TWM459411U - 光學通訊系統 - Google Patents

Description

光學通訊系統

本創作是有關於一種通訊系統，且特別是有關於一種光學通訊系統。

以往，人們使用口語、書信作為通訊媒介，受到地理距離因素的影響極大，並且需花費大量時間而僅能傳遞極為有限的訊息量。隨著人類科技的進步，有線與無線電傳遞裝置使得人們得以有效率地傳遞各式各樣的訊息到遠處，進而使得天涯若比鄰。然而，在資訊爆炸的地球村時代，資訊的資料量越來越大，所需傳輸的距離亦越來越遠，因此，光纖通訊的發展極具重要性。由於光纖本身傳輸低損耗、高頻寬、以及抗干擾等優點，加上無線傳輸可受限於固定使用位置的特性，光纖微波傳輸系統可以較低的成本達成高容量的無線網路傳輸。

然而，為了提升光載波抑制比(carrier suppression ratio，CSR)以得到較佳的訊號訊雜比，載波的頻率需提高，然而，如此一來，需搭配使用更高頻且價格昂貴的訊號產生器，因而使得光纖微波傳輸系統的成本過高。因此，目前而言，如何降低光纖微 波傳輸系統的成本，並使得高品質的光纖微波傳輸能夠普及地應用已成為目前亟待解決的問題之一。

本創作提供一種光學通訊系統，可提供高品質的訊號。

本創作的光學通訊系統包括一光源、一相位調變器、一偏振分光單元、一第一調變模組以及一光耦合單元。光源可用以提供一光束。相位調變器根據一輸入電訊號調變光束。偏振分光單元將來自相位調變器且經調變後的光束分離成一第一偏振光與一第二偏振光。其中第一偏振光與第二偏振光具有不同的光訊號頻譜。第一調變模組根據一第一調變電訊號調變第一偏振光，第一偏振光被第一調變模組調變後攜帶對應於第一調變電訊號的一第一光訊號。光耦合單元將來自第一調變模組的第一偏振光與來自偏振分光單元的第二偏振光合併。

在本創作的一實施例中，上述的第一調變模組為一第一光強度調變模組。

在本創作的一實施例中，上述的相位調變器為一極化調變器。

在本創作的一實施例中，上述的第一偏振光包含載波訊號與偶數階邊帶訊號，且第二偏振光包含奇數階邊帶訊號。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一混頻器，混頻器將一震盪訊號及一第二調變電訊號混合成輸入電訊 號，其中，震盪訊號調變光束以產生第一偏振光以及第二偏振光，且第二調變電訊號調變第二偏振光，並且第二偏振光被調變後攜帶對應於第二調變電訊號的一第二光訊號。

在本創作的一實施例中，上述的第一偏振光包括對應輸入電訊號的一光載波，第二偏振光包括對應輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，第一光強度調變模組根據第一調變電訊號調變光載波，且相位調變器根據第二調變電訊號調變雙邊帶光訊號。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一濾光單元，透過一傳輸光纖耦接至光耦合單元，濾光單元由光耦合單元所耦合輸出的第一偏振光與第二偏振光分別濾出第一光訊號與第二光訊號。

在本創作的一實施例中，上述的光束包括多個不同頻率的子光束，第一光強度調變模組包括多個並聯的第一光強度調變單元，並且第一調變電訊號包括多個第一子調變電訊號，各第一光強度調變單元分別依據所對應的各第一子調變電訊號調變所對應的各子光束。

在本創作的一實施例中，上述的各子光束包括一第一子偏振光與一第二子偏振光，並且各第一子偏振光包括對應輸入電訊號的一光載波，各第二子偏振光包括對應輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，其中這些第一光強度調變單元分別根據這些第一子調變電訊號調變這些光載波，各第一子偏振光在經過調變後攜帶對 應第一子調變電訊號的一第一子光訊號。

在本創作的一實施例中，上述的光束中的這些子光束在通過一第一光學分波多工器後被合併並傳遞至相位調變器，並且這些子光束在通過偏振分光單元後透過一光學解分波多工器分別傳遞至所對應的這些第一光強度調變單元，並且這些子光束在通過這些第一光強度調變單元後透過一第二光學分波多工器傳遞至光耦合單元。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一濾光單元以及至少一個訊號解多工器。濾光單元透過一傳輸光纖耦接至光耦合單元，濾光單元將由光耦合單元所耦合輸出的這些第一子偏振光與第二偏振光分別濾出這些第一子光訊號與第二光訊號。這些第一子光訊號與第二光訊號在通過濾光單元後傳遞至訊號解多工器，訊號解多工器接收並分離這些第一子光訊號。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一訊號解多工器以及至少二濾光單元。這些第一子光訊號以及第二光訊號在通過訊號解多工器後傳遞至濾光單元，訊號解多工器分離這些第一子光訊號以及第二光訊號。濾光單元透過光纖耦接至訊號解多工器，濾光單元將由訊號解多工器所分離的這些第一子偏振光與第二偏振光分別濾出這些第一子光訊號與第二光訊號。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一第二調變模組。第二偏振光在通過偏振分光單元後傳遞至第二調變模 組，第二調變模組根據一第二調變電訊號調變第二偏振光，第二偏振光被第二調變模組攜帶後形成對應於第二調變電訊號的一第二光訊號。

在本創作的一實施例中，上述的第二調變模組為一第二光強度調變模組。

在本創作的一實施例中，上述的第一偏振光包括對應輸入電訊號的一光載波，第二偏振光包括對應輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，第一光強度調變模組根據第一調變電訊號調變光載波，且第二光強度調變模組根據第二調變電訊號調變雙邊帶光訊號。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一濾光單元，透過一傳輸光纖耦接至光耦合單元，濾光單元由光耦合單元所耦合輸出的第一偏振光與第二偏振光分別濾出第一光訊號與第二光訊號。

在本創作的一實施例中，上述的光束包括多個不同頻率的子光束，第一光強度調變模組包括多個並聯的第一光強度調變單元，且第一調變電訊號包括多個第一子調變電訊號，第二光強度調變模組包括多個並聯的第二光強度調變單元，且第二調變電訊號包括多個第二子調變電訊號，其中各第一光強度調變單元分別依據所對應的各第一子調變電訊號調變各子光束，並且各第二光強度調變單元分別依據所對應的各第二子調變電訊號調變各子 光束。

在本創作的一實施例中，上述的各子光束包括一第一子偏振光與一第二子偏振光，並且各第一子偏振光包括對應輸入電訊號的一光載波，各第二偏振光包括對應輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，其中這些第一光強度調變單元分別根據這些第一子調變電訊號調變這些光載波，並且這些第二光強度調變單元分別根據這些第二子調變電訊號調變這些雙邊帶光訊號，各第一子偏振光在經過調變後攜帶對應各第一子調變電訊號的一第一子光訊號，且各第二子偏振光在經過調變後攜帶對應各第二子調變電訊號的一第二子光訊號。

在本創作的一實施例中，上述的光束中的多個子光束在通過一第一光學分波多工器後被合併並傳遞至相位調變器，並且這些子光束在通過偏振分光單元後透過一光學解分波多工器分別傳遞至所對應的這些第一光強度調變單元與這些第二光強度調變單元，並且這些子光束在通過這些第一光強度調變單元與這些第二光強度調變單元後透過一第二光學分波多工器與光耦合單元耦合。

在本創作的一實施例中，上述的光學通訊系統更包括一濾光單元以及至少二個訊號解多工器。濾光單元透過一傳輸光纖耦接至光耦合單元，濾光單元由光耦合單元所耦合輸出的這些第一子偏振光與這些第二子偏振光分別濾出這些第一子光訊號與這 些第二子光訊號。這些第一子光訊號與這些第二子光訊號在通過濾光單元後傳遞至訊號解多工器，這些訊號解多工器之一接收並分離這些第一子光訊號，這些訊號解多工器之另一接收並分離這些第二子光訊號。

在本創作的一實施例中，光學通訊系統更包括一訊號解多工器以及至少二濾光單元。訊號解多工器透過一傳輸光纖耦接至光耦合單元，訊號解多工器分離這些第一子光訊號以及這些第二子光訊號。這些第一子光訊號以及這些第二子光訊號在通過訊號解多工器後傳遞至濾光單元，濾光單元將由訊號解多工器所分離的這些第一子偏振光與這些第二子偏振光分別濾出這些第一子光訊號與這些第二子光訊號。

基於上述，本創作之實施例中的光學通訊系統利用偏振分光單元將經調變後的光束分為第一偏振光與一第二偏振光，並利用第一光強度調變模組調變第一偏振光使其攜帶對應於第一調變電訊號的第一光訊號。藉此，可避免訊號間的彼此干擾，進而可提升訊號品質。

為讓本創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200、200’、300、300’‧‧‧光學通訊系統

110‧‧‧光源

120‧‧‧相位調變器

130‧‧‧偏振分光單元

140‧‧‧第一光強度調變模組

140’‧‧‧第一光強度調變單元

142‧‧‧第二光強度調變模組

142’‧‧‧第二光強度調變單元

150‧‧‧光耦合單元

B‧‧‧光束

BI、BJ‧‧‧光分量

CF‧‧‧傳輸光纖

CR‧‧‧光循環器

DMUX‧‧‧光學解分波多工器

F‧‧‧光纖

FBG‧‧‧布拉格光纖光柵

FU‧‧‧濾光單元

H、I、J、K‧‧‧方向

IS‧‧‧輸入電訊號

LS1‧‧‧第一光訊號

LS2‧‧‧第二光訊號

LS1’‧‧‧第一子光訊號

LS2’‧‧‧第二子光訊號

MS1‧‧‧第一調變電訊號

MS2‧‧‧第二調變電訊號

MS1’‧‧‧第一子調變電訊號

MS2’‧‧‧第二子調變電訊號

MUX1‧‧‧第一光學分波多工器

MUX2‧‧‧第二光學分波多工器

MX、MX2‧‧‧混頻器

n‧‧‧正整數

OS‧‧‧震盪訊號

P1‧‧‧第一偏振光

P2‧‧‧第二偏振光

R1、R2‧‧‧接收端

SB‧‧‧子光束

SX‧‧‧訊號解多工器

W1‧‧‧載波訊號

W2‧‧‧雙邊帶光訊號

Wc‧‧‧原始頻率

Wm‧‧‧基頻頻率

λ₁ 、λ₂ 、λ_n ‧‧‧波長

圖1是本創作之一實施例中的光學通訊系統的示意圖。

圖2A繪示出圖1中光束被相位調變器調變後所包括的偏振光的偏振方向與光訊號頻譜的示意圖。

圖2B繪示出圖1中光束被相位調變器調變後所包括的偏振光的偏振方向與光訊號頻譜的一種變化的示意圖。

圖2C繪示出圖1實施例中的相位調變器的示意圖。

圖3A繪示出圖1實施例中的光學通訊系統濾光單元所濾出的有線訊號的眼圖(eye diagram)。

圖3B繪示出圖1實施例中的光學通訊系統濾光單元所濾出的無線訊號的眼圖(eye diagram)。

圖3C繪示出圖1實施例中的光學通訊系統的一種詳細實施範例。

圖4A繪示出本創作之第二實施例中的光學通訊系統的示意圖。

圖4B繪示出本創作之第二實施例中的光學通訊系統的一種變化的示意圖。

圖5繪示出本創作之第三實施例中的光學通訊系統的示意圖。

圖6A繪示出本創作之第四實施例中的光學通訊系統的示意圖。

圖6B繪示出本創作之第四實施例中的光學通訊系統的一種變化的示意圖。

第一實施例：圖1是本創作之一實施例中的光學通訊系統的示意圖。請參照圖1，在本實施例中，本創作的光學通訊系統100可包括一光源110、一相位調變器120、一偏振分光單元130、一第一光強度調變模組140以及一光耦合單元150。光源110可用以提供一光束B。在本實施例中，光源110所提供的光束B可以為單波長的連續波(continuous wave，CW)，然本創作不以此為限，在其他實施例中，光束B亦可實施為多種波長頻率，本創作不以此為限。

圖2A繪示出圖1中光束被相位調變器調變後所包括的偏振光的偏振方向與光訊號頻譜的示意圖，圖2B繪示出圖1中光束被相位調變器調變後所包括的偏振光的偏振方向與光訊號頻譜的一種變化的示意圖。請先參照圖1與圖2A，在本實施例中，相位調變器120可根據一輸入電訊號IS調變光束B。其中，光束B在通過極化調變器後可產生載波訊號W1(如圖2A中頻率為Wc的訊號)與雙邊帶光訊號W2(如圖2A中頻率為Wc±kWm的訊號，其中k可為正整數)。更詳細而言，在本實施例中，第一偏振光P1可包括載波訊號W1，而第二偏振光P2可包括雙邊帶光訊號W2。

此外，如圖2B所繪示，在其他實施例中，第一偏振光P1亦可包括載波訊號W1以及偶數階邊帶訊號，而第二偏振光P2可僅包括奇數階邊帶訊號，而亦可達到相似之效果，本創作不以 此為限。

接著，偏振分光單元130可再將來自相位調變器120且經調變後的光束B分離成一第一偏振光P1與一第二偏振光P2。其中，第一偏振光P1可包括載波訊號W1，而第二偏振光P2可包括雙邊帶光訊號W2以及承載於雙邊帶光訊號W2上的光訊號(將於後續詳述之)。並且，第一偏振光P1與第二偏振光P2具有不同的光訊號頻譜。第一光強度調變模組140根據一第一調變電訊號MS1調變第一偏振光P1，第一偏振光P1被第一光強度調變模組140調變後攜帶對應於第一調變電訊號MS1的一第一光訊號LS1。光耦合單元150將來自第一光強度調變模組140的第一偏振光P1與來自偏振分光單元130的第二偏振光P2合併。

換言之，第一偏振光P1在經過調變後，可包括載波訊號W1以及承載於載波訊號W1上的第一光訊號LS1；而第二偏振光P2已先經過極化調變器120的調變，而可包括雙邊帶光訊號W2以及承載於雙邊帶光訊號W2上的第二光訊號LS2。由於載波訊號W1與雙邊帶光訊號W2的頻率以及偏振方向不同，因此可被偏振分光單元130分光，並且經過加載訊號調變後的第一偏振光P1與第二偏振光P2再被光耦合單元150合併後亦可在傳輸過程中維持訊號品質並可避免產生錯誤。此外，合併過後的第一偏振光P1與第二偏振光P2可使用單一光纖傳輸，能夠縮小傳輸線路的體積，並亦能增加傳輸資訊的數量。

詳細而言，如圖2A中所示，在本實施例中，光源110所提供的光束B的原始頻率為Wc，輸入電訊號IS所欲調變的基頻頻率為Wm，則載波訊號W1則可包括頻率為Wc的光頻譜訊號(0階)。另一方面，雙邊帶光訊號W2則可包括頻率為Wc-Wm的光頻譜訊號(-1階)、頻率為Wc+Wm的光頻譜訊號(+1階)、頻率為Wc-2Wm的光頻譜訊號(-2階)以及頻率為Wc+2Wm的光頻譜訊號(+2階)、頻率為Wc-3Wm的光頻譜訊號(-3階)以及頻率為Wc+3Wm的光頻譜訊號(-3階)。然而，圖2A中的0階、±1階、±2階、±3階僅用於例示說明本實施例，在其他實施例中可依照實際需求而使用具有更多或更少階頻譜訊號的載波，並且訊號可選擇性地加載於任一階頻率上，本創作不以此為限。

更詳細而言，圖2C繪示出圖1實施例中的相位調變器的示意圖，請參照圖2C，在本實施例中，相位調變器120例如可為圖2C中所繪示的極化調變器(polarization modulator，PolM)，進一步而言，相位調變器120可為一極化調變器(在本實施例中例如是一基於砷化鎵(GaAs)晶體的40 Gbps的極化調變器，其驅動電壓為5Vpp，然本創作不以此為限)。舉例而言，在本實施例中，光束B(原始頻率為Wc)的傳遞方向為K且光束B的偏振方向為方向H，而方向H可分為沿著方向I上的光分量BI以及沿著方向J上的光分量BJ，在通過極化調變器時，由於極化調變器在方向I上施加了+V的電壓，且在方向J上施加了-V的電壓，因此可分別 調變光分量BI以及光分量BJ，例如，可藉由如圖2A中所述之頻率為Wm的調變訊號調變光分量BI以及光分量BJ。當光束B通過極化調變器後，光分量BI以及光分量BJ可被頻率Wm的調變訊號調變而可分為在方向I上具有0階頻率的載波訊號W1以及在方向J上具有雙邊帶頻率的雙邊帶光訊號W2，可用以分別承載不同的訊號並在後續合併透過單一光纖傳輸。然而，在其他實施例中，光分量BI以及光分量BJ亦可被頻率Wm的調變訊號調變而成為在方向I上包括0階頻率的載波訊號W1以及偶數階頻率的訊號，以及在方向J上包括奇數階頻率的訊號，而亦可具有相似之功效，本創作不以此為限。

換言之，第一偏振光P1包括對應輸入電訊號IS的一光載波(在本實施例中即載波訊號W1)，第二偏振光P2包括對應輸入電訊號IS的一雙邊帶光訊號W2。第一光強度調變模組140根據第一調變電訊號MS1調變光載波(即載波訊號W1)，且相位調變器120根據第二調變電訊號MS2調變雙邊帶光訊號W2。由於載波頻率與偏振方向上的不同，加載於其上的資料訊號即使在這些載波被光耦合單元150合併並透過光纖傳輸(將於後詳述之)時，經實驗證明可維持訊號的品質與較低錯誤率。

更詳細而言，請繼續參照圖1與圖2A，在本實施例中，光學通訊系統100更包括一混頻器MX，混頻器MX將一第二調變電訊號MS2以及一震盪訊號OS混合為輸入電訊號IS，震盪訊號 OS例如可由本地振盪器(local oscillator，LO)所產生，可用以調變第一偏振光P1以及第二偏振光P2的光頻譜訊號，舉例而言，在本實施例中，震盪訊號OS可為一頻率為Wm正弦波(sinusoidal wave)的訊號，然本創作不以此為限，震盪訊號OS可藉由上述之調變方式產生0階、±1階、±2階、±3階等各光頻譜訊號。其中，相位調變器120根據震盪訊號OS調變光束B以產生第一偏振光P1以及第二偏振光P2，且第二調變電訊號MS2調變第二偏振光P2，並且第二偏振光P2被調變後攜帶對應於第二調變電訊號MS2的一第二光訊號LS2。換言之，在本實施例中，第一偏振光P1的第一光訊號LS1是由第一光強度調變模組140所載入，而第二偏振光P2的第二光訊號LS2是由混頻器MX所輸入的第二調變電訊號MS2透過相位調變器120所載入。

此外，光學通訊系統100可更包括一濾光單元FU。濾光單元FU透過一傳輸光纖CF耦接至光耦合單元150，在本實施例中，濾光單元FU例如為一光纖布拉格光柵(fiber Bragg grating，FBG)、一光帶通濾波器(optical band pass filter，OBPF)或其組合，或是其他適於濾光的元件。濾光單元FU由光耦合單元150所耦合輸出的第一偏振光P1與第二偏振光P2分別濾出第一光訊號LS1與第二光訊號LS2，藉此可由第一光訊號LS1與第二光訊號LS2分別取得第一調變電訊號MS1以及第二調變電訊號MS2的資訊。

舉例而言，在本實施例中，第一調變電訊號MS1例如可 為有線基頻訊號，而第二調變電訊號MS2例如可為無線射頻訊號，然而本創作不以此為限。藉此，傳輸光纖CF例如為一條標準單模光纖(standard single mode fiber，SSMF)，在遠端接取節點(remote access node，RAN)透過濾光單元FU濾出對應第一調變電訊號MS1以及第二調變電訊號MS2的第一光訊號LS1以及第二光訊號LS2，再分別發送至使用端。換言之，利用同一條標準單模光纖即可傳輸有線訊號以及無線訊號以供使用者使用，不僅能提供良好的訊雜比，亦可同時傳輸大量的資訊。

此外，圖3A繪示出圖1實施例中的光學通訊系統濾光單元所濾出的有線訊號的眼圖(eye diagram)，圖3B繪示出圖1實施例中的光學通訊系統濾光單元所濾出的無線訊號的眼圖，請參照圖1至圖3B，在本實施例中，第一光訊號LS1(對應至基頻訊號，例如為有線基頻訊號)以及第二光訊號LS2(對應至射頻訊號，例如為無線射頻訊號)在被濾光單元FU所濾出而得到第一調變電訊號MS1的倍頻(例如為14 GHz)以及第二調變電訊號MS2的倍頻(例如為14 GHz)後，第一調變電訊號MS1可被再次降頻為625 Mbps的訊號以供有線訊號使用，而第二調變電訊號MS2則可以倍頻狀態(14 GHz)供以無線訊號使用。由圖3A以及圖3B的眼圖可發現本實施例中的光學傳輸系統無論是在有線訊號或無線訊號都相當清晰，其位元錯誤率小於10的-9次方，亦即可達到幾乎無錯誤(error free)的良好訊號品質。

此外，圖3C繪示出圖1實施例中的光學通訊系統的一種詳細實施範例，請參照圖1至圖3，在本實施例中，光源110例如為一可調式雷射(出光中心波長1549.8nm)。震盪訊號OS例如可為7-GHz的訊號，而第一調變電訊號MS1以及第二調變電訊號MS2例如可為625-Mbps的訊號，並且第二調變電訊號MS2可經由混頻器MX升頻至7GHz以與震盪訊號OS混合來達到副載波調變(sub carrier modulation，SCM)，並可提供±2階的14GHz頻率(例如透過圖3C中的混頻器MX2再次升頻)以提供無線射頻訊號。此外，在遠距離傳輸時(在本實施例中，傳輸光纖CF的長度例如為20km)，傳輸光纖CF亦可包括掺鉺光纖放大器(erbium doped fiber amplifier，EDFA)，以維持光訊號強度。

請繼續參照圖3C，這些合併後的光訊號在通過傳輸光纖CF後可被濾光單元FU(例如為圖3C中的光學帶通濾波器(optical band pass filter，OBPF)過濾出第一光訊號LS1以及第二光訊號LS2，再透過光循環器CR(circulator)以及布拉格光纖光柵FBG(fiber Bragg grating，FBG)分配至接收端R1以及接收端R2。其中，接收端R1例如是接收基頻的有線訊號，而接收端R2例如是接收倍頻的無線射頻訊號，然而本創作不以此為限。其中，位於接收端R2的頻譜分析儀(Spectrum Analyzer，SA)可測量並分析以產生如圖3A以及圖3B的眼圖，藉此可監控目前訊號的品質是否符合實用上的標準。並且，配置於接收端R1以及接收端R2的 低通濾波器(low pass filter，LPF)可濾除部份高頻雜訊，使得訊號品質更進一步地提升。此外，本實施例中的各裝置可經由光纖F彼此連接，然而本創作不以此為限。

相較於以往的光學通訊技術，在使用馬赫任德調變器時(Mach-Zehnder modulator，MZM)，其需將直流偏壓點控制在特性曲線的線性區的中央以產生載波抑制，然而，如此一來，除了需要額外提供電壓之外，亦可能受到直流偏壓漂移的影響而造成系統不穩定。若不使用相位調變器產生光載波抑制時，一般則需使用增益較大的射頻放大器放大欲傳送的訊號，如此則會受限於其最大輸出功率限制。而本實施例中的光學通訊系統100可在不必使用價格較為高昂的高頻訊號產生器的情況下，即可達到倍頻微波訊號及同時傳送兩種經各別調變的訊號的功效。並且，可不受限於光濾波器的頻寬與使用波段，各階(0、±1、±2、±3……)的載波可同時被利用，經實驗測試可具有良好的傳輸效能與通訊品質。

第二實施例：圖4A繪示出本創作之第二實施例中的光學通訊系統的示意圖，請參照圖1以及圖4，第一實施例的光學通訊系統100相似，然而不同之處在於，在本實施例中，光源110例如可包括多個子光源110’，光束B可包括多個不同頻率的子光束SB，其中各子光源110’可分別提供各子光束SB(如圖4A中波長為λ₁ 、λ₂ ……至λ_n 的子光束SB)。第一光強度調變模組140可包括多個並聯的第一光強度調變單元140’，並且第一調變電訊 號MS1包括多個第一子調變電訊號MS1’，各第一光強度調變單元140’分別依據所對應的各第一子調變電訊號MS1’調變所對應的各子光束SB。在本實施例中，第一光強度調變單元140’、第一子調變電訊號MS1’以及第一光強度調變單元140’的數量可各為n個，且n為正整數。藉此，光學通訊裝置200可利用不同頻率的多個子光束SB承載更多訊號並同時傳輸，並且亦能夠與第一實施例中的光學通訊系統100具有相似之功效，在此不再綴述。

更詳細而言，各子光束SB包括一第一子偏振光SP1與一第二子偏振光SP2，並且各第一子偏振光SP1包括對應輸入電訊號IS的一光載波(如第一實施例中的載波訊號W1)，各第二子偏振光SP2包括對應輸入電訊號IS的一雙邊帶光訊號(如第一實施例中的雙邊帶光訊號W2)，其中這些第一光強度調變單元140’分別根據這些第一子調變電訊號MS1’調變這些光載波(如第一實施例中的載波訊號W1)，各第一子偏振光SP1在經過調變後攜帶對應第一子調變電訊號MS1’的一第一子光訊號LS1’。換言之，第一子調變電訊號MS1’可分別對所對應的第一子偏振光SP1調變而產生多個載於不同頻率上的第一子光訊號LS1’。因此，光學通訊系統200可同時傳送更多組訊號，而能夠具有更多應用。

此外，在本實施例中，光束B中的這些子光束SB在通過一第一光學分波多工器MUX1後被合併並傳遞至相位調變器 120，並且這些子光束SB在通過偏振分光單元130後透過一光學解分波多工器DMUX分別傳遞至所對應的這些第一光強度調變單元140’，並且這些子光束SB在通過這些第一光強度調變單元140’後透過一第二光學分波多工器MUX2傳遞至光耦合單元150。藉此，訊號可藉由第一光學分波多工器MUX1、光學解分波多工器DMUX以及第二光學分波多工器MUX2將各子光束SB分離並處理合併，以產生良好品質的訊號。在本實施例中，第一光學分波多工器MUX1、光學解分波多工器DMUX以及第二光學分波多工器MUX2的數量僅用於例示說明本實施例，本創作不以此為限。

進一步而言，在本實施例中，光學通訊系統200可更包括一濾光單元FU以及至少一個訊號解多工器SX。濾光單元FU透過一傳輸光纖耦CF接至光耦合單元150，濾光單元FU將由光耦合單元150所耦合輸出的這些第一子偏振光SP1與這些第二子偏振光SP2分別濾出這些第一子光訊號LS1’與這些第二子光訊號LS2’。這些第一子光訊號LS1’與這些第二子光訊號LS2’在通過濾光單元FU後傳遞至訊號解多工器SX，訊號解多工器SX接收並分離這些第一子光訊號LS1’。舉例而言，在本實施例中，接收第一子光訊號LS1’的訊號端例如有n個(對應n個第一子光訊號LS1’)，而接收第二子光訊號LS2’的訊號端可依照需求而為任意個(本實施例中例如亦為n個)，因此可搭配兩個訊號解多工 器SX以分別處理第一子光訊號LS1’以及第二子光訊號LS2’。在本實施例中，由於所有的第二子光訊號LS2’皆對應混頻器MX所輸入的第二調變電訊號MS2(即相同來源)，因此在應用上若有n個第二子光訊號LS2’的接收端時，可利用訊號解多工器SX將第二子光訊號LS2’複製為多個相同的訊號以供各訊號端接收。然而，在其他實施例中，亦可僅具有一個用以處理第一子光訊號LS1’的訊號解多工器SX，而僅有一個接收端接收單一個第二子光訊號LS2’，本創作不以此為限。

圖4B繪示出本創作之第二實施例中的光學通訊系統的一種變化的示意圖，請參照圖4A以及圖4B，與圖4A實施例中的光學通訊系統200相似，然而其不同之處在於，在本實施例中，光學通訊系統200’的訊號解多工器SX以及濾光單元FU的配置順序與光學通訊系統200不同。詳細而言，光學通訊系統200’可包括一訊號解多工器SX以及至少二濾光單元FU。這些第一子光訊號LS1’以及第二光訊號LS2’在通過訊號解多工器SX後傳遞至濾光單元FU，訊號解多工器SX分離這些第一子光訊號LS1’以及這些第二子光訊號LS2’。濾光單元FU透過光纖F耦接至訊號解多工器SX，濾光單元FU將由訊號解多工器SX所分離的這些第一子偏振光SP1與這些第二子偏振光SP2分別濾出這些第一子光訊號LS1’與這些第二子光訊號LS2’。藉此，光學通訊系統200’可與光學通訊系統200具有相似之功效，其中，相關的詳細 敘述與說明可參照圖1至圖4A實施例中所述，在此不再贅述。

第三實施例：圖5繪示出本創作之第三實施例中的光學通訊系統的示意圖，請參照圖1以及圖5，與圖1實施例中的光學通訊系統100相似，然而不同之處在於，在本實施例中，光學通訊系統300更包括一第二光強度調變模組142。第二偏振光P2在通過偏振分光單元130後傳遞至第二光強度調變模組142，第二光強度調變模組142根據一第二調變電訊號MS2調變第二偏振光P2，第二偏振光P2被第二光強度調變模組142攜帶後形成對應於第二調變電訊號MS2的一第二光訊號LS2。換言之，在光學通訊系統100中，第二調變電訊號MS2是由混頻器MX載入輸入電訊號IS以調變第二偏振光P2，而在光學通訊系統300中，第二調變電訊號MS2是由第二光強度調變模組142載入並調變第二偏振光P2，藉此可達到與光學通訊系統100相似之功效。

詳細而言，在本實施例中，第一偏振光P1包括對應輸入電訊號IS的一光載波(如圖1實施例中的載波訊號W1)，第二偏振光P2包括對應輸入電訊號IS的一雙邊帶光訊號(如圖1實施例中的雙邊帶光訊號W2)，第一光強度調變模組140根據第一調變電訊號MS1調變光載波(如圖1實施例中的載波訊號W1)，且第二光強度調變模組142根據第二調變電訊號MS2調變雙邊帶光訊號(如圖1實施例中的雙邊帶光訊號W2。其中，相關的詳細敘述與說明可參照圖1實施例中所述，在此不再贅述。

第四實施例：圖6A繪示出本創作之第四實施例中的光學通訊系統的示意圖，請參照圖1、圖4A以及圖6A，與圖4A實施例中的光學通訊系統相似，然而不同之處在於，在本實施例中，第二光強度調變模組142可包括多個並聯的第二光強度調變單元142’，可如第二實施例中的多個第一光強度調變單元140’能夠平行調變多個不同頻率的載波以處理更多的資料量。詳細而言，在本實施例中，光束B可包括多個不同頻率的子光束SB，第一光強度調變模組140包括多個並聯的第一光強度調變單元140’，且第一調變電訊號MS1包括多個第一子調變電訊號MS1’，第二光強度調變模組142包括多個並聯的第二光強度調變單元142’，且第二調變電訊號MS2包括多個第二子調變電訊號MS2’，其中各第一光強度調變單元140’分別依據所對應的各第一子調變電訊號MS1’調變各子光束SB，並且各第二光強度調變單元142’分別依據所對應的各第二子調變電訊號MS2’調變各子光束SB。因此，在本實施例中，光學通訊系統300不僅可將各第一子調變電訊號MS1’平行加載於所對應的各子光束SB上，同時亦可將各第二子調變電訊號MS2’平行加載於所對應的各子光束SB上，各第一子調變電訊號MS1’的數量以及各第二子調變電訊號MS2’的數量在本實施例中各例示為n個，然而本創作不以此為限。各第一光強度調變單元140’的數量以及第二光強度調變單元142’的數量亦各例示為n個，然而本創作亦不以此為限。其中，n可為正 整數。

更詳細而言。在本實施例中，各子光束SB可包括一第一子偏振光SP1與一第二子偏振光SP2，並且各第一子偏振光SP1包括對應輸入電訊號IS的一光載波(如圖1實施例中的載波訊號W1)各第二偏振光SP2包括對應輸入電訊號IS的一雙邊帶光訊號(如圖1實施例中的雙邊帶光訊號W2)。其中，這些第一光強度調變單元140’分別根據這些第一子調變電訊號MS1調變這些光載波(如圖1實施例中的載波訊號W1)，並且這些第二光強度調變單元142’分別根據這些第二子調變電訊號MS2’調變這些雙邊帶光訊號(如圖1實施例中的雙邊帶光訊號W2)，各第一子偏振光SP1在經過調變後攜帶對應各第一子調變電訊號MS1’的一第一子光訊號LS1’，且各第二子偏振光SP2在經過調變後攜帶對應各第二子調變電訊號MS2’的一第二子光訊號LS2’。其中，相關的詳細敘述與說明可參照第一實施例以及第二實施例中所述，在此不再贅述。

此外，在本實施例中，光束B中的多個子光束SB在通過一第一光學分波多工器MUX1後被合併並傳遞至相位調變器120，並且這些子光束SB在通過偏振分光單元130後透過一光學解分波多工器DMUX分別傳遞至所對應的這些第一光強度調變單元140’與這些第二光強度調變單元142’，並且這些子光束SB在通過這些第一光強度調變單元140’與這些第二光強度調變單 元142’後透過一第二光學分波多工器MUX2與光耦合單元150耦合。其中，相關的詳細敘述與說明可參照第一實施例、第二實施例及其變化中所述，在此不再贅述。

進一步而言，在本實施例中，光學通訊系統300可更包括一濾光單元FU以及至少二個訊號解多工器SX。濾光單元FU透過一傳輸光纖CF耦接至光耦合單元150，濾光單元FU由光耦合單元150所耦合輸出的這些第一子偏振光SP1與這些第二子偏振光SP2分別濾出這些第一子光訊號LS1’與這些第二子光訊號LS2’。這些第一子光訊號LS1’與這些第二子光訊號LS2’在通過濾光單元FU後傳遞至訊號解多工器SX，這些訊號解多工器SX之一接收並分離這些第一子光訊號LS1’，這些訊號解多工器SX之另一接收並分離這些第二子光訊號LS2’。換言之，如第二實施例中所述，然而不同之處在於，在第二實施例中，由於，混頻器MX所輸入的第二調變電訊號MS2為單一個訊號來源，因此多個第二子光訊號LS2’可為多個相同的訊號。而在本實施例中，由於第二子光訊號LS2’的訊號來源可為多個，換言之，多個第二子調變電訊號MS2’可為多個不同的訊號以加載於多個不同頻率的第二子偏振光SP2上，能平行傳遞更多資訊。

圖6B繪示出本創作之第四實施例中的光學通訊系統的一種變化的示意圖，請參照圖6A以及圖6B，與圖6A實施例中相似，然而不同之處在於，在本實施例中，光學通訊系統300’的訊 號解多工器SX以及濾光單元FU的配置順序與光學通訊系統300不同。詳細而言，光學通訊系統200’可更包括一訊號解多工器SX以及至少二濾光單元FU。訊號解多工器SX透過一傳輸光纖CF耦接至光耦合單元150，訊號解多工器SX分離這些第一子光訊號SP1以及這些第二子光訊號SP2。這些第一子光訊號LS1’以及這些第二子光訊號LS2’在通過訊號解多工器SX後傳遞至濾光單元FU，濾光單元FU將由訊號解多工器SX所分離的這些第一子偏振光SP1與這些第二子偏振光SP2分別濾出這些第一子光訊號SP1與這些第二子光訊號SP2，並可由各接收端接收，藉此，光學通訊系統300’可與光學通訊系統200’以及光學通訊系統300具有相似之功效。其中，詳細的敘述可參照第二實施例及其變化中所述，在此不再贅述。

綜上所述，本創作的實施例中的光學通訊系統利用偏振分光單元將經調變後的光束分為具有不同光訊號頻譜的第一偏振光與一第二偏振光，並利用第一光強度調變模組調變第一偏振光使其攜帶對應於第一調變電訊號的第一光訊號。此外，調變第二偏振光以使第二偏振光攜帶第二光訊號的第二調變電訊號可由混頻器輸入或是由第二光強度調變模組輸入，藉此，可在不必使用價格較為高昂的高頻訊號產生器的情況下，即可達到倍頻微波訊號及同時傳送兩種經各別調變的訊號，且經實驗測式具有良好的傳輸效能與通訊品質。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光學通訊系統

110‧‧‧光源

120‧‧‧相位調變器

130‧‧‧偏振分光單元

140‧‧‧第一光強度調變模組

150‧‧‧光耦合單元

B‧‧‧光束

CF‧‧‧傳輸光纖

F‧‧‧光纖

FU‧‧‧濾光單元

IS‧‧‧輸入電訊號

LS1‧‧‧第一光訊號

LS2‧‧‧第二光訊號

MS1‧‧‧第一調變電訊號

MS2‧‧‧第二調變電訊號

MX‧‧‧混頻器

OS‧‧‧震盪訊號

P1‧‧‧第一偏振光

P2‧‧‧第二偏振光

R1、R2‧‧‧接收端

W1‧‧‧載波訊號

W2‧‧‧雙邊帶光訊號

Claims (21)

1. 一種光學通訊系統，包括：一光源，用以提供一光束；一相位調變器，根據一輸入電訊號調變該光束；一偏振分光單元，將來自該相位調變器且經調變後的該光束分離成一第一偏振光與一第二偏振光，其中該第一偏振光與該第二偏振光具有不同的光訊號頻譜；一第一調變模組，根據一第一調變電訊號調變該第一偏振光，該第一偏振光被該第一調變模組調變後攜帶對應於該第一調變電訊號的一第一光訊號；以及一光耦合單元，將來自該第一調變模組的該第一偏振光與來自該偏振分光單元的該第二偏振光合併。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學通訊系統，其中該第一調變模組為一第一光強度調變模組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學通訊系統，其中該相位調變器為一極化調變器。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學通訊系統，其中該第一偏振光包含載波訊號與偶數階邊帶訊號，且該第二偏振光包含奇數階邊帶訊號。
5. 如申請專利範圍第2項所述之光學通訊系統，更包括一混頻器，該混頻器將一震盪訊號及一第二調變電訊號混合成該輸入電訊號，其中該震盪訊號調變該光束以產生該第一偏振光以及該 第二偏振光，且該第二調變電訊號調變該第二偏振光，並且該第二偏振光被調變後攜帶對應於該第二調變電訊號的一第二光訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學通訊系統，其中該第一偏振光包括對應該輸入電訊號的一光載波，該第二偏振光包括對應該輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，該第一光強度調變模組根據該第一調變電訊號調變該光載波，且該相位調變器根據該第二調變電訊號調變該雙邊帶光訊號。
7. 如申請專利範圍第5項所述之光學通訊系統，更包括：一濾光單元，透過一傳輸光纖耦接至該光耦合單元，該濾光單元由該光耦合單元所耦合輸出的該第一偏振光與該第二偏振光分別濾出該第一光訊號與該第二光訊號。
8. 如申請專利範圍第5項所述之光學通訊系統，其中該光束包括多個不同頻率的子光束，該第一光強度調變模組包括多個並聯的第一光強度調變單元，並且該第一調變電訊號包括多個第一子調變電訊號，各該第一光強度調變單元分別依據所對應的各該第一子調變電訊號調變所對應的各該子光束。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學通訊系統，其中各該子光束包括一第一子偏振光與一第二子偏振光，並且各該第一子偏振光包括對應該輸入電訊號的一光載波，各第二子偏振光包括對應該輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，其中該些第一光強度調變單 元分別根據該些第一子調變電訊號調變該些光載波，各該第一子偏振光在經過調變後攜帶對應該第一子調變電訊號的一第一子光訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光學通訊系統，其中該光束中的該些子光束在通過一第一光學分波多工器後被合併並傳遞至該相位調變器，並且該些子光束在通過該偏振分光單元後透過一光學解分波多工器分別傳遞至所對應的該些第一光強度調變單元，並且該些子光束在通過該些第一光強度調變單元後透過一第二光學分波多工器傳遞至該光耦合單元。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光學通訊系統，更包括：一濾光單元，透過一傳輸光纖耦接至該光耦合單元，該濾光單元將由該光耦合單元所耦合輸出的該些第一子偏振光與該第二偏振光分別濾出該些第一子光訊號與該第二光訊號；以及至少一個訊號解多工器，該些第一子光訊號與該第二光訊號在通過該濾光單元後傳遞至該訊號解多工器，該訊號解多工器接收並分離該些第一子光訊號。
12. 如申請專利範圍第10項所述之光學通訊系統，更包括：一訊號解多工器，透過一傳輸光纖耦接至該光耦合單元，該訊號解多工器分離該些第一子光訊號以及該第二光訊號；以及至少二濾光單元，該些第一子光訊號以及該第二光訊號在通過該訊號解多工器後傳遞至該濾光單元，該濾光單元將由該訊號 解多工器所分離的該些第一子偏振光與該第二偏振光分別濾出該些第一子光訊號與該第二光訊號。
13. 如申請專利範圍第2項所述之光學通訊系統，更包括：一第二調變模組，該第二偏振光在通過該偏振分光單元後傳遞至該第二調變模組，該第二調變模組根據一第二調變電訊號調變該第二偏振光，該第二偏振光被該第二調變模組攜帶後形成對應於該第二調變電訊號的一第二光訊號。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學通訊系統，其中該第二調變模組為一第二光強度調變模組。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光學通訊系統，其中該第一偏振光包括對應該輸入電訊號的一光載波，該第二偏振光包括對應該輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，該第一光強度調變模組根據該第一調變電訊號調變該光載波，且該第二光強度調變模組根據該第二調變電訊號調變該雙邊帶光訊號。
16. 如申請專利範圍第14項所述之光學通訊系統，更包括：一濾光單元，透過一傳輸光纖耦接至該光耦合單元，該濾光單元由該光耦合單元所耦合輸出的該第一偏振光與該第二偏振光分別濾出該第一光訊號與該第二光訊號。
17. 如申請專利範圍第14項所述之光學通訊系統，其中該光束包括多個不同頻率的子光束，該第一光強度調變模組包括多個並聯的第一光強度調變單元，且該第一調變電訊號包括多個第一 子調變電訊號，該第二光強度調變模組包括多個並聯的第二光強度調變單元，且該第二調變電訊號包括多個第二子調變電訊號，其中各該第一光強度調變單元分別依據所對應的各該第一子調變電訊號調變各該子光束，並且各該第二光強度調變單元分別依據所對應的各該第二子調變電訊號調變各該子光束。
18. 如申請專利範圍第17項所述之光學通訊系統，其中各該子光束包括一第一子偏振光與一第二子偏振光，並且各該第一子偏振光包括對應該輸入電訊號的一光載波，各該第二偏振光包括對應該輸入電訊號的一雙邊帶光訊號，其中該些第一光強度調變模組分別根據該些第一子調變電訊號調變該些光載波，並且該些第二光強度調變模組分別根據該些第二子調變電訊號調變該些雙邊帶光訊號，各該第一子偏振光在經過調變後攜帶對應各該第一子調變電訊號的一第一子光訊號，且各該第二子偏振光在經過調變後攜帶對應各該第二子調變電訊號的一第二子光訊號。
19. 如申請專利範圍第18項所述之光學通訊系統，其中該光束中的多個子光束在通過一第一光學分波多工器後被合併並傳遞至該相位調變器，並且該些子光束在通過該偏振分光單元後透過一光學解分波多工器分別傳遞至所對應的該些第一光強度調變模組與該些第二光強度調變模組，並且該些子光束在通過該些第一光強度調變模組與該些第二光強度調變模組後透過一第二光學分波多工器與該光耦合單元耦合。
20. 如申請專利範圍第19項所述之光學通訊系統，更包括：一濾光單元，透過一傳輸光纖耦接至該光耦合單元，該濾光單元由該光耦合單元所耦合輸出的該些第一子偏振光與該些第二子偏振光分別濾出該些第一子光訊號與該些第二子光訊號；以及至少二個訊號解多工器，該些第一子光訊號與該些第二子光訊號在通過該濾光單元後傳遞至該訊號解多工器，該些訊號解多工器之一接收並分離該些第一子光訊號，該些訊號解多工器之另一接收並分離該些第二子光訊號。
21. 如申請專利範圍第19項所述之光學通訊系統，更包括：一訊號解多工器，透過一傳輸光纖耦接至該光耦合單元，該訊號解多工器分離該些第一子光訊號以及該些第二子光訊號；以及至少二濾光單元，該些第一子光訊號以及該些第二子光訊號在通過該訊號解多工器後傳遞至該濾光單元，該濾光單元將由該訊號解多工器所分離的該些第一子偏振光與該些第二子偏振光分別濾出該些第一子光訊號與該些第二子光訊號。