CN1949689B - 光单边带调制器 - Google Patents

Abstract

光单边带调制器包括幅度调制器(MOD)和转换器(CON)，该转换器(CON)包括半导体光放大器(6)，利用啁啾效应将经幅度调制的光信号(DSBS)转换为单边带信号(SSBS)，而无需用于消除边带之一的滤光器。

Description

光单边带调制器

技术领域

本发明涉及一种光单边带调制器。

背景技术

在光通信中，光单边带调制OSSB与双边带调制相比具有三个重要优点：

-OSSB系统最显著的优点是频谱占用减少，并且因此与常规系统相比增加了波长复用信号中的传输信道的数量。

-OSSB系统对由传输光纤引入的色散具有更高的容差。

-OSSB系统允许电气补偿和电气预补偿。

OSSB信号最普遍的产生是通过产生双边带信号的光调制器来执行的。双边带调制信号被馈送给滤光器以抑制一个边带。

这种装置是昂贵的并且不能在不使光载波衰减的情况下获得一个边带的良好抑制。此外，该装置具有以下缺点，即如果滤光器或激光器失调，则信息可能丢失。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低成本的不存在波长稳定性问题的光单边带调制器。

根据本发明，光单边带调制器包括幅度调制器和半导体光放大器(SOA)，利用啁啾效应将经幅度调制的光信号转换为单边带信号，而无需借助用于消除边带之一的滤光器。

光单边带发生器可通过控制被馈送给SOA的经调制的光信号的功率、或工作电压来容易地适配于不同的比特率。

本发明的主要优点在于，载波不被抑制，并且根据边带抑制滤光器的失调的信息丢失不导致信息丢失。

附图说明

图1示出光单边带调制器的第一优选实施例；

图2示出转换器的第二优选实施例；

图3示出被调制的双边带和单边带信号；

图4示出双边带和单边带调制的眼图开度(eye opening)；

图5示出具有分离的双边带/单边带转换器的系统。

具体实施方式

图1示出单边带调制器，该单边带调制器包括串联连接的诸如Mach-Zehnder调制器之类的光am调制器MOD/2，3(amplitudemodulation，幅度调制)和ODSB-OSSB转换器CON/4，5，6(opticaldouble sideband-optical single sideband，光双边带-光单边带)。

二进制数据信号DS被馈送给调制器设备2的信号输入端1，该调制器设备2从激光器3接收CW(恒定波长)信号，并输出光幅度调制双边带信号DSBS。该信号在耦合器或滤光器(波长复用器)4中与由泵源5产生的泵信号PS组合，并被传送给执行ODSB-OSSB转换的半导体光放大器(SOA)6的信号输入端。泵信号PS被用于使SOA保持在饱和区域中。

SOA的传递函数可用下式近似地描述：

$E_{\mathrm{out}}\left(t\right)=E_{\mathrm{in}}\left(t\right)e\frac{(1+\mathrm{j\α})\·\mathrm{\Γ}\·g\left(E_{\mathrm{in}}\left(t\right)\right)\·L-{\mathrm{\α}}_s\·L}{2}---\left(1\right)$

其中E_in是在输入端处的光场，E_out是在输出端处的光场，α是称为线宽增强因子的参数，g是SOA的取决于输入光场的增益，L是SOA的长度，Γ是光约束因子，并且α_s描述波导中的损耗。

[根据Agrawal，G.P.Olsen；N.A.的“Self-phase modulation andSpectral Broadening of Optical Pulses in Semiconductor LaserAmplifiers”；IEEE Journal of Quantum Electronics，第25卷，第11期，1989年11月]

根据公式(1)，相位调制发生在由输入信号驱动的SOA内。正啁啾由“1”到“0”(开→关)转换引起，而负啁啾是“0”到“1”(关→开)转换的结果。负啁啾将一些功率从上边带转换到低边带，而正啁啾将一些功率从低边带转换到上边带。由于1的功率高于0的功率并且负啁啾高于正啁啾，所以至低边带的功率转换高于至高边带的功率转换(由于SOA中的增益损耗快于增益恢复的事实)。结果是光单边带信号SSBS。

泵信号PS被用于使SOA保持在饱和区域中，否则在转换时、尤其是在0到1转换期间将存在过冲。与SOA的输出端连接的带阻滤光器7消除泵信号。

信号SSBS(通常在附加放大之后；未示出)通过光纤10从转换器输出端8被传送到接收机11、12。当然，多个OSSB信号可被组合成(密集)波分复用信号。

所接收的信号OSSB被馈送给放大器11的信号输入端10，然后所输出的被放大的信号通过作为解调器12工作的光电转换器被转换为电数据信号DS。当然，色散补偿和偏振模色散补偿可被用于进一步提高所接收的信号的信号质量。

图2示出根据本发明的单边带调制器的第二转换器CON2的另一优选实施例。由泵源5通过耦合器4反向泵送SOA。泵带阻滤光器不是必要的。被插入在SOA的信号输入端之前的隔离器(或滤光器)14使泵信号PS远离调制器设备2。

图3在时域(t)和频域(f)中示出SOA输入端处的双边带信号DSBS(上)和SOA/转换器输出端处的单边带信号SSBS(下)之间的差别。左侧的纵轴示出解调器的适当的输出电压，而右侧的纵轴示出频谱分析器的以dB为单位的输出电压U。可以看出，上边带被大大降低。

根据我们的发明的单边带调制的改进从图4中变得明显。在左侧针对DSB信号DSBS示出眼图开度，而在右侧针对在80km光纤之后我们的SSB信号SSBS示出眼图开度。当采用根据本发明的SSB调制时，即使在160km之后也可以获得高质量信号。

图5示出复合传输线。普通的ODSB信号在具有例如40km的第一跨度SP1上被传输。在该跨度的末端(下一跨度的开始)处，所接收的信号通过EDFA跨度放大器15被放大，并通过ODSB-OSSB转换器CON被转换为OSSB信号，该OSSB信号在第二跨度SP2上被传输。在从第三方线路接收OSSB信号时，该解决方案是有利的。除了转换为OSSB信号外，2R再生由ODSB-OSSB转换器执行：所接收的信号被放大，并且“1”脉冲被缩短。

附图标记列表

1      信号输入端

MOD    幅度调制器

2      激光器

CW     恒定波长信号

3      调制器描述

DS     数据信号

DSBS   边带信号

CON    转换器(DSBS-SSBS转换器)

4      耦合器/滤光器

5      泵源

PS     泵信号

6      SOA

7      带阻滤光器

SSBS   单边带信号

8      转换器输出端

9      滤光器

10     接收机输入端

11     放大器(EDFA)

12     解调器

13     信号输出端

14     隔离器

SP1    第一跨度

SP2    第二跨度

15     跨度放大器

Claims (4)

1.用于二进制数据信号的单边带调制器，包括：

光幅度调制器(2)，通过利用被馈送给其调制输入端的二进制数据信号(DS)对光载波信号(CW)进行调制来产生光幅度调制双边带信号(DSBS)，和

与所述光幅度调制器(2)串联连接的光双边带-光单边带转换器(CON)，

所述光双边带-光单边带转换器(CON)包括半导体光放大器(6)，所述半导体光放大器(6)具有接收从所述光幅度调制器(2)输出的双边带信号(DSBS)的信号输入端，并且所述光双边带-光单边带转换器(CON)包括产生光泵信号(PS)的泵源(5)，所述光泵信号(PS)也被馈送给所述半导体光放大器(6)以使所述半导体光放大器保持在饱和区域内，以便将所述双边带信号(DSBS)转换为光单边带调制信号(OSSBS)。

2.根据权利要求1的单边带调制器，其特征在于，

在所述光幅度调制器(2)和所述半导体光放大器(6)之间插入耦合器或滤光器(4)，并且泵信号(PS)被馈送给所述耦合器或滤光器(4)的第二输入端，在所述耦合器或滤光器中所述泵信号与光双边带信号(DSBS)组合并且被施加给所述半导体光放大器(6)的信号输入端。

3.根据权利要求1的单边带调制器，其特征在于，

耦合器或滤光器(4)被连接到所述半导体光放大器(6)的输出端上，并且泵信号(PS)在所述耦合器或滤光器(4)的第二连接点上被输入并且被反向馈送给所述半导体光放大器(6)。

4.根据权利要求1的单边带调制器，其特征在于，

所述幅度调制器(MOD)被定位在传输跨度(SP1)的开始处，并且所述转换器(CON)被定位在所述跨度(SP1)的末端处。

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