CN1432843A - 光滤波器以及包括光滤波器的传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种光滤波器，用于滤除含载波波长的编码光信号频谱的双频谱边带之一的至少一部分，被所述滤波器传输的所述边带的第一个称为传输边带，被所述滤波器滤除的所述边带的第二个称为残留边带，所述光滤波器具有强度传输响应，其在不同于所述载波波长的中心滤波波长处具有位于所述传输边带的最大值，所述响应分作两个部分，与包括所述载波波长的波长区域相关的第一滤波部分，与不包括所述载波波长的波长区域相关的第二滤波部分，所述光滤波器的特征在于，在不同于所述最大值的给定传输值处，所述第二滤波部分的滤波宽度小于所述第一滤波部分的滤波宽度。

Description

光滤波器以及包括光滤波器的传输系统
技术领域
本发明涉及光滤波器领域。
背景技术
众所周知，编码的光信号，即诸如RZ或NRZ编码信号((非)归零)等带有信息的信号，具有强度调制。如图1所示，曲线1表示NRZ编码信号典型的频谱1。该频谱表示光能量P关于波长λ的函数。该频谱表示载波波长λc1在最大光能量P1处的轮廓，并有对应载波波长λc1的双边带10，11。
该NRZ频谱的双边带10，11含有冗余信息。因此很有必要滤除二者之一以改善传输性能。该技术，称为残余边带(VSB)滤波，用于传输NRZ编码信号的DWDM(高密波分复用(Dense Wavelength DivisionMultiplexing))传输系统中。它包括比信号带宽窄和相对于载波波长有所偏移的窄带光滤波器。
发明内容
本发明的目的是实现一种光滤波器，其滤除含有冗余信息的编码光信号频谱的一部分从而优化传输性能。
为此，本发明提出一种光滤波器，用于滤除含载波波长的编码光信号频谱的双频谱边带之一的至少一部分，被所述滤波器传输的所述边带的第一个称为传输边带，被所述滤波器滤除的所述边带的第二个称为残留边带，所述光滤波器具有强度传输响应，其在不同于所述载波波长的中心滤波波长处具有位于所述传输边带的最大值，所述响应分作两个部分，与包括所述载波波长的波长区域相关的第一滤波部分，与不包括所述载波波长的波长区域相关的第二滤波部分，所述光滤波器的特征在于，在不同于所述最大值的给定传输值处，所述第二滤波部分的滤波宽度小于所述第一滤波部分的滤波宽度。
每个滤波宽度被定义为载波波长和给定传输值对应的波长的差。
这样的非对称滤波器改善了传输性能。该不对称既可以是完全的，即对于每个传输，第二滤波部分的滤波宽度小于第一滤波部分的滤波宽度，也可以是局部的。
此外，载波波长可被部分抑制。
传输边带可以是光信号频谱的最大波长边带或最小波长边带。
优选地，第二滤波部分的滤波宽度实质上等于第一滤波部分的滤波宽度的0.43倍。
有利地，载波波长和中心滤波波长之间的偏移量可以实质上正比于第一滤波部分的所述滤波宽度。
在本发明优选实施方式中，该响应具有半最大值处全带宽(FullWidth Half Maximum，FWHM)，即对应于最大传输值一半的波长的差，小于光信号频谱FWHM，即对应于最大能量值一半的波长的差。
本发明也提出一种传输系统，其至少有两路编码光信号在发射机和接收机之间被多路复用和传输，所述编码信号的第一路提供具有第一载波波长和双边带的第一频谱，所述编码信号的第二路提供具有大于所述第一载波波长的第二载波波长和双边带的第二频谱。根据本发明，该传输系统包括至少两个光滤波器，所述滤波器的第一个滤除第一个频谱边带中的一个，所述滤波器的第二个滤除第二个频谱边带中的一个。
本发明中的非对称滤波器使得相邻编码信号之间的串扰降低很多。
本发明的光滤波器的非对称依赖于被滤除的边带以及调制格式的频谱形状和所使用的波长分配方式。
优选地，当第一个和第二个频谱相互部分交迭时，比如在某些非恒定通道间隔的DWDM系统中的情形，第一个频谱的最小波长边带和第二个频谱的最大波长边带都可作为传输边带。
VSB之所以在发射机难以实现，是因为残余边带会迅速地恢复，比如通过光纤非线性。
因此，优选地，光纤滤波器位于靠近接收机处。
在本发明的一个实施方式中，本发明的第一个和/或第二个光滤波器具有可调的中心滤波波长。
而且，在该实施方式中，第一个或第二个光滤波器具有可调的第一和第二滤波部分的滤波宽度，因而本发明中的第一个光滤波器和第二个光滤波器可是单个的光滤波器。
附图说明
通过阅读以实例方式和参照附图给出的本发明实施方式的下述描述，本发明其他的特征和优点将很清楚，其中：
图1，如上所述，显示NRZ编码信号的典型频谱；
图2显示本发明第一实施方式的编码光信号的频谱和光滤波器的强度传输响应；
图3显示本发明的一个实施方式中的传输系统；
图4显示由图3的传输系统传输的DWDM多路复用信号的频谱；
图5a和5b显示图3的传输系统的两个光滤波器的强度传输响应。
具体实施方式
图2显示的曲线2表示编码光信号的频谱，曲线3表示本发明第一实施方式中的光滤波器强度传输响应。
该光信号频谱表示光能量P关于波长λ的函数。该频谱具有大约为1550nm的载波波长λc’，双频谱边带21，22，以及给定的半最大值处全带宽(FWHM)。作为较大的波长边带并被传输的边带21称为传输边带，被滤除的边带22称为残留边带。
传输响应表示归一化传输T(线性比例)关于波长λ的函数。传输响应，比如完全不对称高斯型，在不同于载波波长λc’的中心滤波波长λf处具有位于传输边带21的等于1的最大值，其也分为两部分31，32以及小于光信号频谱FWHM的滤波器FWHM。与包括载波波长λc’的波长区域相关的第一滤波部分31在滤波器FWHM处有0.175nm的滤波宽度。与不包括所述载波波长的波长区域相关的第二滤波部分32在滤波器FWHM处的滤波宽度小于第一滤波部分31的滤波宽度，实质上等于第一滤波部分31滤波宽度的0.43倍(0.075nm)。
载波波长λc’和中心滤波波长λf之间的偏移量实质上正比于第一滤波部分31在滤波器FWHM处的滤波宽度，比如，实质上等于0.14nm。
用于传输系统中的这样一个滤波器的传输性能由如下公式定义的Q’来表示： Q &prime; = P 1 - P 0 2 < P >
公式中：
-P0是对应于比特“0”的标准偏差的平均输入信号能量，
-P1是对应于比特“1”的标准偏差的平均输入信号能量，
-P是时间平均能量。
对于上述本发明的光滤波器，Q’大约是0.43而不是对于现有技术(未说明)中具有对称高斯轮廓的光滤波器的0.39。
图3显示本发明的一个实施方式的传输系统100，其通过包括光纤的连接103在发射机101和接收机102之间传输DWDM编码信号(未示出)。
本发明的两个光滤波器104，105位于靠近接收机102处。滤波器104，105具有可调的中心滤波波长。
这样的DWDM传输系统100有相距很近的编码信号，并使用非等距间隔(75GHz和50GHz交替)的分配方式，从而提高频谱效率。
在本实施方式的一种变形中，滤波器104具有可调的滤波器中心波长和可调的给定传输处的滤波宽度。在这样的结构中，光滤波器104，105可以是单个滤波器。
图4显示的曲线4表示由传输系统100传输的DWDM编码信号的频谱。
这些频谱表示光能量P(对数比例)关于波长λ的函数。每个频谱100，110，200，210，300，310表示实质上分别等于1545.72nm，1546.12nm，1546.72nm，1547.12nm，1547.72nm，1548.12nm的不同载波波长以及双频谱边带。
对于每一组互相交迭的频谱，位于最短波长边的频谱100，200，300有被传输的最短的波长边带，位于最长波长段的频谱110，210，310有被传输的最长的波长边带。
图5a和5b显示曲线5，6表示传输系统100的两个光滤波器的强度传输响应。下面结合图4加以描述。
传输响应表示传输T1，T2(对数比例)关于波长λ的函数。
滤波器104，105滤除如图4所示的两路编码信号频谱200，210。
滤波器104滤除频谱200的最长波长边带。传输T1在不同于载波波长λ1c的可调中心滤波波长λ1f处具有位于频谱200传输边带的约为-5dB的最大值，并被分作两部分51，52以及小于相关光信号频谱FWHM的滤波器FWHM。
第一滤波部分51与包括载波波长λ1c的波长区域相关。在滤波器FWHM处，第二滤波部分52具有小于第一滤波部分51的滤波宽度。
滤波器105滤除频谱210最短的波长边带。传输T2在不同于载波波长λ2c的可调中心滤波波长λ2f处具有位于频谱210的传输边带的约为-2dB的最大值，并被分作两部分61，62以及小于相关光信号频谱FWHM的滤波器FWHM。
第一滤波部分61与包括载波波长λ2c的波长区域相关。在滤波器FWHM处，第二滤波部分62的滤波宽度具有小于第一滤波部分61的滤波宽度。
当然，本发明并不限于已描述和说明的实例和实施方式，本领域技术人员可以对本发明进行各种变形。
滤波器响应的外形可以是一个非对称高斯型，也可以是任一项非对称型，比如Bessel型，butterworth型，非对称平顶型，非对称变迹(apodized)型等。

Claims (11)

1.一种光滤波器，用于滤除带有载波波长的编码光信号频谱(2)的双频谱边带之一的至少一部分，被所述滤波器传输的所述边带的第一个称为传输边带(21)，被所述滤波器滤除的所述边带的第二个称为残留边带(22)，所述光滤波器的强度传输响应(3)在不同于所述载波波长的中心滤波波长处具有位于传输边带的最大值，所述响应分作两个部分，与包括所述载波波长的波长区域相关的第一滤波部分(31)，与不包括所述载波波长的波长区域相关的第二滤波部分(32)，所述光滤波器其特征在于，在不同于所述最大值的给定传输值处，所述第二滤波部分的滤波宽度小于所述第一滤波部分的滤波宽度。
2.根据权利要求1所述的光滤波器，其特征在于，所述传输边带(21)是所述光信号频谱的最长波长边带。
3.根据权利要求1所述的光滤波器，其特征在于，所述传输边带是所述光信号频谱的最短波长边带。
4.根据权利要求1到3任一项所述的光滤波器，其特征在于，所述第二滤波器部分(32)的所述滤波宽度实质上等于所述第一滤波部分(31)所述滤波宽度的0.43倍。
5.根据权利要求1到4任一项所述的光滤波器，其特征在于，所述载波波长和所述中心滤波波长之间的偏移实质上正比于所述第一滤波部分(31)的所述滤波宽度。
6.根据权利要求1到5任一项所述的光滤波器，其特征在于，所述响应(3)的半最大值处全带宽(FWHM)小于光信号频谱FWHM。
7.一种传输系统(100)，其中至少两路编码光信号被多路复用，并在发射机(101)和接收机(102)之间传输，所述编码信号的第一路提供带有第一载波波长和双边带的第一频谱(200)，所述编码信号的第二路提供带有大于所述第一载波波长的第二载波波长和双边带的第二频谱(210)，其特征在于，包括根据权利要求1到6任一项所述的至少两个光滤波器(104，105)，滤除所述第一频谱边带之一的所述滤波器的第一个(104)，滤除所述第二频谱边带之一的所述滤波器的第二个(105)。
8.根据权利要求7所述的传输系统，其特征在于，所述第一和第二频谱(200，210)相互部分地交迭，所述第一频谱的最短波长边带和所述第二频谱的最长波长边带都是传输边带。
9.根据权利要求7或8任一项所述的传输系统，其特征在于，所述光滤波器(104，105)位于靠近所述接收机(102)处。
10.根据权利要求7到9任一项所述的传输系统，其特征在于，所述第一和/或第二光滤波器(104，105)具有可调的中心滤波波长。
11.根据权利要求10所述的传输系统，其特征在于，所述第一或第二光滤波器具有可调的所述第一和第二滤波部分的所述滤波宽度，所述第一光滤波器和第二光滤波器是单个的光滤波器。
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