专利名称：具有光加入/引出的多路复用器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于实现OTDM (光时分复用)或混合WDM/OTDM (波分复用/光时分复用)传输系统中信道的抽取的创新的方法和多 路复用器。
背景技术：
抽取时间交织的光信号中的单个信道而清除其余信道是 WDM/OTDM类型混合传输系统中网络操作的关键特征。半导体光放大器(SOA)是用于实现此操作的最重要的候选装 置，因为它们具有紧凑、可集成性、光带宽和高非线性效应的特点。在用于实现包括SOA的加入/引出多路复用器(ADM)的技术 中提出了多种示意图。例如，提出的示意图具有包含在马赫-曾德干 涉仪(MZI)中的两个》文大器、4吏用单SOA的双向四波混频(FWM) 和非线性高速干涉仪(UNI)中的增益透明放大器(G丁-SOA)。但是同时具有MZI和双向FWM的示意图需要分别用于抽取和 插入操作的两个单独的控制信号。另一方面，除非采用使用偏振滤波器的复杂示意图，否则非线 性高速干涉仪存在高速数据速度上的相移优化的问题，并且它需要 放大器频带外的信号以避免非期望的增益调制效应。发明内容本发明的一般目的在于通过提供一种利用单个商用SOA和与数 据相同速度的单个时钟信号来同时抽取和清除信道的方法、多路复 用器和完整OTDM传输系统，来消除上文提及的缺点。
鉴于此目的，根据本发明，尝试提供一种用于对OTDM光信号 执行加入/引出操作的多路复用器，包括具有波长、的OTDM光信号 达到的入口、抽取和添加从入口 OTDM信号选择的信道的部件、以 及加入/引出之后被清除的OTDM光信号的出口，其特征在于，抽取 部件包括生成与所述选择的信道同步的光脉冲的部件、将进入的 OTDM以及所述同步的光脉沖^T入其中的SOA、频带在处于波长人d 以外的波长、附近的"抽取器"带通滤波器以及频带在波长、附近 且设在SOA之后的"清除器"带通滤波器，以及以在SOA中生成 FWM、 XPM和XGM效应的方式来选择发生器光脉冲的波长，这些 效应将所选信道的信号偏移到波长、，以使抽取器滤波器的出口处有所选信道的抽取器信号，而在清除器滤波器的出口处有所选信道 信号中被清除的OTDM信号。同样根据本发明，尝试实现一种用于从OTDM信号中抽取预定 的信道的方法，其中所述方法包括如下步骤在SOA的入口处将 OTDM信号和具有时间上同步于要抽取的信道的脉冲的脉沖信号组 合，以在SOA中产生FWM、 XGM和XPM的效应，这些效应将为 抽取而选择的信道偏移到波长、，其中、在具有从所述SOA输出的 其他信道的OTDM信号的波长、之外，并对SOA的输出滤波以抽 取分别代表期望的信道和被清除的OTDM信号的入。、、分量。
为了清晰地解释本发明的创新原理及其较之现有技术的优势， 下文借助附图通过应用所述原理的非限制性示例来描述本发明可能 的实施例。在这些附图中图1示出根据本发明的插入包含发射器和接收器的传输系统中 的ADM的框图；图2示出根据本发明的设备中抽取的信道和包含余下信道的OTDM信号的粗略示意图；图3示出根据本发明的设备中抽取的信道和具有余下信道的OTDM信号的出口波i普；图4示出图示增益瞬变和频率偏移的趋势的数值仿真；图5示出受XGM影响的输出数据流的粗略示意图；图6示出对应于0.25皮秒和0.50皮秒的时间延迟的频带移动；以及图7示出作为接收到的光功率的函数抽取的每个信道的误码率 (BER)的图表连同所抽取的信道的测量的粗略示意图。
具体实施方式
参照这些附图，图1示出由附图标记10整体表示且根据本发明 实现的传输系统的框图，它具有光加入/引出多路复用器(ADM) 11、 接收器12和发射器13。 ADM具有主数据流的入口 14和出口 15。 此外，ADM具有用于抽取信道且在16处连接到接收器12的入口的 DROP (引出)出口和用于添加信道且在17处连接到发射器13的出 口的ADD (力口入)入口。为了描述根据本发明的系统的操作，假定有40吉比特/秒OTDM 信号栽波达到入口 14，其中40吉比特/秒OTDM信号载波在波长人d 上被分成的四个信道/时隙。如下文中阐明的，根据本发明的ADM 设备的实施例，根据本发明用于从复信号抽取信道和清除余下信道 的方法基于当在入口处输入复信号和与要抽取的信道同步的短而强 的脉沖时产生的四波混频(FWM)和交叉相位调制(XPM)效应。 FWM和XPM效应实际上分别产生波长转换和波长偏移，从而能够 在期望进行抽取的信道预定频率上执行后续光滤波。更具体地说，当短而强的光脉沖在SOA中传播时，载波的密度 会被瞬间修改。在脉冲变换之后，当前注入对于该设备常见地在时 间上恢复载波密度有所贡献。作为载波耗尽和再次生成的结果，强
脉沖之后的探测脉冲既测试XGM (交叉增益调制)也测试XPM (交 叉相位调制)。除了相位变化之外，还根据如下公式得到频率滑差(frequency slip ) Av :、 4兀df其中a是"放大器线宽的增强系数"以及h是沿SOA纵向的积 分增益(integrated gain)。如下文阐述的，这完全能够以完全光方式 对信道滤波和抽取。参照图1所示的实施例，在根据本发明的ADM 中，设有組合器构件23,它将进入到ADM中的信号与本地产生的 且与要抽取的信道同步的脉冲信号组合。然后组合器23的出口向SOA 24的入口发送。为了获取适合的脉冲信号，光脉沖源18(例如本地可调锁模光 纤激光器(MLFL))生成5皮秒光脉冲，生成过程中有利地使用OTDM 信号中的单个信道的频率的重复频率。在本示例的情况中，对于40吉比特/秒载波以及四个信道，源18的脉沖的重复频率是10 GHz。 通过光延迟线路(ODL) 19适合地将脉沖串延迟以将其与要进行加 入/引出操作的信道同步，并使用这些脉冲串作为加入/引出操作的控 制信号20，如下文所阐述的。通过PM组合器22在偏振中将偏振激 光器CW 21与本地脉冲源的信号20组合，以产生独立于偏振的示意 图。脉冲源18的波长 i,和激光器21的波长、选为处于OTDM信号 的频带之外，以便能够在SOA之后消除它们，并且使抽取的信道转 换成期望的、(在OTDM信号的人d之外)而抽取滤波器被设置于此期望的、。为了获得较高的系统效率，发现必须满足如下关系。<formula>formula see original document page 8</formula>
此外，要在SOA之后能够执行后续滤波操作，人,和、必须在人d 和、之外。这在人,和X,的选择上保留了某种程度的自由，从而能够例如寻找系统在实际实现中效率的特殊条件。在该示例中，选择人,=154445 纳米。然后通过组合器23将入口 14处的数据与两个本地泵信号(20 和21 )组合，并将其发送到SOA 24的入口 。作为实施例示例，10 GHz泵信号20、激光器CW 21产生的泵 信号和进入到入口 14处的数据的放大器入口处的平均信号功率分别 是2.5 dBm、 5 dBm和0 dBm。在SOA的出口处，光带通滤波器(OBPF ) 25具有5纳米的带宽且包含、和、，同时抑制两个泵信号。利用EDFA 26放大滤波器25的出口处的信号，然后通过分光器 27将其分开导向到两个其他光带通滤波器28和29,其3 dB处的带 通约为0.4纳米。滤波器28以约、为中心来抽取^L清除的信号，即 夺取要抽取的信道中的信号。滤波器29以、为中心(在滤波器28 的频带之外且由SOA在要抽取的信道上产生的波长转换来获取)， 而且能够选择被抽取的信道，并将其发送到ADM单元11的出口 16。 如果需要的话，还能以可调方式实现抽取滤波器29,使得在选择泵 信号的波长时能够更精确和/或更具可变性(要抽取信道将转换到的 波长取决于此)。在抽取之后，组合器30用于在ADD入口 17处加入信道输入。 组合器30具有连接到出口 15的出口 ，它将滤波器28的出口处的信 号与17处的入口信道组合，17处的入口信道被第二已知的光延迟线 路(ODL) 31延迟以将它插入来替代被抽取的信道。为了选择要进行加入/引出操作的信道，延迟线路19和延迟线路 29都具有可调延迟，该延迟由入口 32命令以选择要抽取或加入的信 道，以使探测脉沖串叠加在要抽取的信道的时隙上，同时在时间上 将要加入的信道偏移以使它占椐抽取操作所留的空闲时隙。接收器12具有已知的结构，包括10吉比特/秒RZ数据和时钟 恢复阶段(CDR)32、接收阶段33 (从CDR 32接收数据)和信道标识 器34 (它从接收阶段33接收数据)，信道标识器34的作用是为选择 信道加入和信道抽取操作的适合OTDM信道设置适当的延迟。将从 CDR 32恢复的时钟信号36既发送到脉冲生成阶4殳18又发送到发射 器13以允许必要的同步。发射器13具有已知的结构，包括在与通过时钟信号36接收的 数据同步的信道的重复频率(在示例中是10GHz)上产生脉冲的 (MLFL/MLLD )光源39、已知的RZ/NRZ发射器阶段37和已知的 马赫-曾德调制器(MZ) 38,从而在17处产生在遍历ADM的数据 流中引入的信道。通过示例，图2示出被抽取的信号(上)和被清除的信号(下) 的粗略示意图。图3跟踪对应的出口频语。注意频带的分隔。图4示出5皮秒泵脉冲的积分增益(上)和频i普偏移的数值仿 真。该频语偏移根据探测脉冲是与放大器入口处的时钟脉冲同步还 是在其后，而决定朝向较长的波长进行(向红色偏移)还是朝向较 短波长进行(向蓝色偏移)。这是因为积分增益的时间导数中的符号改变。此效应是抽取(也 称为"清除")信道背后的基本原理。作为增益降低的效应，被抽取 的信道向红色移动，而对应增益/相位恢复，后续信道向蓝色移动。 具体来说，最靠近泵脉沖的信道将测试朝向蓝色的最高偏移，因为 相位恢复曲线的第一部分是最陡峭的。图5示出来自SOA的数据流出口和测试XGM的粗略示意图。 要注意，与泵按钮同步的信道(附图中的信道1)测试最小增益，而 后续信道的(信道2、信道3和信道4)的宽度显示增益恢复斜率。作为对每个单独信道的效应以及避免频语分析仪的媒介效应的 证明，重复了 40吉比特/秒数据序列的试验，其中替换为10 GHz脉 冲串并对应于不同时间延迟测量放大器出口处的频语。在该试验中，与先前的40吉比特试验中一样，将测试信号的平均功率调整为对于单独脉冲具有相同的峰值功率。图6中示出了结 果。按0皮秒(点划线所示)延迟的脉冲测试朝向较长波长偏移， 而按25皮秒延迟(对应于信道2的时隙)的脉冲(虚线所示)朝向 较短的波长偏移。附图还示出按50皮秒延迟的脉冲(信道3)的频 镨(实线所示)，它处于另外两种情况中间，因为越緩的增益恢复斜 率越容易持续较长时间。尽管如此，这种频谱偏移对时间延迟的依 赖使信道的宽度能够重新均衡(比较图2和图5)，同时对应于最小 延迟的脉冲的偏移中心波长来定位中心波长、以达到对被抽取的，信道的完全抑制和将余下信号的增益的均衡。参照图1所示的传输示意图，对四个被抽取的信道的每一个， 在ADM的出口处测量BER。图7的图形中绘制了所发现的数字， 其中在上方的插入示出去复用的开放粗略示意图。作为指示，作为 示例提出的示意图在34 dBm上具有BER-10-s的下方接收器灵敏度， 在所接收的信道上的功率分散纟皮限制成小于3 dB。此外，所抽取的 信道的被清除数据流保持图2所示的开放粗略示意图。所使用的架构促成与偏振和波长无关的示意图，因为存在两个 共偏振泵。现在可清楚地看到，通过才是供在OTDM系统中允许以完全光方 式实现信道的附加抽取操作的方法和设备，已实现了预设的目的。 其原理是在单个半导体光放大器中将FWM效应和XPM效应都用于 在放大器出口处进行后续选择光滤波。根据本发明的设备对于偏振 和波长不灵敏，这归功于光放大器中协助FWM的共偏振泵。总之， 提出一种新的、紧凑的、可集成的且非常简单的示意图来实现同时 进行抽取和清除:J喿作。自然，应用本发明的创新原理的实施例的以上描述，是通过本申请要求的专有权利范围内的所述原理的非限制性示例来给出的。例如，给出的是40吉比特/秒OTDM信号的结果，但是理论上 该示意图还适用于更高重复率。OTDM系统相关。但是，本发明还适用于其中沿光纤传输各个载波 波长的多个OTDM信号的混合WDM-OTDM系统。在此情况中，将 根据任何现有技术方法抽取个体OTDM载波，然后将每个OTDM载 波发送到针对特定载波的波长而调整的根据本发明的ADM。在ADM 的出口处，在WDM信号中重《且载波。在实际中，这全部可实现， 使得根据本发明的ADM简单且紧凑。
权利要求
1.一种用于对OTDM光信号执行加入/引出操作的多路复用器，包括波长为λd的所述OTDM光信号达到的入口、用于抽取和加入从所述入口OTDM信号中选择的信道的部件以及在所述加入/引出操作之后被清除的OTDM光信号的出口，其特征在于，所述用于抽取的部件包括用于生成与所述选择的信道同步的光脉冲的部件、将进入的OTDM和所述同步的光脉冲输入其中的SOA、频带在处于波长λd之外的波长λc附近的“抽取器”带通滤波器，以及频带在波长λd附近且设在所述SOA之后的“清除器”带通滤波器，并且以在所述SOA中产生FWM、XPM和XGM效应的方式来选择发生器光脉冲的波长，这些效应将所选信道的信号偏移到波长λe，以使所述抽取器滤波器的出口处有所选信道的抽取器信号，而在所述清除器滤波器的出口处有所选信道信号中被清除的OTDM信号。
2. 如权利要求1所述的多路复用器，其特征在于，与要抽取的 信道同步的光脉沖发生器包括频率等于所述OTDM信号中信道的重 复频率的第一光脉沖源。
3. 如权利要求2所述的多路复用器，其特征在于，所述光脉冲 发生器还包括光延迟线路，将来自所述第一光脉冲源的脉沖延迟， 以使它们与要抽取的信道的时隙吻合。
4. 如权利要求2所述的多路复用器，其特征在于，所述光脉冲 发生器还包括偏振激光器，将所述偏振激光器的发射与来自所述第 一光脉沖源的被延迟脉冲组合，以产生具有两个共偏振泵的光脉冲， 并在所述SOA中产生基本上与进入的信号的偏振无关的所述效应。
5. 如权利要求4所述的多路复用器，其特征在于，所述第一光 脉沖源具有波长X,以及所述偏振激光器具有波长、，其中人,和X,被 选择为处于^和、之外，并且使得<formula>formula see original document page 3</formula>
6. 如权利要求1所述的多路复用器，其特征在于，在所述SOA 的出口与所述抽取器和清除器滤波器之间，设有第三带通滤波器，它的频带让、和、通过，并从所述SOA出口消除遍历所述SOA的所述发生器的光脉冲。
7. 如权利要求4所述的多路复用器，其特征在于，在所述第三 滤波器之后，设有用于将通过所述第三滤波器的经滤波的信号放大 的EDFA。
8. 如权利要求1所述的多路复用器，其特征在于，所述用于加 入信道的部件包括可调光延迟线路，要加入的信道到达所述可调光 延迟线路处，所述可调光延迟线路将所述信道延迟发送到组合器， 所述组合器将所述信道与在所述清除器滤波器的出口处被清除的 OTDM信号组合，其中所述延迟线路被控制成使所述要加入的信道 与所述被抽取的信道的时隙相吻合。
9. 如权利要求3和8所述的多路复用器，其特征在于，为所述 加入/引出操作选择的信道的选择部件产生信道选择信号，所述信道 选择信号被发送到所述光脉冲的延迟线路和所述加入部件的延迟线路，其中所述选择信号命令所述两个延迟线路的延迟，以将它们各 自入口处的信号与为所述加入/SI出操作选择的信道的时隙同步。
10. —种用于从OTDM信号抽取预定的信道的方法，包括如下步骤-在SOA的入口处将所述OTDM信号与具有在时间上与要抽 取的信道同步的脉冲的脉沖信号组合，以在所述SOA中产生FWM、 XGM和XPM的效应，这些效应将为抽取而选择的信道偏移到波长 、，其中、在具有来自所述SOA的其他信道出口的OTDM信号的 波长人d之外，以及-对所述SOA出口进行滤波以抽取分别代表期望的信道和被清 除的OTDM信号的具有X。、人d的分量。
11. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述脉冲信号通 过将两个共偏振信号源组合来实现，所述两个共偏振信号源中的一 个是与要抽取的信道同步的脉冲，以在所述SOA中获得基本上独立 于偏纟展的效应。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述脉冲源具有 波长X,，并且另一个脉冲源包4舌按波长、偏振的激光器，其中入,和、选择为在^和、之外，且使得
13. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，在抽取具有、、 入d的分量之前，利用让、、、通过并消除遍历所述SOA的脉冲信号 的频带来对所述SOA的出口进4亍带通滤波。
14. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，将频率等于所述 OTDM信号中的信道的重复频率的光脉冲进行重复，并在时间上将 其延迟以使其叠加在要抽取的信道的时隙上。
15. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，将要加入到所述 OTDM信号的信道以替代被抽取的信道的信号进行延迟，以使之与 所述被抽取的信道的时隙吻合，并与所述被清除的OTDM信号组合。
全文摘要
一种从OTDM信号中抽取预定信道的方法包括如下步骤，在SOA的入口处将OTDM信号与具有在时间上与要抽取的信道同步的脉冲的脉冲信号组合以在SOA中产生FWM、XGM和XPM的效应，这些效应将为以λ<sub>c</sub>进行抽取而选择的信道移到波长λ<sub>c</sub>，并对SOA出口进行滤波以抽取分别代表期望的信道和被清除的OTDM信号的具有λ<sub>c</sub>、λ<sub>d</sub>的分量，其中λ<sub>c</sub>在具有从SOA出口的其他信道的OTDM信号的波长λ<sub>d</sub>之外。一种根据该方法的多路复用器包括将OTDM信号与适合的脉冲信号一起发送到SOA(24)的入口(14)。由滤波器(28、29)对SOA滤波以获取被抽取的信道(16)的信号和被清除的OTDM信号(15)。
文档编号H04J14/08GK101133585SQ200580047533
公开日2008年2月27日 申请日期2005年11月28日 优先权日2004年12月1日
发明者A·博戈尼, C·波尔兹, L·波蒂 申请人:爱立信股份有限公司