[发明专利]暗脉冲的产生和传输

说明书

本发明涉及光信号和用于光通信的光信号的产生，并在光时分复用(OTDM)中有特殊的应用。

目前使用OTDM信号可以提供商用宽带电子器件能力所不及的接入总数据容量，并在不依靠大容量电子开关条件下提供光选路的其它灵活性。

典型地，可以用短脉冲编码和交织来产生传统的OTDM数据序列，或者用调制器对脉冲进行整形并将几个这样的序列组合形成光复用信号。这两种光技术都需要多个光程和这些光程长度的精确同步。还很重要的是，在这些安排中，OTDM交织器有足够大的消光比以避免它的输出端的数据通路间的干扰影响。而且，一个OTDM系统的最大线路速率(如100GHz)很大程度上由基本速率(如10GHz)脉冲宽度决定，正如《电子快报》29卷11册，990～992页《实际单极性40Gbit/s孤子数据信号的传输…》一文中所描述的那样。

产生OTDM信号的一种可选方法在《电子快报》30卷20册，1697～1698页《使用四波混频的全光时分复用》一文中有叙述，在这篇论文中OTDM是通过用时间延迟的6.3Gbit/s信号来改变100GHz1547nm光信号，并通过四波混频在1557nm 100Gbit/s信号产生子通路来实现，这种方法需要一系列波分复用器，每个往OTDM流中加入一个子通路或一个数据通路。虽然这种方法可以放松对100GHz信号的消光比的限制，但仍需要精密的光时延控制。

使用者已知的这种和别的方法只适用于被称为“亮脉冲”的OTDM传输。

本发明人认为在光通信系统中使用“暗脉冲”代替“亮脉冲”作为信息承载部分不仅可能而且有利。

根据一方面，本发明提供了一种产生光数据信号的方法，其中代表一个或多个数据序列的暗脉冲被至少两个暗脉冲发生器加在由上述发生器所接收到的先输入信号上，用于随后沿光纤的传输，暗脉冲发生器与光输入按光耦合定位。

光输入包括光辐射的基本上连续的脉冲串，例如，它可以由连续波光信号发生器的输出来提供。另外，光输入可能包括一个脉冲序列，例如，它可以由一个光时钟来产生。对输入脉冲序列如由光时钟提供的序列的影响可能是亮脉冲从脉冲序列中丢失。

在这个规范中，“暗脉冲”是一个时间的间隙或输入光辐射或光束中强度辐射减小的区域。(尽管一般在光通信中重点在于速度，因此短脉冲长度是有利的，“暗脉冲”这个词不应当将其本身作为对时间间隙或强度辐射减小区域的长度的限制。)

使用暗脉冲代替亮脉冲的一个优点是如下所述光信号的产生被简化了。

每个暗脉冲发生器可以分别提供一个数据信号，这些信号会被交织以便一起提供OTDM信号。一种提供交织的特别方便的方法是在一个共用基底上制作暗脉冲发生器，经过光校准，一个暗脉冲发生器的输出承载着暗脉冲数据序列，它被馈入到下一个暗脉冲发生器，并将它自己加入到OTDM信号的一个不同的时隙。正如下面讨论的，这就避免了使用光延时线，不过在暗脉冲发生器之间提供电同步仍需要它。

(应当注意的是，本发明的实施例不限于OTDM，因为显然有别的应用会从本发明中获利。例如，有可能用相邻的暗脉冲发生器产生连续的暗脉冲的方法产生单个输出信号。这种安排在速度上也有很大好处。)

在OTDM中使用暗脉冲有很多好处。尽管对于暗脉冲OTDM，脉冲定位仍很重要，与亮脉冲OTDM相比，消光比引起的问题就相对较小了，这是因为，在亮脉冲OTDM中必须提供多个并联的光程，以便每个脉冲发生器可以将自己的脉冲加进去，而不“损伤”另一个脉冲发生器引入的脉冲。这些多个光程必须重新组合，这样就会因为背景的相位变化引起干扰问题。在一个4通路系统中，除非消光比可达到约40dB，否则随机干扰就会导致差错。然而，在暗脉冲OTDM中，只有一个光程，因此无需光程的重组，上述的干扰作用也不会发生。尽管在暗脉冲OTDM中仍有对消光比的限制，但这是一个有关接收机的功率预筹问题。对于暗脉冲OTDM的四通路系统，合适的消光比很可能在15dB的量级。

在一个优选实施例中，暗脉冲发生器的每一个只产生OTDM信号一个数据通路的暗脉冲。电子器件只会限制单个数据通路的数据速率。整个光信号数据速率就会远远超过商用宽带电子器件的总数据速率。

一个暗脉冲发生器最好包括一个光调制器，这个光调制器有高和低光传输状态和大消光比(如上所述，但不象亮脉冲OTDM要求的那么高)。一个或别的状态的工作由例如电偏置信号来决定。如以上所讨论的那样，在4个数据通路的系统中，消光比会(例如)远远低于40dB，如处于10到30dB的范围内，较合适的值处于15dB的量级。