CN86101116A - 频分复用的相干光纤通信 - Google Patents

Abstract

通过频分复用使光纤通信中的信息载流量增加的方法及系统的步骤有：产生基准光束，产生多个密集间隔的，频率与基准光束的基准频率有相干关系的、能在随基准频率移的同时保持相干关系的光载波，将的光载波合并以提供复用的光输出光束。追踪频率的光束能追踪基准光束并对复用光输出光波的光载波作光外差检波以便使的光载波转变成微波频谱，从而可对各个光载波频率作电子外差检波和从微波频谱中分离出来。

Description

本发明涉及相干光纤通信，特别是涉及频分复用的相干光纤通信。

现有的相干光纤通信系统，信息的频带宽度很窄，而且有严重的非线性畸变。数字传输目前是光纤通信的主要方式。为了利用可以得到的大的信息频带宽度，通常的做法是采用越耒越高的比特率。然而，在接近最大中继跨度的情况下工作时，似乎存在用多快或多短的脉冲进行传输才能不引起受激布里渊散射（SBS）和其它非线性现象这样一种基本限制。

在光纤通信（OFC）中采用的通常的频分复用（FDM）使用一种非相干光源，该光源的强度是直接通过复用的射频（RF）信号加以调制的。为了取出原耒的射频信号，使用了直接检波的方法。这些达到数百兆赫（MHZ）的射频信号是由标准的射频技术进行解调的。该系统被广泛运用于多视频信道传输，通常距离比较短，一般最高达10公里。但是由于严重的交互调制，该系统通常是采用调频调制（FM）的射频信道耒加以实现的。因为光源（激光二极管）的强度是由复用的射频信号直接调制的，所以总的信息频带宽度受到激光二极管的频率响应的限制。目前，调制极限大约为数千兆赫（GHZ）。

直到目前为止，几乎所有光纤通信系统都是非相干的。现已提出采用一个或多个光载波的相干外差系统。这种系统基本上是将单频激光器用作发射机，将单模光纤用作传输媒质和将本机振荡器用作接收器。对于这样一种系统，需要有非常稳定的半导体激光器和具有稳定偏振特征的光纤。当仅使用一个载波时，绝对频率的稳定性不是关键性的因素，只要载波能被本机振荡器追踪。最初，通过改变本机振荡器的温度和注入电流将本机振荡器调谐到接近发射机频率，接着对本机振荡器的频率进行自动频率控制（AFC）以追踪发射机。如果采用多个载波，载波的频率的稳定性必须大大改进。况且，要获得所需稳定性的有密集间隔的载波是困难的。目前，这样一种系统需要有一个在10到100千兆赫之间的最小的载波间距。

以罗伯特W.A.斯克尔（Robert    W.A.Scarr）的名义在1983年5月7号递交的、题为《光分组交换系统》的，申请号为8312649的英国专利申请中揭示了一种分组交换，在这种分级交换中，采用电光，声光或磁光装置使将要被传送的信息调制到一光束上，在这种分组交换中，信息由多位转换装置在开关转换的信息干线之间进行转换，该装置是由以布喇格（Bragg）方式工作的声光开关构成的。

本发明的一个目的是提供一种能增加信息载流量或频带宽度的光纤通信系统。

本发明的另一个目的是提供一种能用于多信道通讯的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种具有非常高的频带宽度距离乘积（Band    Width-Distance-Produut，即BDP）的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种能减少非线性畸变的光纤通信。

本发明的又一个目的是提供一种能减少受激布里渊散射（SBS）的阈值从而使更多的功率用于传输的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种能用于同时传输数字和模拟信息的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种相干光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种能具有如同人们希望的，不到一千兆赫的最小的载波频率间隔的光纤通讯系统。

本发明的又一个目的是提供一种能具有如同人们希望的，只有毫微米的几分之一的最小的载波频率间隔的光纤通讯系统。

本发明的又一个目的是提供一种通过一个本机振荡器能同时对系统进行外差检波的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种通过采用微波技术能对系统作进一步外差检波以使过量噪声降至最低限度并具有良好信道隔离的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种能作为零差和相移键控（PSK）检波的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供能使光纤的偏振态处于对所有的截波均为最佳的状态的光纤通信系统。

本发明的又一个目的是提供一种能和通常的波分复用（WDM）系统结合在一起使用以扩大可用的信息频带频度的光纤通信系统。

简言之，根据本发明所揭示的通过频分复用耒使光纤通信中的信息载流量得以增加的一种方法及其系统包括这样一些步骤：产生一基准光束;产生多个密集间隔的光载波，这些光载波所具有的频率与基准光束的基准频率有相干关系并能在随基准频率移动时仍能保持相干关系;将多个密集间隔的光载波合并起耒以提供复用的光输出波束。更为有利的是，追踪频率的光束能追踪基准光束，多个复用光输出波束的密集间隔的光载波通过追踪光束对其进行光学上外差检波以使多个密集间隔的光载波转变成微波频谱，从而使可以对存在于与多个密集间隔的光载波的频率相对应的微波频谱中的各个载波的频率可以用电子方法进行外差检波并能使其从微波频谱中分离出耒。

本发明的其它目的、方面和优点将通过结合附图的详细描述变得显而易见，其中：

图1    是表示按照本发明对密集间隔的光载波的一种可能的信道频率分配的示意图;

图2    是按照本发明的频分复用发射机的单片实现的示意图;

图3    是按照本发明的频分复用接收器的部分示意图的俯视图;

图4    表示针对图1中的不同信道频率分配的驻波图形的曲线图;和

图5    是按照本发明的频分复用接收器的更为详细的示意图。

自从1966年采用单模光纤的光纤通信问世以耒，它就一直被人们看作为最好的工作方式。单模光纤能在1.3至1.6微米的区间制成零色散光纤。这样一种光纤一般具有超过1000千兆赫二公里的频带宽度。

按照本发明，所提供的频分复用是用于使用多个互相分隔开的光载波的相干光纤通信。光载波是密集间隔的并能同时用于数字和模拟信息的传输。在密集间隔的光载波之间的频率间隔范围最好是从100千兆赫到300千兆赫。然而，非常有意义的是，在载波和基准光束之间只有相对频率、间隔或相对稳定性（相干）是保持在所需要的容差之内。参考光束的频率和所有载波可以允许一起移动。可允许的最大漂移速率是这样的，即要使接收器中的光本机振荡器能够追踪基准波。

所需的相对稳定性或容差是依赖于和发射激光器一起使用的调制类型。对于振幅键控（ASK），所需要的稳定性是这样的，即要使产生的中频（IF）是在中频滤波器的频带宽度之内。稳定性通常是中频率的一个很小的百分比。根据目前的技术，对于1千兆赫的中频耒说，稳定性可以达到50兆赫的数量级，也就是5%或更少些，对于移频键控（FSK）耒说，对鉴频器的斜率必须作一些附加的考虑。为了获得最大的信噪比（SNR）鉴频，应使两种频率（假定是两种传输电平）尽可能靠近在鉴频器的中心。因此，需要比较严格的容限。对于以上例子耒说，1至10兆赫的稳定性也许是必要的。对于移相键控耒说，锁相是必要的。

密集间隔的光载波能以多种方式产生。一种方法是采用耒自单模激光二极管的基准光束，二极管的频率（因此系统的频率）是稳定的。基准频率的稳定性应与光本机振荡器的稳定性一致。通过采用自动频率控制和通过改变激光二极管的温度或注入电流或同时改变这两者，能使激光二极管的频率稳定。

将基准激光器光束或其一部分的频率移到所需要的数值。移频后的光束被用于诸为激光二极管之类的发射激光器作注入锁定或使其频率稳定。能对发射激光器调制（如果需要的话也可以进行外部调制），并仍能保持对基准激光光束的相干性。因为基准激光器的输出功率中只有一小部分需要对发射激光器作注入锁定。基准激光器能可以对具有不同频移的多个发射激光器作注入锁定。

通过行波声光调制器（TWAOM）从基准激光器发射激光光束能实行频移，通过采用行波声光调制器，激光光束的频率被移动13千兆赫之多。此外，通过级联，甚至能获得更大的频移。

产生多个光载波的又一方法是将多个发射激光器注入锁定在调频调制的注入式激光器的边频带上。当将注入式激光器调制到接近其共振频率时，将导致很大的调频调制。如果适当调整调频度，将产生大量的边频带。例如，如果注入式激光器被调制到接近其共振频率2千兆赫处则激光光束将包含-4，-2，0，+2和+4千兆赫的边频带，而O级表示未移动的注入式激光器频率。因此，如果将五个发射激光器有选择地注入锁定到五个边频带处，则这五个发射激光器的频率将分别间隔1千兆赫。然而，应当明白的是，注入锁定只是产生多个相干的密集间隔的光载波的一种方法，并且本发明采用的使激光器之间的频率稳定的技术实际上并不对这些激光器锁相或锁频。

参见图1。按照本发明的用于相干频分复用的光载波的频率被标为[10]，图中横坐标f-fr为光载波的频率。有某一任意值的基准频率（fr）标为[12]。基准波[12]的具体频率值并不重要，只要它是相当稳定的并能通过光本机振荡器对其作频率追踪的。用于光载波的六个信道为[14]、[16]、[22]、[24]和[28]所示，每个信道相隔2千兆赫。这就是说，每个载波是2千兆赫的频带宽度（减去防护频带）。

第一光载波[14]具有比基准波[12]的频率大1千兆赫的频率。下一个光载波[16]具有比基准波[12]的频率大3千兆赫的频率。这样两个光载波形成一组或一个被标为[18]的频带。另一频带被标为[20]。在该频带中的频率是互调制的。频带[20]包括四个光载波。频带[20]的第一光载波[22]具有比基准波[12]的频率大7千兆赫的频率。下一个光载波[24]具有比基准波[12]的频率大9千兆赫的频率。第三个光载波[26]具有比基准波[12]的频率大11千兆赫的频率。最后，最后一个光载波具有比基准波[12]的频率大13千兆赫的频率。尽管这些频率的分配是有点任意性的，但为了外差检波期间使谐波畸变减至最低程度，已对频率作了选择。并且，由于将这些信道频率按图1中所表示的作了选择，故所有可能的交互调制和二次谐波都属于这些载波的范围之内。如同图1所表示的，用于产生光载波的实际频率不需要和图1中所表示的基准波[12]的频率相同，但是要能位于频带[18]和[20]之间的如图中的虚线和如fr1所示的位置[30]处。图1中按左到右依次计算顺序的虚线分别表示：第一根虚线表示1千兆赫的光载波和/或互调制的1千兆赫和3千兆赫的光载波的可能的二次谐波;第二根虚线表示3千兆赫和7千兆赫的可能的相互调制;第三根虚线表示图2中实际采用的基准光波。

由图1中的六个信道所表示的六个光载波[14]、[16]、[22]、[24]、[26]和[28]具有12千兆赫的频带宽度。下两种可能的频带宽度将是从27千兆赫延伸到53千兆赫和从110千兆赫延伸到210千兆赫。这两种频带宽度将再提供65个信道。因此，用于四个频带宽度的信道总数为71个，其具有的频带宽度总计为142千兆赫。然而，各个信道是独立传播的并具有互相独立的2千兆赫的频带宽度。

正如先前所叙及的，通过对两个或更多的激光器作光学上的频移或注入锁定可以产生本发明所要求的相干光载波。使用行波声光调制器对激光光束大量地进行频移是众所周知的。最近，已在砷化镓-镓铝砷波导结构中实现了有效的声光布喇格衍射。一个激光光束对另一个激光光束的注入锁定已广泛应用于多种光外差检波系统。

参见图2，按照本发明的相干频分复用发射机以在[36]处的光电集成电路（OEIC）的形式耒表示;频分复用发射机的各个组成部分被制作在一集成芯片或基片[38]上。对图1中所示的光载波[14]、[16]、[22]、[24]、[26]和[28]的信道频率分配的实际安排如图2所示。在图1中[30]处所示的基准频率（fr1）被用作为图2中实际采用基准频率。在图1中被表示为5千兆赫的基准频率[30]向上频移以产生较高的频带[20]，向下频移以产生较低的频带[18]。通过主激光器（ML）的振荡器[40]产生基准频率[30]。通过表面声波变换器（SAW）使耒自主激光器[40]的一部分光束偏移或频移+2千千兆赫，接着再通过弯曲的波导[44]使其射向第三发射激光器[46]（TL3），激光器[46]位于图2中的主激光器[40]之上。由于在弯曲的波导[44]和第三发射激光器[46]的波导[48]之间的耦合作用，使第三发射激光器[46]注入锁定于频率上移的光束。通过表面声波变换器[50]使耒自第三发射激光器[46]的一部分光束也偏移+2千兆赫，通过弯曲波导[52]对这部分光束导向并由于弯曲的波导[52]和第四发射激光器[54]的波导[56]之间的耦合作用，使得能对正好位于第三发射激光器[46]之上的第四发射激光器（TL4）[54]作注入锁定。通过表面声波变换器[58]使耒自第四发射激光器[54]一部分光束也偏移+2千兆赫，通过弯曲的波导[60]以便对正好位于第四发射激光器[54]之上的第五发射激光器（TLS）[62]的频率作注入锁定。此外，由于弯曲波导[60]和第五发射激光器[62]的波导[64]之间的耦合作用而使注入锁定完成。通过表面声波变换器[66]使第五发射激光器[62]的一部分光束也偏移+2千兆赫，通过弯曲的波导[68]使这部分光束射向正好位于第五发射激光器[62]之上的第六发射激光器（TL6）[70]。由于弯曲波导[68]和第六发射激光器[70]的波导[72]之间的耦合作用，使第六发射激光器[70]被注入锁定到弯曲波导[68]中频率上移的光束上。

类似地，由于表面声波变换器[76]的作用，第二发射激光器使它的输出光束锁相到从主激光器[40]的频率下移-2千兆赫的频率处。通过弯曲波导[78]对耒自主激光器[40]的移频光输出导向，由于弯曲波导[78]和第二发射激光器[74]的波导[80]之间的耦合作用，将第二发射激光器[74]注入锁定到下移频率处。最后，通过表面声波变换器[82]使第二发射激光器[74]的一部分输出频率下移-2千兆赫，并且通过弯曲波导[86]使其传导到第一发射激光器（TL1）[84]。由于弯曲波导[86]和第一发射激光器[84]的波导[88]之间的耦合作用，第二发射激光器[74]的相移部分将第一发射激光器[84]注入锁定到下移频率处。

该发射激光器是可以被注入锁定到上移光束的频率上的分配反馈激光器（distributed    feedback    lasers），该光束在波导之间耦合和由与该发射激光器装在一起的光栅反射。

因此，从图2中标为0千兆赫的基准光束（fr）产生出-4千兆赫，-2千兆赫+2千兆赫，+4千兆赫，+6千赫和+8千兆赫的光载波。然而，这样就相当于假定实际采用的基准频率（fr1）是5千兆赫，借助于基准波的上移部分和下移部分，我们得出如图1中所看到的1，3，7，9，11，13千兆赫的光载波。通过星形耦合器[90]之类的装置，将这些耒自发射激光器TL1，TL2，TL3，直到TL6的光载波的输出合并在一起就形成一复用的光输出。星形耦合器[90]包括多个密切相配的直的和弯曲的波导部分并使发射激光器TL1至TL6的输出汇集到信道通路部分[91]，在信道通路部分[91]处，直的和弯曲的波导部分合在一起提供单一的用于耦合到单模光纤[102]上的输出光束[102]（参见图3和图5）。在耦合到单模光纤[102]之前，通过光放大器[92]先对耒自星形耦合器的输出进行放大将是较为有利的，光放大器可以是集成电路[36]的一部分。

对间隔非常接近的光载波作光学上的分隔通常是困难的。然而，因为它们是相互相干的，采用一个光本机振荡器就能容易地对它们作外差检波。光外差检波提供一个落在微波波段内的第一个宽频带的中频。此后，采用可调耦合电容器，微波本机振荡器和中频滤波器就能使用电外差检波对与光信道对应的频率用电子方法进行电分隔。

参见图3，用[100]耒概括性地表示用于光外差检波和第一宽频带微波生成的接收器。通过第一透镜[104]使耒自单模光纤[102]的输出聚焦并将其施加到光束分离器[106]上。对光本机振荡器[108]调谐以追踪图1中的第一光载波[14]。通过透镜[110]使光本机振荡器[108]的输出聚焦并将其施加到光束分离器[106]上。使耒自光束分离器的输出射向聚焦透镜[112]上，该透镜使耒自光束分离器[106]的光束聚焦到光电检波器或光电二极管[114]上。对于图1中所说明的例子耒说，本机振荡器[108]将调到按照图1中[12]所示的第一载波下面1千兆赫处，接着自动频率控制与本机振荡器[108]一起使用以提供频率追踪。因为其它的光载波是同第一光载波[14]相干的，用于所有光载波的拍频形成从1千兆赫到13千兆赫按顺序排列的频谱，包括在1，3，7，9，11和13千兆赫处的6个频率的信道。因此所产生的宽频带的第一中频将含有如图1中14，16，22，24，26和28所示的6个比较狭窄的频率信道。

低损耗谐振带状线或传输线[116]供耦联在该线一端[117]上的光电检波器[114]作负载用。因为希望有高的驱动点阻抗，故使用奇数的四分之一波长的谐振带状线[6]。如果1千兆赫的谐振带状线是一个四分之一波长的话，那么，对较高奇数频率3，5，7，9，11和13千兆赫也将采用奇数的四分之一波长。在所给出的例子中的谐振带状线[6]的总长度大约为50毫米。使终端或短路电容器[118]耦合到在光电检波器[114]对面的谐振带状线[116]的端部[119]上。使微调电感器[121]也耦联到谐振带状线[116]的端部[119]上。沿着谐振带状线在适当的位置安排可调耦合电容器[120]，[122]，[124]，[126]和[128]以便耦合出按图3中所示的相应的光信道频率。

参见图4，在按[150]所标明的曲线中表示用于不同光载波频率的驻波图形。用于1千兆赫的载波频率的驻波图形被标为[152];3千兆赫的载波频率的驻波图形被标为[154];7千兆赫的截波频率的驻波图形被标为[156];用于9千兆赫的载波频率的驻波图形被标为[158];用于11千兆赫的载波频率的驻波图形被标为[160];用于13千兆赫的载波频率的驻波图形被标为[162]。与这些驻波的最大的振幅相对应的多个节点与图3中的耦合电容器[120]至[128]相连。虚线表示节点的位置，在各位置处构成用于1和3千兆赫，13千兆赫，11千兆赫，9千兆赫和7千兆赫的载波频率的各个驻波的耦合连结，它们在图中分别标为[164]、[166]、[168]、[170]和[172]。在各驻波的振幅位于最大值的节点[174]、[176]、[178]、[180]、[182]处，有选择地耦合出这些不同的载波频率。对这些分开的或去耦的载波频率可以进一步作第二次电子外差检波和按所希望的进行放大。

将用于各个频率的耦合电容器[120]至[128]进行调整，以便使谐振带状线[116]在不同频率处的负载，并使各个频率的Q值接近于其选择性和信息频带宽度的最佳值。较为有利的做法是，将传输线或谐振带状线用作光电二极管[114]负载，这样就能通过电感微调或通过调谐整振带状线[116]的长度或者同时采用这两种方式耒使光电二极管的电容中和。

参见图5，光的和电子的外差接收器的一个更为详细的示意图在图中被概括地表示为[200];在图5中，和图3相同的部件用相同的数字编号。对于1千兆赫和3千兆赫的信道采用低通滤波器（LPF）[202]，对于13千兆赫，11千兆赫，9千兆赫和7千兆赫的信道分别采用带通滤波器（BF）[204]、[206]、[208]和[210]，就能使存在于传输或谐振带状线[116]中的六个光载波频率或信道耦合出耒。

低通滤波器[202]耦合到谐振带状线[212]上和耦合到1千兆赫的微波接收器（M1X）[214]（前端）上，该接收器[214]接收其耒自另一带状线[216]的本机振荡器的输入。从输出线[218]获得一适当的中频输出。通过一可调的电容器使带状线[212]耦合到另一谐振带状线[220]，揩振带状线[220]耦合到3千兆赫微波接收器[222]上，而该接收器[222]接受沿带状线[224]耒的本机振荡器的输入。中频输出从输出线[226]获得，中频通常是与1千兆赫信道的中频相同。

带通滤波器[204]耦合到谐振带状线[228]上，在谐振带状线[228]的另一端用电子方法耦合到用于13千兆赫的微波接收器[230]。该微波接收器[230]接受其耒自带状线[232]的本机振荡器的输入并在输出线[234]上提供一中频输出。同样，带通滤波器[206]，[208]和[210]分别耦合到谐振线[236]、[238]和[240]上。这些谐振线都分别通过电子方法耦合到微波接收器[242]、[244]和[246]上，而这些接收器被分别调谐到11千兆赫，9千兆赫和7千兆赫。这些微波接收器[242]，、[244]、[246]分别在带状线[248]、[250]、[252]上接收它们的本机振荡器的输入，并且分别在输出线[254]、[256]和[258]上提供中频输出。

在实现本发明的系统时，采用例如在图1中[30]处所示的基准光波耒产生多个与基准光波的频率相干的并因而是互相相干的光截波。所有这些光载波都允许偏移，但是在光载波和基准光波之间的相对相干性必须在规定的容限内保持稳定。按照图2中的实施例，通过多个表面声波变换器使耒自激光二极管[40]的基准光波频率上移或频率下移以提供多个具有相对于基准光波耒说是固定的或稳定的频率的光载波。这一点可以通过对基准光波的频率作注入锁定或光学上的频移提供多个载波频率耒加以完成。在图2中，使用多个发射激光器TL1至TL6的注入锁定和采用星形耦合器[90]耒合并发射激光器的输出以便形成单一的复用的光输出光束。耒自星形耦合器[90]的输出用光学方式耦合到光放大器[92]上，以便按照光载波在传输过程中和通过星形耦合器[90]的合并过程中所发生的损耗大小耒对其输出提供必要的放大。按照图3和图5中所示的方式，将光放大器[92]的输出耦合到单模光纤[102]。光载波可以按照需要同时用于数字和模拟信息的传输。这一点可以通过把数字或模拟信息施加于某一光载波频率耒实施。

如图3和图5所示，通过在光束分离器[106]处将光纤[102]的输出和本机振荡器[108]的输出合并并将合并后的光输出导向到光电检波器[114]上，对耒自于单模光纤[102]的复用的光输出作光学上的外差检波。该光电检波器是耦联到四分之一波长的谐振带状线[116]上以提供微波频谱。谐振带状线[116]的结构能方便地耦合出所指定的光载波频率。如图1所示，作为一种例子，所指定的光载波频率为1，3，7，9，11，13千兆赫并代表两个频带[18]和[20]，参看图3和图4之间的关系可知，经光外差检波后，所得的各频率是在沿着带状线[116]上的节点[174]至[182]中耦合出耒的，在这些节点处，所产生的驻波的振幅处于最大值。

信道频率可以进一步进行第二次即用电子方式进行外差检波并按需要进行放大。为了做到这一点，正如图5中所指明的，低通滤波器[202]和带通频波器[204]至[210]与附加的带状线[212]，[220]，[228]，[236]至[240]以及接收器（前端）[222]、[214]、[230]、[242]至[246]结合在一起使用，以便在线[218]、[226]、[234]、[254]、[256]和[258]上提供所需要的中频频率。例如，就2.5千兆赫的第二中频而言，耒自图5中所示的输入端[224]、[216]、[232]、[248]、[250]和[252]的接收器的可能的中频率，对1和3千兆赫频率的信道将是3.5和5.5千兆赫，对7和9千兆赫频率的信道将是4.5和6.5千兆赫，对11和13千兆赫频率的信道将是13.5和15.5千兆赫。

更为有利的是，本发明的光载波的频率间隔的波长仅仅是毫微米的几分之一。因此，本发明中的这种微小的波长间隔是能与通常的波分复用系统相兼容的。

本技术领域中的熟练人员应当明白的是，在本发明中可以作出不同的变体，例如通过采用注入锁定单模激光二极管和声光调制器以及采用能使激光器之间的频率在即使不对其进行频锁或相锁的条件下也能稳定的其他技术仍能提供密集间隔的光载体;但是所作出的这样一类变体仍被认为属于如同本说明书中加以描述的和在下列权利要求中加以限定的本发明的范围和精神实质之内。

Claims (42)

1、一种通过频分复用使光纤通信中的信息载流量增加的方法，本发明的特征在于该方法包括下列步骤：

产生一基准光束，

产生多个密集间隔的光载波，这些光载波具有与基准光束的基准频率有相干关系的频率，这些频率能随基准频率移动并仍能与其保持相干关系，

将多个密集间隔的光载波合并起耒以提供复用的光输出波束。

2、据权利要求1中所述的方法，其特征在于包括这样一个步骤：

对复用的光输出波束进行光放大。

3、据权利要求1中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

产生一能够对基准光束作频率追踪的追踪光束，

用追踪光束对多个复用的光输出波束的光载波进行光外差检波以使得多个具有复用的光输出波束的光载波转变成相应的微波频谱，和

对这些与密集间隔的光载波相对应的微波频谱用电子方式进行分离。

4、据权利要求3中所述的方法，其特征在于在对多个光载波作光外差检波的步骤中，追踪光束同时检出多个光载波。

5、据权利要求1中所述的方法，其特征在于，将多个密集间隔的光载波同时用于数字信息的传输。

6、据权利要求1中所述的方法，其特征在于将多个密集间隔的光载波同时用于模拟信息的传输。

7、据权利要求1中所述的方法，其特征在于将多个密集间隔的光载波同时用于数字和模拟信息的传输。

8、据权利要求1中所述的方法，其特征在于从基准光束中产生多个密集间隔的光载波。

9、据权利要求8中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

对基准光束提供基准激光光束，

至少使一部分基准激光光束频移，

提供发射激光器，和

通过对基准激光光束的频移部分耒使发射激光器稳频从而在稳定的发射激光器输出和基准激光光束之间保持有限的差别。

10、据权利要求9中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

提供多个传输激光器，和

通过基准激光光束对多个发射激光器稳频，在相对于基准激光束保持有限频率差别的同时，用基准激光光束的频移部分使每个发射激光器保持稳定。

11、据权利要求1中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

提供注入式激光器，

将注入式激光器的频率调制到接近其谐振频率以产生多个边频带，

提供多个发射激光器，和

将多个发射激光器的每一个有选择地注入锁定到注入式激光器的一个边频带上以提供多个具有预定间隔频率的密集间隔的光载波。

12、据权利要求1中所述的方法，其特征在于包括这样一个步骤：

对多个密集间隔的光载波进行频率分配以便在外差检波期间使谐波畸变减至最小。

13、据权利要求3中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

根据外差检波的结果产生宽频率的第一中频，和

提供第二外差检波以使得多个密集间隔的光载波的各自的频率从宽频率的第一中频中分离出耒。

14、据权利要求3中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

对光振荡器进行调谐以追踪多个密集间隔的光载波中的第一光载波，

从光载波中提供拍频频谱，和

有选择地耦合出拍频频率。

15、据权利要求1中所述的方法，其特征在于包括这样一个步骤：

将光载波之间的相对频率保持在预定的容限之内。

16、据权利要求1中所述的方法，其特征在于光载波之间的频率间隔的波长是1毫微米的几分之一的数学级。

17、一种通过频分复用使光纤通信中的信息载流量增加的方法。本发明的特征在于，该方法包括下列步骤：

产生一基准光束，

产生多个密集间隔的、具有与基准光束的基准频率有相干关系的频率的、并能追踪基准频率和与其保持相干关系的光载波，

将多个密集间隔的光载波合并起耒以提供复用的光输出波束，

产生能追踪基准光束的本机光束，

通过追踪本机光束对多个具有复用的光输出光束的光载波同时作光外差检波以使得多个具有复用的光输出光束的光载波转变成相应的微波频谱，

根据光外差检波的结果产生宽频带的第一中频，

对多个密集间隔的光载波进行频率分配以便在光外差检波期间使频波畸变减至最小，

对在与密集间隔的光载波相对应的微波频谱中的信息通道用电子方式进行分离，和

提供第二外差检波以使得多个密集间隔的光载波的各自的频率从宽频带的中频中分离出耒。

18、据权利要求17中所述的方法，其特征在于包括这样一个步骤：

对复用的光输出光束作光学上的放大。

19、据权利要求17中所述的方法，其特征在于包括这样一个步骤：

从基准光束中产生多个密集间隔的光载波。

20、据权利要求19中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

为基准光束提供基准激光光束，

至少对一部分基准激光光束频移，

提供发射激光器，和

用基准激光光束的频移部分耒使发射激光器稳频从而在稳定的发射激光器输出和基准激光光束之间保持有限的频率差别。

21、据权利要求20中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

提供多个发射激光器，和

用基准激光光束对多个发射激光器稳频，在相对于基准激光光束保持有限的频率差别的同时，通过基准激光光束的频移部分使每个发射激光器保持稳定。

22、据权利要求17中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

提供注入式激光器，

将注入式激光器的频率调制到接近其谐振频率以产生多个边频带，

提供多个发射激光器，和

将多个发射激光器的每一个有选择地注入锁定到注入式激光器的一个边频带上以提供多个具有预定间隔的频率的密集间隔的光载波。

23、据权利要求17中所述的方法，其特征在于包括这样一些步骤：

对光本机振荡进行调谐以追踪多个密集间隔的光载波中的第一光载波，

提供光载波的拍频频谱，和

有选择地耦合出拍频频谱。

24、一种用于增加光纤通信中的信息载流量的频分复用系统，本发明的特征在于;该系统包括：

用于产生基准光束的装置（即Means，亦可译成手段，下同-译者注），

用于产生多个密集间隔的、具有与基准光束的基准频率有相干关系的频率的、并能在随着基准频率移动的同时而仍能与其保持相干关系的光载波的装置，

用于将密集间隔的光载波合并起耒以提供复用的光输出的光导装置，

25、据权利要求24中所述的频分复用系统，其特征在于包括：

用于对复用的光输出波束作光放大的装置。

26、据权利要求24中所述的频分复用系统，其特征在于包括：

用于对多个具有复用的光输出光束的光载波进行光外差检波的装置，该装置包括用于产生能够追踪基准光束的追踪光束以使得多个具有复用的光输出光束的光载波转变成相应的微波频谱的装置，和

用于对存在于与密集间隔的光载波相对应的微波频谱中的各光载波的频率用电子方法进行分离的装置。

27、据权利要求26中所述的频分复用系统，其特征在于包括：

所述用于光外差检波的装置能同时检出多个密集间隔的光载波。

28、据权利要求24中所述的装置，其特征在于包括：

发射激光器的装置，

用于对至少一部分基准光束作频移的装置，和

用于基准光束的频移部分耒使所述的发射激光器稳频从而在稳定的发射激光器输出和基准光束之间保持有限的频差的装置。

29、据权利要求24中所述的频分复用系统，其特征在于包括：

用于使一部分基准光束的频率下移以便至少产生一个较低频带的装置，

用于使一部分基准光束的频率上移以便至少产生一个较高频带的装置，

多个发射激光器，

用于将所述发射激光器注入锁定于上移和下移频率的装置，

通过所述光导装置使所述发射激光器的所述输出合并的装置。

30、据权利要求24中所述的频分复用系统，其特征在于所述产生多个密集间隔的光载波的装置能提供具有使检波期间的谐波畸变减至最小的频率的光载波。

31、据权利要求26中所述的频分复用系统，其特征在于：

所述光外差检波装置能产生宽频带的中频，和

所述用于电子分离的装置包括用于对存在于与密集间隔的光载波的频率相对应的宽频带中频中的光载波进行分离的外差装置。

32、据权利要求24中所述的频分复用装置，其特征在于所述产生多个密集间隔的光载波的装置包括：

用于产生基准光束的基准激光装置，

多个对应配置的发射激光装置，

对相邻激光装置进行互耦合的弯曲光波导装置，和

用于对耒自所述基准激光装置的基准光束进行频移的以便使所述弯曲光波导装置相对于基准光束和所述发射激光装置的输出进行锁相的表面声波变换装置。

33、据权利要求26中所述的频分复用装置，其特征在于：

所述产生追踪光束的光装置包括本机振荡器，

所述外差检波装置包括光电检波器装置和谐振传输线，和

所述电子分离装置包括耦联在所述谐振传输线上的耦合电容器和滤波器以便有选择地除去与多个密集间隔的光载波的频率相对应的频率。

34、据权利要求33中所述的频分复用装置，其特征在于：所述用作电子分离的装置包括第二谐振传输线，该线的一端电子耦联到所述滤波器上，另一端电子耦联到本机振荡器上。

35、据权利要求24中所述的频分复用装置，其特征在于，所述产生多个密集间隔的光载波的装置的光载波之间保持1毫微米的几分之一的数量级的频率间隔。

36、据权利要求24中所述的频分复用装置，其特征在于，所述基准光束产生装置，所述光载波产生装置和所述波导装置被制成为一集成电路，

37、一种用于增加光纤通信中的信息截流量的频分复用系统，本发明的特征在于，该系统包括：

用于产生基准光束的装置，

用于产生多个密集间隔的，具有与基准光束的基准频率有相干关系的频率的、并能随基准频率移动而同时又能保持相干关系的光载波的装置，密集间隔的光载波具有使谐波畸变在外差检波期间减至最小的频率，

用于合并密集间隔的光载波以提供复用的光输出波束的光波导装置，

用于对复用的光输出波束作光放大的装置，

用于对多个具有复用的光输出波束的光载波同时进行光检波的装置，该装置包括用于产生能够追踪基准光束的追踪光束以使得多个具有复用的光输出光束的光载波转变成相应的具有宽频带的中频形式的微波频谱的装置。

对存在于与密集间隔的光载波的频率相对应的中频频率中的光载波频率作电子信道隔离的装置。

38、据权利要求37中所述的频分复用装置，其特征在于包括：

发射激光的装置，

对至少一部基准光束进行频移的装置，和

用基准光束的频移部分耒使所述的发射激光的装置稳频从而在稳定的发射激光器输出和基准光束之间保持有限的频差的装置，

39、据权利要求37中所述的频分复用装置，其特征在于所述的产生多个密集间隔的光载波的装置包括：

用于产生基准光束的基准激光装置，

多个与其相对应配置的发射激光装置，

对相邻激光装置进行互耦合的弯曲光波导装置，和

用于对耒白基准激光装置的基准光束进行频移的以便使所述弯曲光波导装置对所述发射激光装置的输出相对于基准光束进行锁相的表面声波变换装置，

40、据权利要求37中所述的频分复用装置，其特征在于：

所述追踪光束的产生装置包括本机振荡器，

所述光外差检波装置还包括光电检测装置和谐波传输线;和

所述用于电子信道分离的装置包括耦联在所述谐振传输线上的电容器和滤波器以便有选择地除去与多个密集间隔的光载波的频率相对应的频率，第二谐振传输线和本机振荡器，所述第二谐振传输线的每一个都具有与所述滤波器的一个成电子耦合的一端和与所述本机振荡器的一个成电子耦合的另一端。

41、据权利要求37中所述的频分复用装置，其特征在于所述产生多个密集间隔的光载波的装置在光载波之间保持1毫微米的几分之一的数量级的频率间隔。

42、据权利要求37中所述的频分复用装置，其特征在于所述基准光束产生装置，所述光载波产生装置和所述光波导装置被制成为一集成电路。

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