lài)于極化。而且還需要一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來(lái)尤其在溫度方面避免引起誤碼的傳播時(shí)間漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在此所基于的任務(wù)在于，展示一種簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的方法來(lái)把光信號(hào)多路分解成電信號(hào)。
該問(wèn)題通過(guò)權(quán)利要求1所列舉的方法特征來(lái)解決。
利用本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于，利用簡(jiǎn)單的裝置就可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行多路分解。該方法依賴(lài)于極化，并且對(duì)傳播時(shí)間漂移不敏感，因?yàn)楣鈹?shù)據(jù)信號(hào)和用于比特選擇的輔助信號(hào)是通過(guò)共同的光波導(dǎo)被傳輸給判定器的，而且多路分解與鑒相都是在判定器或相同的光電二極管內(nèi)進(jìn)行的。
本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。
采用具有可調(diào)節(jié)或可控制的工作點(diǎn)的光電二極管具有以下優(yōu)點(diǎn)，即判定器和光電轉(zhuǎn)換器可以構(gòu)造在一個(gè)器件內(nèi)。
采用不同的波長(zhǎng)，優(yōu)選地采用位于不同光窗口內(nèi)的波長(zhǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)，即由于沒(méi)有與波長(zhǎng)有關(guān)的重疊，所以不會(huì)出現(xiàn)具有數(shù)據(jù)信號(hào)噪聲背景的干擾噪聲，也即放大的自發(fā)發(fā)射，簡(jiǎn)稱(chēng)ASE，這導(dǎo)致大大降低了對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的信噪比的要求。
采用相位調(diào)節(jié)具有的優(yōu)點(diǎn)是，總是可以最佳地選擇所述數(shù)據(jù)信號(hào)的比特。
采用具有相應(yīng)較窄帶寬的接收器的優(yōu)點(diǎn)是，可以更簡(jiǎn)單地和相應(yīng)便宜地實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明尤其適合于把光數(shù)據(jù)信號(hào)劃分成兩個(gè)電的子信號(hào)，因?yàn)樵谠撉樾蜗驴梢酝ㄟ^(guò)疊加兩個(gè)譬如來(lái)自激光二極管的單色信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的脈沖源，這是非常簡(jiǎn)單和便宜的。通過(guò)使用這種激光二極管而大大簡(jiǎn)化了所述輔助信號(hào)的頻率和相位調(diào)節(jié)。


下面將就附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。其中圖1示出了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的裝置的框圖，圖2示出了在把光數(shù)據(jù)信號(hào)劃分成兩個(gè)電信號(hào)時(shí)的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，圖3示出了圖2的替換方案，以及圖4示出了圖2的另一替換方案。
具體實(shí)施例方式
圖1給出了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的裝置的原理結(jié)構(gòu)。需進(jìn)行多路分解的光數(shù)據(jù)信號(hào)ODS被輸入到一個(gè)信號(hào)劃分器ST中，由該信號(hào)劃分器將其劃分為n個(gè)數(shù)據(jù)子信號(hào)DTS1、DTS2、...DTSn。
各個(gè)數(shù)據(jù)子信號(hào)DTSi被分別輸入到耦合器KPi中。輔助信號(hào)源HSQi分別產(chǎn)生一個(gè)同樣被輸入到耦合器KPi中的光輔助信號(hào)OHSi，其比特率和相位與數(shù)據(jù)子信號(hào)DTSi相同。輔助信號(hào)OHSi的每第n個(gè)比特具有較高的電平。第n個(gè)光輔助信號(hào)分別被相互移相一個(gè)比特。耦合器KPi把該數(shù)據(jù)子信號(hào)DTSi和輔助信號(hào)OHSi相加成一個(gè)光累加信號(hào)OSUMi，并將該信號(hào)輸出給判定器ESi。
判定器ESi的判定閾值位于數(shù)據(jù)子信號(hào)DTSi的幅值之上，以及位于所述累加信號(hào)OSUMi的幅值之下，并大致位于上述兩個(gè)幅值的中值。
因?yàn)橹挥兴龉饫奂有盘?hào)OSUMi的每第n個(gè)比特才具有較高的電平，所以每個(gè)判定器ESi輸出一個(gè)其比特率是光數(shù)據(jù)信號(hào)ODS的1/n的電數(shù)據(jù)信號(hào)EDSi。該電數(shù)據(jù)信號(hào)被分別輸入到一個(gè)其帶寬為所述光數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬1/n的接收器RXi中。接收器RXi把一個(gè)被多路分解的電數(shù)據(jù)子信號(hào)EDDSI輸至其輸出端。
為了使每個(gè)輔助信號(hào)OHSi相對(duì)于數(shù)據(jù)子信號(hào)DTSi具有正確的相位，由接收器RXi輸出一個(gè)被送至輔助信號(hào)源HSQi中的調(diào)節(jié)信號(hào)RSi。在該情形下，譬如在接收器RXi內(nèi)借助碼字而實(shí)現(xiàn)同步到第n個(gè)比特。
為了避免因ASE而提高的噪聲影響，在一個(gè)不同于光數(shù)據(jù)信號(hào)的光范圍/窗口中產(chǎn)生光輔助信號(hào)。
作為判定器而使用一個(gè)光電二極管PHDi，其工作點(diǎn)被如此地選擇，使得只有高的光電平才引起一個(gè)光電流輸入到帶寬相應(yīng)較窄的接收器RXi中，譬如在邏輯1的情況下，這種高的光電平在光累加信號(hào)OSUMi的每第n個(gè)比特時(shí)出現(xiàn)。
如果按照?qǐng)D2把光數(shù)據(jù)信號(hào)劃分成兩個(gè)電信號(hào)，則可以得出非常有利的實(shí)現(xiàn)方式。在此，可以分別通過(guò)調(diào)制或疊加兩個(gè)單色光信號(hào)MOS1、MOS2或MOS3、MOS4來(lái)產(chǎn)生光輔助信號(hào)OHS1和OHS2。這些信號(hào)都可以用激光LS1、....LS4來(lái)產(chǎn)生。頻率和相位準(zhǔn)確的輔助信號(hào)OHSi的調(diào)節(jié)可以?xún)?yōu)選地通過(guò)激光調(diào)節(jié)器LR1或LR2來(lái)執(zhí)行。
在此，兩個(gè)單色的光信號(hào)MOS1、MOS2或MOS3、MOS4被輸入到耦合器KPH1或KPH2中，并由該耦合器輸出光輔助信號(hào)OHS1或OHS2。
圖3示出了原理上與圖2相同的裝置，其不同之處在于，單色的光信號(hào)MOS1、MOS2或MOS3、MOS4被直接輸入到耦合器KP1或KP2中。
圖4示出了原理上與圖2相同的裝置，其不同之處在于，第二輔助信號(hào)OHS2是通過(guò)將第一輔助信號(hào)OHS1延遲一個(gè)比特的時(shí)延來(lái)產(chǎn)生的。在該情形下只需要兩個(gè)具有共同激光調(diào)節(jié)器LRG的激光LS1和LS2。由激光LS1和LS2輸出的單色光信號(hào)MOS1和MOS2被輸入到耦合器KPH中，該耦合器的輸出與發(fā)出光輔助信號(hào)OHS1或OHS2的信號(hào)劃分器STH的輸入端相連接。
如果譬如需要多路分解一個(gè)80Gbit/s的信號(hào)，則把輔助信號(hào)OHS1和OHS2中的一個(gè)分別與兩個(gè)數(shù)據(jù)子信號(hào)DTS1和DTS2相加。輔助信號(hào)OHS1和OHS2分別具有40GHz的頻率。該輔助信號(hào)通過(guò)兩個(gè)具有頻差為40GHz的激光的調(diào)制來(lái)產(chǎn)生。在此，激光的絕對(duì)波長(zhǎng)的意義并不大。它們應(yīng)該位于光數(shù)據(jù)信號(hào)的波長(zhǎng)范圍之外，以便在光輔助信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)噪聲背景之間避免附加的干擾噪聲，也即放大的自發(fā)發(fā)射(簡(jiǎn)稱(chēng)ASE)。
權(quán)利要求
1.把光數(shù)據(jù)信號(hào)(ODS)劃分成n個(gè)具有更低比特率的電數(shù)據(jù)信號(hào)(EDS1，EDS2，...EDSn)的方法，其特征在于，把所述的光數(shù)據(jù)信號(hào)(ODS)劃分成n個(gè)相同的數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)，分別把一個(gè)與所述數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)具有相同比特率和相位的二進(jìn)制光輔助信號(hào)(OHS1，OHS2，...OHSn)同每個(gè)光數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)相加，所述輔助信號(hào)的每第n個(gè)比特分別具有較高的電平，其中，將所述n個(gè)光輔助信號(hào)(OHS1，OHS2，...OHSn)分別相互移相一個(gè)比特，以便產(chǎn)生n個(gè)被分別輸入到判定器(ES1，ES2，...ESn)中的累加信號(hào)(OSUM1，OSUM2，...OSUMn)，所述判定器的判定閾值位于所述數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)的幅值之上和所述累加信號(hào)(OSUM1，OSUM2，...OSUMn)的幅值之下，并優(yōu)選地為上述兩個(gè)幅值的中值，使得每個(gè)判定器(ES1，ES2，...ESn)輸出一個(gè)比特率是所述數(shù)據(jù)信號(hào)(ODS)的1/n的電數(shù)據(jù)信號(hào)(EDS1，EDS2，...EDSn)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)判定器(ES1，ES2，...ESn)被構(gòu)造成具有可調(diào)節(jié)或可控制的工作點(diǎn)的光電二極管。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述輔助信號(hào)(OHS1，OHS2，...OHSn)的波長(zhǎng)不等于所述光數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)的波長(zhǎng)。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述輔助信號(hào)(OHS1，OHS2，...OHSn)的波長(zhǎng)位于一個(gè)與所述光數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)的波長(zhǎng)不相同的光窗口中。
5.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，分別調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2，...DTSn)與所屬的輔助信號(hào)(OHS1，OHS2，...OHSn)之間的相差。
6.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，把所述的電數(shù)據(jù)信號(hào)(EDS1，EDS2，...EDSn)分別輸入到具有1/n倍帶寬的接收器(RX1，RX2，...RXn)中。
7.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，把所述的光數(shù)據(jù)信號(hào)(ODS)劃分成兩個(gè)數(shù)據(jù)子信號(hào)(DTS1，DTS2)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)制或疊加兩個(gè)單色光信號(hào)(MOS1，MOS2)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)輔助信號(hào)(OHS1，OHS2)。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)第一和/或第二單色光信號(hào)(MOS1，MOS2)的頻率和/或相位來(lái)產(chǎn)生一個(gè)頻率和相位準(zhǔn)確的光輔助信號(hào)(OHS1，OHS2)。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，通過(guò)激光來(lái)產(chǎn)生所述的單色光信號(hào)(MOS1，MOS2)。
全文摘要
從一個(gè)被劃分成n個(gè)相同的數(shù)據(jù)子信號(hào)的光數(shù)據(jù)信號(hào)出發(fā)，分別把一個(gè)具有相同的比特率和相位的二進(jìn)制光輔助信號(hào)同每個(gè)光數(shù)據(jù)子信號(hào)相加。所述輔助信號(hào)的每第n個(gè)比特具有較高的電平，其中，將所述n個(gè)光輔助信號(hào)分別相互移相一個(gè)比特。由此產(chǎn)生n個(gè)被分別輸入到判定器中的累加信號(hào)。所述判定器的判定閾值位于所述數(shù)據(jù)子信號(hào)的幅值之上和所述累加信號(hào)的幅值之下。從而使得每個(gè)判定器輸出一個(gè)比特率是所述數(shù)據(jù)信號(hào)的1/n的電數(shù)據(jù)信號(hào)。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1452327SQ0311020
公開(kāi)日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者E·戈特瓦爾德 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司