CN101833136A - 基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器 - Google Patents
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Abstract
一种光通信技术领域的基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器，包括：一根光可调时延线、两个环形器和四个光合路分路器。本发明产生了三路光信号，其中：第一路光信号不经过光可调时延线，第二路光信号经过一次光可调时延线，第三路光信号经过二次光可调时延线，三路光信号错开，产生三倍数据率的光信号，从而实现了光的三倍复用。本发明不但实现了光信号的三倍复用，提高了复用效率，且减少了成本，还同时使三路光信号之间错开使其避免连续出现多零和多一的现象来减少Pattern效应，因此可以用于高速光通信的时分复用和高速可调的光采样。
Description
技术领域
本发明涉及一种光通信技术领域的装置，具体是一种基于单根光可调时延线(TODL)的三倍可调光复用器。
背景技术
在将来的超高速传输系统中，主要是电子电路的速率形成了“瓶颈”，在速率接近电子电路的处理极限之后，依靠电处理技术的进步提高单信道传输速率已不现实，而在光路部分还有潜力可挖。光时分复用系统(OTDM)就是使设备中的电子电路只工作在相对较低的速率上，从而避开了电子设备对提高速率的限制，能达到扩容的目的。OTDM需要的基本技术包括超短光脉部发生技术、全光时分复用/去复用技术、超高速定时提取技术。
OTDM传输系统的关键技术包括超短光脉冲发生技术、全光时分复用/去复用技术和超高速定时提取技术等。超短光脉冲发生技术是实现超高速OTDM系统的必要条件之一。发送的光信号光脉冲越窄，单位时间内发送的脉冲就越多，传输的信息量就越大。在OTDM试验中采用模同步掺铒光纤环形激光器就是为了产生超短光脉冲，同时，这种激光器温度稳定，产生的脉冲几乎没有啁啾，在高频条件下，不需要进行啁啾补偿或脉冲压缩，就能产生10皮秒以下的超短脉冲。然后将低速的光信号进行时分复用，形成超高速的光信号的光时分复用技术以及将超高速的光信号进行时分去复用，同样OTDM系统在高速光采样中有很好的应用价值，尤其是可调节的光采样系统。
经对现有文献检索发现，2008年《Optics Express(光学快报)》发表了题为“Polarizationindependent 4-stage OTDM multiplexer using plated GRIN lens(通过GRIN凸镜实现偏振独立的四级时分复用)”的文章，该技术采用GRIN凸镜来实现OTDM，但一次产生的是两倍的复用。此外，德国公司U2T的产品OMUX-2/3/4系列中，通过采用光可调时延线来实现了4倍、8倍和16倍的复用，但是由于复用倍数是两倍的整数倍，因此产生更高速的光信号会导致精度要求逐渐增加，而且费用较大，且一般是针对固定不变的频率的驱动光信号不对称，因此该技术很容易形成啁啾。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器。本发明通过合理的使用环形器和光分路合路器的组合，实现了只需要通过一根光可调时延线可以实现将光信号三倍复用的目的，具有节约成本、复用效率高的优点，适合高速光通信系统和高速光采样系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：一根光可调时延线、两个环形器和四个光合路分路器，其中：第一光合路分路器的合路端输入激光，第一光合路分路器的一个分路端与第一环形器的第一个端口相连传输光信号，第一光合路分路器的另一个分路端与第二光合路分路器的一个分路端相连传输光信号，第一环形器的第二个端口与光可调时延线的一端相连传输光信号，光可调时延线的另一端与第二光环形器的第一个端口相连传输光信号，第二光环形器的第二个端口与第三光合路分路器的合路端相连传输光信号，第三光合路分路器的一个分路端与第四光合路分路器的一个分路端相连传输光信号，第三光合路分路器的另一个分路端与第二光环形器的第三个端口相连传输光信号，第四光合路分路器的另一个分路端与第一环形器的第三个端口相连传输光信号，第四光合路分路器的合路端与第二光合路分路器的另一个分路端相连传输光信号，第二光合路分路器的合路端输出三倍复用光信号。
所述的光可调时延线的可调范围是：1ps-300ps。
所述的光可调时延线的长度L，具体是：
L＝(n+1/3)T，
其中：n是任一正整数，T是光信号重复周期。
所述的两个环形器都是低插入损耗的环形器，其中：第三端口到第一端口的衰减小于0.2dB，第一端口到第二端口的衰减小于0.2dB，其余各端口间的隔离度大于20dB。
本发明中共有三路光信号：第一路光信号直接经第一光合路分路器和第二光合路分路器；第二路光信号经第一光合路分路器、第一环形器、光可调时延线、第二环形器、第三光合路分路器、第四光合路分路器和第二光合路分路器；第三路光信号经第一光合路分路器、第一环形器、光可调时延线、第二环形器、第三光合路分路器、第二环形器、光可调时延线、第一环形器、第四光合路分路器和第二光合路分路器，通过调节光可调时延线就可实现对不同输入重复率光信号的三倍复用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用一根光可调时延线，不但实现了光信号的三倍复用，提高了复用效率，且减少了成本，还同时使三路光信号之间错开使其避免连续出现多零和多一的现象来减少Pattern效应，因此本发明可以用于高速光通信的时分复用和高速可调的光采样。
附图说明
图1为实施例的组成示意图；
图2为实施例中三路光信号和复用后光信号的光脉冲示意图；
图3为通过使用实施例装置产生30GHz皮秒脉冲的系统组成示意图；
图4为实施例产生的30GHz皮秒脉冲的时域波形图。
具体实施方式
下面结合附图对于本发明的实施例做详细说明：本实施例在本发明为基础的前提下实施，给出了详细的实施方法和操作过程，但本发明的保护范围不仅限于以下实施例。
实施例
如图1所示，本实施例包括：一根光可调时延线、两个环形器和四个光合路分路器，其中：第一光合路分路器的合路端接入皮秒激光，第一光合路分路器的一个分路端与第一环形器的第一个端口相连传输光信号，第一光合路分路器的另一个分路端与第二光合路分路器的一个分路端相连传输光信号，第一环形器的第二个端口与光可调时延线的一端相连传输光信号，光可调时延线的另一端与第二光环形器的第一个端口相连传输光信号，第二光环形器的第二个端口与第三光合路分路器的合路端相连传输光信号，第三光合路分路器的一个分路端与第四光合路分路器的一个分路端相连传输光信号，第三光合路分路器的另一个分路端与第二光环形器的第三个端口相连传输光信号，第四光合路分路器的另一个分路端与第一环形器的第三个端口相连传输光信号，第四光合路分路器的合路端与第二光合路分路器的另一个分路端相连传输光信号，第二光合路分路器的合路端输出三倍复用光信号。
本实施例采用的光可调时延线为General Photnoics公司的可调范围为1--300ps的产品，光可调时延线的长度L，具体是：
L＝(n+1/3)T，
其中：n是任一正整数，T是光信号重复周期。
所述的两个环形器都是低插入损耗的环形器，其中：第三端口到第一端口的衰减小于0.2dB，第一端口到第二端口的衰减小于0.2dB，其余各端口间的隔离度大于20dB。
本实施例中：第一光合路分路器的分光比为10∶90，第二光合路分路器的分光比为40∶60，第三光合路分路器的分光比为50∶50，第四光合路分路器的分光比为50∶50。
本发明中共有三路光信号：第一路光信号未经过光可调时延线(如图1中最粗的直线所示)，直接经第一光合路分路器和第二光合路分路器；第二路光信号经过一次光可调时延线(如图1中次粗的直线所示)，依次经第一光合路分路器、第一环形器、光可调时延线、第二环形器、第三光合路分路器、第四光合路分路器和第二光合路分路器；第三路光信号经过两次光可调时延线(如图1中虚线所示)，依次经第一光合路分路器、第一环形器、光可调时延线、第二环形器、第三光合路分路器、第二环形器、光可调时延线、第一环形器、第四光合路分路器和第二光合路分路器，通过调节光可调时延线就可实现对不同输入重复率光信号的三倍复用。三路光信号和复用后光信号的脉冲示意图如图2所示。
如图3所示，当采用10GHz的注入锁模激光器，在外界RF光信号源和RF驱动放大器的作用下产生的10GHz的脉宽为1皮秒的脉冲，通过EDFA(掺饵光纤放大器)将光信号放大在本实施例装置中，然后再进入光示波器，在10GHzPPG(光信号发生器)触发下(PPG产生的光信号经过电的宽带放大器)，通过皮秒激光器产生的脉冲，脉宽约为1皮秒(由于示波器的带宽为40GHz，而当脉冲宽度是1皮秒的时候，其频谱很宽，因此示波器的光信号会比实际的光信号有所展宽，但实际的光信号仍然是1皮秒的脉宽)，当三路光信号在除去光可调时延线及其两端一段光纤的长度相等时，调节光可调时延线从而使第一路光信号和第二路光信号的时延为N倍的100皮秒加上33.3皮秒，这样在时间上第一路光信号和第二路光信号会错开并且有33.3皮秒的时延，第三路光信号由于往返通过光可调时延线，因此第三路光信号与第一路光信号的时延为100皮秒乘以2N加上66.6皮秒的时延，并且第三路光信号与第一路光信号错开了2N比特，第三路光信号与第二路光信号错开了N比特，从而实现了三倍的复用，使脉冲的重复率到30GHz。
通过调节图3中PPG和RF光信号的频率相同，可以得到如图4所示的光信号时域波形，时域光信号的重复周期约为33.3个皮秒左右，从而实现了光的三倍可调复用，通过本实施例装置使下一级的时延调至N倍的33.3皮秒加上11.1皮秒附近，就可以将数据复用到90GHz，从而进行高速采样。
Claims (5)
1.一种基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器，其特征在于，包括：一根光可调时延线、两个环形器和四个光合路分路器，其中：第一光合路分路器的合路端输入激光，第一光合路分路器的一个分路端与第一环形器的第一个端口相连传输光信号，第一光合路分路器的另一个分路端与第二光合路分路器的一个分路端相连传输光信号，第一环形器的第二个端口与光可调时延线的一端相连传输光信号，光可调时延线的另一端与第二光环形器的第一个端口相连传输光信号，第二光环形器的第二个端口与第三光合路分路器的合路端相连传输光信号，第三光合路分路器的一个分路端与第四光合路分路器的一个分路端相连传输光信号，第三光合路分路器的另一个分路端与第二光环形器的第三个端口相连传输光信号，第四光合路分路器的另一个分路端与第一环形器的第三个端口相连传输光信号，第四光合路分路器的合路端与第二光合路分路器的另一个分路端相连传输光信号，第二光合路分路器的合路端输出三倍复用光信号。
2.根据权利要求1所述的基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器，其特征是，所述的光可调时延线的可调范围是：1ps-300ps。
3.根据权利要求1或2所述的基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器，其特征是，所述的光可调时延线的长度L，具体是：
L＝(n+1/3)T，
其中：n是任一正整数，T是光信号重复周期。
4.根据权利要求1所述的基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器，其特征是，所述的两个环形器都是低插入损耗的环形器，其中：第三端口到第一端口的衰减小于0.2dB，第一端口到第二端口的衰减小于0.2dB，其余各端口间的隔离度大于20dB。
5.根据权利要求1所述的基于单根光可调时延线的三倍可调光复用器，其特征是，所述的第一光合路分路器的分光比为10∶90，所述的第二光合路分路器的分光比为40∶60，所述的第三光合路分路器的分光比为50∶50，所述的第四光合路分路器的分光比为50∶50。
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