CN103348610A - 光网络部件和用于在光网络中处理数据的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光网络部件，其包括具有输入和输出的半导体光放大器，其中该输入被连接到光源，其中该输出被连接到幅度调制器，其中该半导体光放大器将来自幅度调制器的幅度调制信号变换成相位调制信号，并在其输出处提供该相位调制信号。此外，提出了一种包括至少一个这样的光网络部件的发射机。

Description

光网络部件和用于在光网络中处理数据的方法
本发明涉及光网络部件和用于在光网络中处理数据的方法。此外，还提出了一种包括至少一个这样的光网络部件的发射机。
具有相位调制的光发射机(特别是相干数据光发射机)是已知的。
[Hsiao-Yun Yu；Mahgerefteh，D.；Cho，P.S.；Goldhar，J.：Optimization of thefrequency response of a semiconductor optical amplifier wavelength converter using afiber Bragg grating，Journal of Lightwave Technology(1999)，vol.17，issue 2，p.308-315，JLTEDG ISSN 0733-8724]公开了一种用于全光波长变换的半导体光放大器(SOA)中的交叉增益调制。一种实验装置被示出用于SOA/光纤光栅波长变换器的调制频率响应的特性描述。被馈送到SOA的具有预定电平的调制光信号引起由SOA提供的相位调制。因此，被传送到SOA的输入的幅度调制在SOA的输出处提供相位调制。
换句话说，SOA进行从幅度调制信号到相位调制信号的变换。
因此，至少一个(例如，可调的)单模激光器可以将光束馈送到幅度调制器(例如，电吸收调制器(EAM))，并且幅度调制输出进一步被传送到SOA，其用作幅度到相位调制变换器。
然而，该场景具有如下缺点：由SOA提供的相位调制信号仍然包含残留的幅度调制部分。
要解决的问题是克服该缺点并且提供一种特别是利用低成本部件来生成放大相位调制信号的解决方案。
根据独立权利要求的特征来解决该问题。另外的实施例由从属权利要求产生。
为了克服该问题，提供了一种光网络部件，
-包括具有输入和输出的半导体光放大器，
-其中该输入被连接到光源，
-其中该输出被连接到幅度调制器，
-其中该半导体光放大器将来自该幅度调制器的幅度调制信号变换成相位调制信号，并在其输出处提供该相位调制信号。
要注意的是，幅度调制和半导体光放大器可以由同一光源供给。还要注意的是，该幅度调制器的输出可以将光束沿相反方向传送到该半导体光放大器的输出(即，到该半导体光放大器的光束是从光源被传送到其输入)。
特别地，一个实施例是，幅度调制器的输入被连接到光源。
该解决方案考虑到幅度调制信号到相位调制信号的有效变换，并且抑制在该相位调制信号中的幅度调制部分。该构思不需要无啁啾(chirp-free)调制器，并且可以借助公共可获得的且不昂贵的零件来利用该构思。此外，仅单个光源就足够了，并且半导体光放大器提供两个功能，即光信号的放大以及从幅度到相位调制信号的变换。
在一个实施例中，光网络元件包括光源。
因此，光源(特别是若干光源)可以被实现或布置在光网络部件内。
在另一个实施例中，光源包括激光器，特别是至少一个激光二极管。
在另外的实施例中，光源包括隔离器。
代替隔离器，可以使用四分之一波片和偏光镜的组合。
在下一个实施例中，光网络元件包括幅度调制器。
因此，幅度调制器可以是光网络部件的主要部分。
还有一个实施例是，幅度调制器是电吸收调制器(EAM)，特别是反射电吸收调制器(REAM)。
依据另一个实施例，
-光源经由分离器被连接到半导体光放大器的输入并且被连接到幅度调制器，
-幅度调制器的输出经由循环器被连接到半导体光放大器的输出，
-半导体光放大器的输出经由所述循环器被连接到光纤。
因此，半导体光放大器可以将具有抑制的幅度调制部分的相位调制信号经由循环器传送到光纤，特别是到接收机。
根据一个实施例，
-光源被连接到半导体光放大器的输入，
-半导体光放大器的输出经由分离器被连接到幅度调制器，
-半导体光放大器的输出经由所述分离器被连接到光纤。
在该示例性场景中，半导体光放大器可以将具有抑制的幅度调制部分的相位调制信号经由分离器传送到光纤，特别是到接收机，其连接到该光纤。
根据另一个实施例，半导体光放大器的输出经由所述分离器并且经由衰减器(特别是可变衰减器)被连接到光纤。
在又一个实施例中，半导体光放大器至少暂时地在饱和模式中进行操作。
该半导体光放大器可以在其饱和状态中进行操作，以便基于被馈送到该半导体光放大器的幅度调制信号来获得有效相位调制信号。
该问题还由包括如本文中所描述的至少一个光网络部件的发射机来解决。
以上提到的问题进一步由用于在光网络中处理数据的方法来解决，
-其中将幅度调制信号传送到半导体光放大器的输出；
-其中将光束传送到该半导体光放大器的输入，
-其中该半导体光放大器将该幅度调制信号变换为相位调制信号并且在其输出处提供该相位调制信号。
要注意的是，半导体光放大器的输入和输出还可以被认为是第一端口和第二端口。
根据一个实施例，幅度调制信号经由循环器被传送到该半导体光放大器。
依据一个可替换实施例，该幅度调制信号经由分离器被传送到该半导体光放大器。
还有一个实施例是，半导体光放大器在饱和模式中进行操作。
在饱和模式中，半导体光放大器以其放大的最高水平进行操作。
此外，以上所陈述的问题由包括如本文中所描述的至少一个设备的通信系统来解决。
在以下附图中示出并说明本发明的实施例：
图1示出了光发射机的示意图，其中半导体光放大器将幅度调制信号变换为相位调制信号并且在其输出处提供电平降低的幅度调制信号。
图2示出了根据图1的发射机的可替换实施例。
所提供的解决方案特别提出了具有(至少)一个激光源的两种布置，避免了残留的幅度调制。此外，该方法不需要无啁啾调制器。
图1示出了光发射机的示意图。激光器(优选具有隔离器)101将光束经由功率分离器102传送到电吸收调制器EAM 103并且传送到半导体光放大器SOA104。EAM 103利用电信号来调制该光束(幅度调制)，并且将调制信号传送到循环器105。该循环器105将该幅度调制信号传送到SOA 104。由于光束也从该功率分离器102被传送到该SOA 104，所以到达该SOA 104的这两个光信号产生相位调制信号，其中基于SOA的自相位调制(SPM)来抑制该幅度调制信号。要注意的是，SOA 104优选在饱和模式中进行操作。将没有(显著的)幅度调制部分的相位调制信号从SOA 104传送到循环器105，并从那里跨越光纤(由箭头106所指示)传送到接收机(未在图1中示出)。
幅度调制信号被“对传波(counter propagating wave)”克尔效应抑制，其中AM调制光束在与相位调制输出信号产生的相同的激光源101处产生。
该解决方案具有可以利用公共可获得的部件(不需要昂贵的特殊的装备)的有成本效益的装置的优势。调制器(EAM 103)的啁啾可以忽略。由这样的发射机提供的相位调制输出信号没有残留幅度调制部分或仅具有最少残留幅度调制部分。还有一个优势是，与交叉相位调制(XPM)解决方案相比，仅需要单个光源(而不是两个光源)。SOA 104提供两个不同的功能，即光放大和从幅度到相位调制的变换。
图2示出了可替换实施例，其中光源(激光器201)将光束传送到SOA 202，该SOA 202进一步被连接到2×2功率分离器203。分离器203进一步被连接到反射电吸收调制器REAM 204并且被连接到可变衰减器205。
SOA 202将相位调制信号经由分离器203传送到REAM 204，在此处利用电信号对其进行幅度调制。幅度(和相位)调制信号然后被反馈到分离器203以及被反馈到SOA 202。还可以在由箭头206所指示的分离器203的另一端口处监控该幅度和相位调制信号。从分离器203获得信号的SOA 202将该幅度调制变换成相位调制并且抑制(或至少降低)幅度调制部分。作为结果的(主要)相位调制信号然后经由分离器203被馈送到可变衰减器205(可选)，以及经由光纤被传送(由箭头207所指示)到接收机(未在图2中示出)。
除了关于图1在以上陈述的优势之外，图2中所示出的该解决方案是非常有成本效益的，因为不需要循环器并且因为REAM 204的有效实现方式。另外，SOA 202可以被用作用于幅度调制信号的放大器，其降低了激光器功率需求和/或REAM 204的调制指数。
在图1和图2的实施例中，发射的光的一小部分被向后反射到光源(激光器，例如激光二极管)。为了避免由后向散射造成的光源的干扰，尤其是在光谱属性方面，光源可以包含光隔离器。代替光隔离器，可以使用偏光镜和四分之一波片的组合，如例如在US 2002/0118904 A1中所描述的那样。
缩写列表：
AM 幅度调制
EAM 电吸收调制器
PM 相位调制
REAM 反射电吸收调制器
SOA 半导体光放大器
XPM 交叉相位调制
SPM 自相位调制
附图标记列表：
101 激光器(具有可选的隔离器)；也是：光源
102 分离器，特别是功率分离器
103 EAM
104 SOA
105 循环器
106 (将经由光纤被传送的)输出信号
201 激光器(具有可选的隔离器)；也是：光源
202 SOA
203 分离器
204 REAM
205 可变衰减器(可选)
206 (包括AM和PM部分的)监控信号
207 (将经由光纤被传送的)输出信号

Claims (15)

1.一种光网络部件，
-包括具有输入和输出的半导体光放大器，
-其中该输入被连接到光源，
-其中该输出被连接到幅度调制器，
-其中该半导体光放大器将来自该幅度调制器的幅度调制信号变换成相位调制信号，并在其输出处提供该相位调制信号。
2.根据权利要求1的光网络部件，其中光网络元件包括光源。
3.根据前述权利要求中的任一项的光网络部件，其中该光源包括激光器，特别是至少一个激光二极管。
4.根据权利要求3的光网络部件，其中该光源包括隔离器。
5.根据前述权利要求中的任一项的光网络部件，其中光网络元件包括幅度调制器。
6.根据前述权利要求中的任一项的光网络部件，其中该幅度调制器是电吸收调制器，特别是反射电吸收调制器。
7.根据前述权利要求中的任一项的光网络部件，
-其中该光源经由分离器被连接到半导体光放大器的输入并且被连接到幅度调制器，
-其中该幅度调制器的输出经由循环器被连接到该半导体光放大器的输出，
-其中该半导体光放大器的输出经由所述循环器被连接到光纤。
8.根据权利要求1至6中的任一项的光网络部件，
-其中该光源被连接到该半导体光放大器的输入，
-其中该半导体光放大器的输出经由分离器被连接到该幅度调制器，
-其中该半导体光放大器的输出经由所述分离器被连接到光纤。
9.根据权利要求8的光网络部件，其中该半导体光放大器的输出经由所述分离器并且经由衰减器被连接到光纤，所述衰减器特别是可变衰减器。
10.根据前述权利要求中的任一项的光网络部件，其中该半导体光放大器至少暂时地在饱和模式中进行操作。
11.一种发射机，包括根据前述权利要求中的任一项的至少一个光网络部件。
12.一种用于在光网络中处理数据的方法，
-其中将幅度调制信号传送到半导体光放大器的输出，
-其中将光束传送到该半导体光放大器的输入，
-其中该半导体光放大器将该幅度调制信号变换成相位调制信号，并在其输出处提供该相位调制信号。
13.根据权利要求12的方法，其中该幅度调制信号经由循环器被传送到该半导体光放大器。
14.根据权利要求12的方法，其中该幅度调制信号经由分离器被传送到该半导体光放大器。
15.根据权利要求12至14中的任一项的方法，其中该半导体光放大器在饱和模式中进行操作。
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