專利名稱：：光發(fā)送機(jī)系統(tǒng)和方法光發(fā)送機(jī)系統(tǒng)和方法本發(fā)明與采用光強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)和方法有關(guān)。在高比特率的情況下，標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖(SSMF)內(nèi)的色散限制了1550nm窗口內(nèi)的傳輸距離。業(yè)已提出了各種方法來克服這種限制，其中最為常用的是采用預(yù)線性調(diào)頻調(diào)制器，色散補(bǔ)償光纖，線性調(diào)頻Bragg柵，中跨度譜倒置，以及諸如色散支持傳輸和雙二進(jìn)制傳輸之類的專用信號(hào)格式。對(duì)于沒有或只有極小線性調(diào)頻的調(diào)制器，即a-O,這種情況下的雙二進(jìn)制傳輸已有一些研究，例如可參見Gu等人的"在100km的標(biāo)準(zhǔn)光纖上的10Gbit/s不轉(zhuǎn)發(fā)三電平光傳輸"("10Gbit/sunrepeateredthree—levelopticaltransmissionover100kmofstandardfiber"，Electron.Leff.Vol.29，No.25，1993，pp.2209-2211)和May等人的"在1538nm利用雙二進(jìn)制接收機(jī)擴(kuò)展的10Gbit/s光纖傳輸^巨離"("Extended10Gbit/sfibertransmissiondistanceat1538nmusingaduobinaryreceiver"，IEEE,Phot.Technol.Lett.,Vol.6，No.5，1994，PP648-650)。線性調(diào)頻參數(shù)a定義為Sep丄^其中cp為光信號(hào)相位，而P為光信號(hào)強(qiáng)度。雙二進(jìn)制信號(hào)是無直流分量的，它的傳輸頻譜比二進(jìn)制信號(hào)的頻譜窄。如果將雙二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制到一個(gè)載波上，調(diào)制后的信號(hào)將呈現(xiàn)為一個(gè)載波受抑制的雙邊帶信號(hào)。采用雙二進(jìn)制傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)是與普通的二進(jìn)制傳輸相比傳輸頻譜減窄了。在一個(gè)受色散限制的系統(tǒng)中，傳送長(zhǎng)度與傳輸頻譜的寬度的平方成反比。這意味著，如果傳輸頻譜降低一半，傳送長(zhǎng)度就增加為四倍。此外，由于在雙二進(jìn)制傳輸頻譜內(nèi)載波頻率受到抑制，因此可以放寬為了避免在光纖內(nèi)激勵(lì)起B(yǎng)rillouin散射而對(duì)輸出光功率所作的限制，光雙二進(jìn)制傳輸可以看作一種能用普通的二進(jìn)制接收機(jī)檢測(cè)的三電平信號(hào)傳送方式。在二進(jìn)制傳輸中的通常傳符(mark)是"O"和"l"，而在雙二進(jìn)制傳輸中的傳符是、《0"和"1"。在光傳輸?shù)那闆r下，雙二進(jìn)制傳符調(diào)制為、"0"和,其中P為光的峰值功率。這些傳符將在普通的光電平方律檢波器中變換為"P"、"0"和"P"。構(gòu)成光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的常用方式是采用一個(gè)雙電報(bào)Mach-Zehnder(DEMZ)調(diào)制器，例如可參見美國(guó)專利5，543，952或國(guó)際申請(qǐng)W095/29539。DEMZ調(diào)制器也已用于可調(diào)的線性調(diào)頻應(yīng)用，見A.H.Gnauck等人的"利用帶可調(diào)線性調(diào)頻的光調(diào)制器降低色散影響，，("Dispersionpenaltyreductionusinganopticalmodulatorwithadjustablechirp,IEEEPhot.Technol.Lett.,Vol.3，No.10，1991，PP916-918")，以及同時(shí)2:l多路復(fù)用和調(diào)制，見P.B.Hansen等人的"用作10Gbit/s同時(shí)多路復(fù)用和調(diào)制的光電邏輯門的雙向驅(qū)動(dòng)Ti:Linbo3Mach-Zehnder調(diào)制器"("Adua卜driveTi:LiNb03Mach-ZehnderModulatorusedasanoptoelectriclogicgatefor10Gbit/ssimultaneousmultiplexingandmodulation"，IEEEPhot.Technol.Lett.,Vol.4，No.6，1992，PP592-593)。下面結(jié)合如圖1所示原理圖說明以現(xiàn)有技術(shù)的DEMZ調(diào)制器為基礎(chǔ)的典型光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)。這種發(fā)送機(jī)的輸入信號(hào)是電二進(jìn)制信號(hào)SI和它的補(bǔ)S2=^。這兩個(gè)信號(hào)分別通過二進(jìn)制到雙二進(jìn)制編碼器1、3和AC放大器5、7?？傻玫降碾p二進(jìn)制(即三電平)信號(hào)S3、S4經(jīng)放大后加到調(diào)制器9的兩個(gè)電極上，用作驅(qū)動(dòng)信號(hào)。來自激光二極管11的連續(xù)光耦合入調(diào)制器9后在調(diào)制器左部的Y結(jié)9a分裂成兩個(gè)分量。光調(diào)制器的兩個(gè)支路9b、9c內(nèi)的光在調(diào)制器的中部受到正或負(fù)的相移，這相移由加到調(diào)制器的兩個(gè)電極上的電壓，即雙二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)S3和S4，所引起的線性電光效應(yīng)控制。上支路內(nèi)的相移由上電極控制，而下支路內(nèi)的相移由下電極控制。這兩個(gè)電極上都加有偏壓13，使得在沒有驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到這兩個(gè)電極上時(shí)兩個(gè)支路內(nèi)的相移相同。兩個(gè)支路內(nèi)的光在調(diào)制器右部的Y結(jié)9d相干合并。如果分量之間的相移為0°，所有的光都將注入輸出光波導(dǎo)。如果相移為180。，將沒有光注入輸出光波導(dǎo)。在這種情況下，光將輻射入調(diào)制器。雙二進(jìn)制傳輸?shù)木幋a過程非常簡(jiǎn)單。在圖2中示出了利用兩個(gè)觸發(fā)器15、17和一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)19將二進(jìn)制信號(hào)Sl變換成雙二進(jìn)制信號(hào)S3的二進(jìn)制到雙二進(jìn)制編碼器1。觸發(fā)器15、17的二進(jìn)制輸出信號(hào)S5、S6與輸入二進(jìn)制信號(hào)相同，但分別位移了一個(gè)比特和兩個(gè)比特。二進(jìn)制輸出信號(hào)S5、S6送至具有功能，S3=S5+S6-1的加法器21，從而產(chǎn)生雙二進(jìn)制信號(hào)S3。在圖3中例示了二進(jìn)制信號(hào)Sl的雙二進(jìn)制調(diào)制的輸出信號(hào)S3和編碼中間信號(hào)S5、S6。可見，在雙二進(jìn)制調(diào)制中決不會(huì)出現(xiàn)傳符與"1"之間的直接躍變。二進(jìn)制到雙二進(jìn)制編碼器3的結(jié)構(gòu)和功能都與之相同，只是輸入信號(hào)S2是二進(jìn)制信號(hào)Sl的補(bǔ)信號(hào)。光雙二進(jìn)制調(diào)制器的上、下支路內(nèi)對(duì)于各傳符所引起的相移如圖4a所示。邏輯"1"的傳符相應(yīng)于一個(gè)全振幅、0。相移的光脈沖，"0"傳符相應(yīng)于兩個(gè)分量相位相反相互抵消而沒有光脈沖，而"-1"傳符相應(yīng)于一個(gè)全振幅、180。相移的光脈沖。圖4b示出了光輸出信號(hào)軌跡(粗實(shí)線)和各雙二進(jìn)制傳符位置(點(diǎn))的極座標(biāo)圖(幅相圖)。光輸出信號(hào)的相位在傳符之間的行程中并不改變。因此，按上面所列公式有d(p/dt=0，從而可得a-O。上述雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的主要問題是色散仍然限制了傳輸距離，因此對(duì)于長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)來說可能還是一個(gè)問題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在抗色散性能上得到改善的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)。這個(gè)目的和其他目的是通過本發(fā)明所提出的一種引入藍(lán)移頻線性調(diào)頻(blue-shiftfrequencychirp)的獨(dú)創(chuàng)性光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)和方法來達(dá)到的。這種獨(dú)創(chuàng)性系統(tǒng)和方法包括一個(gè)輸入端、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、一個(gè)雙電極光調(diào)制器(Mach-Zehnder型)和一個(gè)輸出端。輸入端用來接收一個(gè)第一二進(jìn)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路與所述輸入端連接，用來將第一二進(jìn)制信號(hào)變換成第二和第三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)電路包括多路分路器和串聯(lián)連接的第一和第二觸發(fā)器之一。雙電極光調(diào)制器與驅(qū)動(dòng)電路連接成使得它的上、下電極可由所述第二和第三二進(jìn)制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)，按照這兩個(gè)二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制一個(gè)光栽波的振幅和相位，從而提供一個(gè)與所述第一二進(jìn)制信號(hào)和一個(gè)預(yù)定的負(fù)調(diào)制線性調(diào)頻參數(shù)相應(yīng)的光雙二進(jìn)制信號(hào)。最后，與光調(diào)制器連接的輸出端將調(diào)制可得的光雙二進(jìn)制信號(hào)饋送給光傳輸線。最好，驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)第一和一個(gè)笫二邏輯門，這兩個(gè)邏輯門的輸出端分別接至雙電極光調(diào)制器的相應(yīng)電極。邏輯門分別可以是"與"或"與非"門和"或"或"或非"門。這兩個(gè)邏輯門分別由兩個(gè)可以是由第一二進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的一個(gè)多路分路器或兩個(gè)觸發(fā)器的輸出的二進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)。多路分路器配置成將笫一二進(jìn)制信號(hào)，例如為ABCDEFGH，分路為兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)，例如分別為AACCEEGG+和tBBDDFFHH，其中*為不定信號(hào)傳符。兩個(gè)觸發(fā)器串聯(lián)連接，用來將第一二進(jìn)制信號(hào)，例如為ABCDEFGH，分路為兩個(gè)二進(jìn)制4言號(hào)，例如分別為*ABCDEFGH和"ABCDEFGH。此外，第二和第三二進(jìn)制信號(hào)可以光放大后再驅(qū)動(dòng)調(diào)制器的相應(yīng)電極。雙電極光調(diào)制器最好配置成對(duì)于一個(gè)給定的所加電壓使引入兩個(gè)分支的光栽波分量產(chǎn)生相同的位移。所提供的三種光雙二進(jìn)傳符為無光脈沖(或振幅很小的光脈沖)、高振幅的第一光脈沖和高振幅的第二光脈沖。第一和第二光脈沖在相位上是相互相反的。雙電極光調(diào)制器還可以配置成提供強(qiáng)度上升時(shí)相位具有負(fù)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)(即dcp/dt〈0)的已調(diào)光。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器的上、下電極分別由一個(gè)第一和一個(gè)第二準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)。最好，第一和第二準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)由非等距傳符構(gòu)成，例如分別為"1"、"0.25"、"0"和T、"0.75"、"0"，以便獲得預(yù)定的負(fù)線性調(diào)頻量，例如013<11!=-0.5。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以在某些程度上補(bǔ)償諸如采用標(biāo)準(zhǔn)單模光纖工作在1550nm的光纖系統(tǒng)之類的色散系統(tǒng)中的色散。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是與現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送機(jī)系統(tǒng)相比對(duì)于給定傳輸距離所要求的接收機(jī)靈敏度比較低。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在用AC放大器放大二進(jìn)制信號(hào)而不是雙二進(jìn)制信號(hào)時(shí)可以放寬對(duì)這些AC放大器的要求。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，只使用很少的編碼電子器件。從下面結(jié)合附圖5-11的詳細(xì)說明中讀者可以對(duì)本發(fā)明有更充分的了解，這些附圖只是示例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有所限制。在這些附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種將一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)變換成一個(gè)雙二進(jìn)制信號(hào)的編碼電路；圖3示出了按現(xiàn)有技術(shù)對(duì)一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行編碼所產(chǎn)生的輸出信號(hào)和編碼中間信號(hào)的一個(gè)例子；圖4a示出了對(duì)于各雙二進(jìn)制傳符圖1的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的上、下支路內(nèi)的相移情況；圖4b示出了圖1的雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的光輸出信號(hào)軌跡和各雙二進(jìn)制傳符位置的極座標(biāo)圖5示出了按本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例設(shè)計(jì)的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)；圖6示出了用圖5的獨(dú)創(chuàng)性光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)對(duì)一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行雙二進(jìn)制調(diào)制所產(chǎn)生的輸出信號(hào)和編碼中間信號(hào)的例子；圖7a示出了對(duì)于各雙二進(jìn)制傳符圖5的獨(dú)創(chuàng)性雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的上、下支路內(nèi)的相移情況；圖7b示出了圖5的獨(dú)創(chuàng)性雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的光輸出信號(hào)軌跡和各雙二進(jìn)制傳符位置的極座標(biāo)圖8示出了按本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例設(shè)計(jì)的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)；圖9示出了用圖8所示的獨(dú)創(chuàng)性光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)對(duì)一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行雙二進(jìn)制調(diào)制所產(chǎn)生的輸出信號(hào)和編碼中間信號(hào)的例子；圖IO示出了對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的三種不同調(diào)制方式和本發(fā)明的一種調(diào)制方式在不同傳送長(zhǎng)度情況下模擬得出的所要求的接收機(jī)靈敏度；圖lla示出了對(duì)于各雙二進(jìn)制傳符按本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例用準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的上、下支路內(nèi)的相移情況；以及圖lib示出了具有按圖lla的相移特性的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的光輸出信號(hào)軌跡和各雙二進(jìn)制傳符位置的極座標(biāo)圖。按本發(fā)明設(shè)計(jì)的雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)也是基于DEMZ調(diào)制器，但調(diào)制方式與現(xiàn)有技術(shù)中所描述的調(diào)制技術(shù)完全不同，下面結(jié)合圖5說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例。這種光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)包括一個(gè)輸入端51、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路53、一個(gè)雙電極光調(diào)制器(具體為一個(gè)DEMZ調(diào)制器)55和一個(gè)輸出端57。驅(qū)動(dòng)電路與輸入端連接，包括一個(gè)多路分路器59和兩個(gè)邏輯門61、63，這兩個(gè)邏輯門最好一個(gè)是"與"門而另一個(gè)是"或"門。多路分路器配置成將一個(gè)輸入的二進(jìn)制信號(hào)分路成兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)S7和S8,比特率均為輸入二進(jìn)制信號(hào)Sl的二分之一。在這種情況下，最重要的是這些信號(hào)相互異相地改變它們的傳符。例如，應(yīng)將進(jìn)入的信號(hào)序列ABCDEFGH多路分路成序列AACCEEGG,和,BBDDFFHH，其中*為一個(gè)不定信號(hào)傳符。如果在輸入端已經(jīng)可獲得分路的信號(hào)S7和S7，就不需要多路分路器。在這種情況下，可以配置一個(gè)例如包括四個(gè)觸發(fā)器和使用一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)的同步電路(圖5中未示出)，同步這兩個(gè)分路的信號(hào)，保證它們相互異相地改變它們的傳符。各有兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)S7和S8作為輸入的邏輯門產(chǎn)生兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)S8和S10，用來驅(qū)動(dòng)雙電極光調(diào)制器55的相應(yīng)電極。交流放大器65、67可以配置成分別放大二進(jìn)制信號(hào)S9和S10，以放大了的二進(jìn)制信號(hào)S9和S10驅(qū)動(dòng)調(diào)制器的電極。電極上加有偏壓69的光雙電極調(diào)制器55用來按照二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)例如是來自激光二極管71的連續(xù)光的光載波的振幅和相位進(jìn)行調(diào)制，從而提供一個(gè)與輸入二進(jìn)制信號(hào)S1相應(yīng)的、具有預(yù)定負(fù)調(diào)制的線性調(diào)頻參數(shù)，即a〈0，的光雙二進(jìn)制信號(hào)S3。輸出的雙二進(jìn)制信號(hào)S3含有與輸入的二進(jìn)制信號(hào)Sl相同的數(shù)據(jù)信息，但是具有較窄的傳輸頻譜。最后，輸出端57與光調(diào)制器連接，用來將經(jīng)調(diào)制的光雙二進(jìn)制信號(hào)S3饋送給光傳輸線(圖5中未示出)。在圖6中示出了按本發(fā)明對(duì)一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行雙二進(jìn)制調(diào)制所產(chǎn)生的輸出雙二進(jìn)制信號(hào)S3和調(diào)制中間信號(hào)S7、S8、S9和S10的一個(gè)例子。雙電極光調(diào)制器最好是這樣類型對(duì)于相應(yīng)信號(hào)的給定電壓偏移△V它使通過調(diào)制器的兩個(gè)支路的光載波受到相同的相移Acp，即A(p/AV應(yīng)相同。這為獲得高質(zhì)量調(diào)制的信號(hào)提供了最佳的可能途徑。在分別由二進(jìn)制信號(hào)S9和S10驅(qū)動(dòng)時(shí)，雙電極光調(diào)制器提供基本無光脈沖和兩個(gè)具有大振幅但相位相互相反的光脈沖這樣的三種光雙二進(jìn)制信號(hào)傳符"0"、"1"和。在圖7a中示出了對(duì)于各傳符在雙二進(jìn)制調(diào)制器的上、下支路內(nèi)引起的相移。"0"傳符相應(yīng)于由于兩個(gè)分量相位相反而相互抵消的基本上無光脈沖，邏輯"1"傳符相應(yīng)于一個(gè)全振幅0。相移的光脈沖，而"-1"傳符相應(yīng)于一個(gè)全振幅180。相移的光脈沖。假設(shè)在電極上的電壓升高時(shí)調(diào)制器的上支路內(nèi)的光受到負(fù)相移，而調(diào)制器的下支路內(nèi)的光受正相移。具體地說，由圖6和7a可見，二進(jìn)制信號(hào)S9和S10的傳符，因此也就是可引起的調(diào)制器上、下支路相移，從不同時(shí)改變。這是為提供本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例的這些所需特性必需的根本特征。圖7b示出了光輸出信號(hào)軌跡(粗實(shí)線)和各雙二進(jìn)制傳符位置(點(diǎn))的極座標(biāo)圖(幅相圖)。干涉儀的上臂利用極座標(biāo)圖的第一和第二象限調(diào)制在0°和180°之間，而下臂利用第三和第四象限調(diào)制在0°-180°之間。光輸出信號(hào)在它的如圖所示的"0"和"1"傳符之間的行程中相位在90°和0°之間改變。因此，在dp/dt〉0時(shí)，dcp/dt〈0，按照前面說明有關(guān)技術(shù)中所介紹的公式可得a〈0。在"0"和傳符之間，相位在-90°和-180°之間改變。同樣，在dp/dt>0時(shí)有d(p/dt<0,從而a〈0。這樣，光調(diào)制器就配置成提供這樣的已調(diào)光，它的相位cp在它的強(qiáng)度增大時(shí)具有負(fù)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，即d(p/dt，而在它的強(qiáng)度減小時(shí)具有正的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，即dcp/dt〉0'對(duì)于所有的軌跡來說，線性調(diào)頻參數(shù)a都小于零，這意味著發(fā)生藍(lán)移頻線性調(diào)頻。這種頻率的線性調(diào)頻在某些程度上補(bǔ)償了在諸如在SSMF上以1550nm工作的光纖系統(tǒng)之類的反常色散系統(tǒng)中的色散。線性調(diào)頻參數(shù)ot3dB在光峰值功率的一半處確定，在所說明的這個(gè)實(shí)施例中等于-l。這個(gè)值稍大于最佳值。所提出的這種獨(dú)創(chuàng)性調(diào)制方式可以用比傳統(tǒng)的雙二進(jìn)制傳輸鏈路增添極少的電子器件來實(shí)現(xiàn)。在發(fā)送機(jī)方，加法器可以用諸如一個(gè)"與，，門和一個(gè)"或"門那樣的兩個(gè)邏輯門來代替。在接收機(jī)方，不需要增添任何器件，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的雙二進(jìn)制接收機(jī)。這樣，本發(fā)明將雙二進(jìn)制的窄信號(hào)頻譜與線性調(diào)頻調(diào)制的色散補(bǔ)償特性這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。而且，AC放大器在這種情況下是用二進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。與傳統(tǒng)的雙二進(jìn)制調(diào)制方式相比，二進(jìn)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)將放寬對(duì)AC放大器的要求。圖8示出了本發(fā)明的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的第二優(yōu)選實(shí)施例。這種發(fā)送機(jī)與上述實(shí)施例的非常類似，只有驅(qū)動(dòng)電路73是不同的。驅(qū)動(dòng)電路73包括兩個(gè)串聯(lián)連接的D觸發(fā)器75、77和一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)79，來代替多路分路器。D觸發(fā)器75、77配置成將一個(gè)輸入的二進(jìn)制信號(hào)Sl變換成兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制輸出信號(hào)Sll和S13，各具有輸入二進(jìn)制信號(hào)Sl的滿比特率。在這種配置下，一個(gè)進(jìn)入6^信號(hào)序列ABCDEFGH相應(yīng)變換成兩個(gè)序列*ABCDEFGH和"ABCDEFGH，也就是等于輸入的二進(jìn)制脈沖但分別移位了一個(gè)比特和兩個(gè)比特的二進(jìn)制輸出信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施例中各以兩個(gè)二進(jìn)制輸出信號(hào)Sll和Sl2作為輸入的邏輯門61和63產(chǎn)生兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)S13和S14，用來驅(qū)動(dòng)雙電極光調(diào)制器55的兩個(gè)電極。信號(hào)S13和S14與信號(hào)S9和S10完全一致，倘若邏輯門相同的話。這樣，第一和第二優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)制器由同樣的信號(hào)驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生同樣的雙二進(jìn)制信號(hào)。這樣，在這個(gè)實(shí)施例中也得到所希望的已調(diào)信號(hào)藍(lán)移頻線性調(diào)頻，在圖9中示出了按照本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例對(duì)一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)Sl進(jìn)行雙二進(jìn)制調(diào)制所產(chǎn)生的輸出雙二進(jìn)制信號(hào)S3和編碼中間信號(hào)Sll、S12、S13和S14的一個(gè)例子?？膳c本發(fā)明兼容的其他可能的驅(qū)動(dòng)電路采用其他類型的邏輯門。例如，如果用LiNb03作為調(diào)制器的波導(dǎo)媒體，在適當(dāng)選擇電極和偏壓類型的情況下可采用表l內(nèi)所列的任何一種組合。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表1可以采用倒相或非倒相的驅(qū)動(dòng)級(jí)。取得二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的原理是相同的。調(diào)制器波導(dǎo)的其他可用材料有半導(dǎo)體材料，例如InP。利用這些材料較容易使調(diào)制器具有相同A(p/At的兩個(gè)支路。已經(jīng)對(duì)以下四種不同的調(diào)制方式在理論上作了比較研究1.無線性調(diào)頻的強(qiáng)度調(diào)制；2.帶線性調(diào)頻的強(qiáng)度調(diào)制；3.無線性調(diào)頻的雙二進(jìn)制調(diào)制；以及4.本發(fā)明的帶線性調(diào)頻的雙二進(jìn)制調(diào)制。第一種調(diào)制方式包括一個(gè)用兩個(gè)同步的二進(jìn)制信號(hào)在它的兩個(gè)電極上加以調(diào)制的DEMZ調(diào)制器。這種調(diào)制方式相應(yīng)于在圖4b的"1"傳符和"0"傳符之間躍變。峰-峰驅(qū)動(dòng)電壓為Vn/2，而所要求的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的低速率為Vn/2T,其中T為傳符間的時(shí)間，而Vn為使光移相180。的電壓。在第二調(diào)制方式中，DEMZ調(diào)制器用單個(gè)二進(jìn)制信號(hào)在它的上電極上加以調(diào)制。這種方式相應(yīng)于在圖7b的"1"傳符和"0"傳符之間躍變。峰-峰驅(qū)動(dòng)電壓為Vn，而所要求的驅(qū)動(dòng)信號(hào)慢速率為Vn/T。第三調(diào)制方式包括一個(gè)用兩個(gè)同步的三電平信號(hào)加到它的兩個(gè)電極上加以調(diào)制的DEMZ調(diào)制器。這種調(diào)制方式與在相關(guān)技術(shù)中所說明的相同。峰-峰驅(qū)動(dòng)電壓為Vn，而所要求的驅(qū)動(dòng)信號(hào)慢速率為Vn/2T。在這種情況下，決不會(huì)出現(xiàn)傳符"1"和之間的直接躍變。在第四調(diào)制方式中，DEMZ調(diào)制器用兩個(gè)相互不同相的二進(jìn)制信號(hào)在它的兩個(gè)電極上加以調(diào)制。這種調(diào)制方式與本發(fā)明中所提出的相同。峰-峰驅(qū)動(dòng)電壓為Vn，而所要求的驅(qū)動(dòng)信號(hào)慢速率為Vn/T。在這種調(diào)制方式中，沒有在傳符"1"和"-r，之間的直接躍變。已利用升余弦型驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為DEMZ調(diào)制器的輸入信號(hào)而用四階Bessel濾波器作為按照ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)規(guī)范最佳化的接收機(jī)濾波器對(duì)這四種調(diào)制方式的性能作了分析。比特率設(shè)置為10Gbit/s，而光纖的色散參數(shù)設(shè)置為D=17ps/nm/km，相應(yīng)于在SSMF工作在1550nm的STM-64(同步傳送模式)系統(tǒng)。光纖模型化成傳遞函數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>的相位旋轉(zhuǎn)濾波器，其中；i為波長(zhǎng)，D為色散參數(shù)，L為傳送長(zhǎng)度，coc為載波頻率，co為信號(hào)頻率，而C為光在真空中的速度。此外，利用氧化鉺摻雜的光纖放大器(EDFA)作為接收機(jī)方的前置放大器(增益G-29dB，噪聲系數(shù)F-4.5dB)。EDFA的輸出信號(hào)由Fabry-Perot濾》皮器(△;i=2.5nm)進(jìn)4亍濾波。在圖10中示出了以接收機(jī)靈敏度(分貝)與傳送距離(公里)表示的研究結(jié)果。實(shí)線相應(yīng)于無線性調(diào)頻的強(qiáng)度調(diào)制，虛線相應(yīng)于帶線性調(diào)頻的強(qiáng)度調(diào)制，點(diǎn)線相應(yīng)于無線性調(diào)頻的雙二進(jìn)制調(diào)制，而點(diǎn)劃線相應(yīng)于本發(fā)明的帶線性調(diào)頻的雙二進(jìn)制調(diào)制。對(duì)于這四種不同的調(diào)制方式都將比特差錯(cuò)率設(shè)為110'。由圖可見，第四種調(diào)制方式，即帶線性調(diào)頻的雙二進(jìn)制調(diào)制對(duì)于所考慮的所有傳送長(zhǎng)度(0至160km)都顯示出具有最好的性能。在本發(fā)明的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的第三優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)是準(zhǔn)三進(jìn)制的，而不是二進(jìn)制的。這樣就可以以較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路為代價(jià)來優(yōu)化線性調(diào)頻參數(shù)a則。例如，如果希望在3dB點(diǎn)的線性調(diào)頻參數(shù)為-0.5,在調(diào)制器的兩個(gè)支路內(nèi)受到的相移之比應(yīng)為1:3。這是這樣實(shí)現(xiàn)的將一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)變換成兩個(gè)準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)調(diào)制器上支路電極的具有三種傳符"1"、"0.25"和"0"，而驅(qū)動(dòng)調(diào)制器下支路電極的具有三種傳符"1"、"0.75"和"0"。在圖lla中示出了對(duì)于各傳符在雙二進(jìn)制調(diào)制器的上、下支路內(nèi)引起的相移。"0"傳符相應(yīng)于由于兩個(gè)分量相位相反而相互抵消的基本上完全無光脈沖，邏輯"1"傳符相應(yīng)于一個(gè)全振幅0。相移的光脈沖，而傳符相應(yīng)于全振幅180。相移的光脈沖。假設(shè)在電極電壓變高時(shí)，調(diào)制器上支路內(nèi)的光受到負(fù)相移，而下支路內(nèi)的光受到正相移。由圖lla可見，在這個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)的傳符，因而也就是在調(diào)制器的上、下支路內(nèi)引起的光的相移，是同時(shí)改變的。圖llb示出了光輸出信號(hào)軌跡(粗實(shí)線)和各雙二進(jìn)制傳符位置(點(diǎn))的極座標(biāo)圖(幅相圖)。如在本專利申請(qǐng)中所說明的雙二進(jìn)制傳輸?shù)男聞?chuàng)系統(tǒng)和方法將雙二進(jìn)制傳輸提供的窄頻譜與線性調(diào)頻技術(shù)提供的色散補(bǔ)償結(jié)合在一起。理論研究表明，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所執(zhí)行的調(diào)制方式與較早的基于DEMZ調(diào)制器的已知調(diào)制技術(shù)相比在抗色散上呈現(xiàn)全面較好的性能。按照首先說明的本發(fā)明實(shí)施例，DEMZ電極的驅(qū)動(dòng)器用二進(jìn)制信號(hào)代替三電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)，這將放寬驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要求。按照最后說明的本發(fā)明實(shí)施例，DEMZ電報(bào)的驅(qū)動(dòng)器用準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)代替通常的雙二進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，從而可使線性調(diào)頻參數(shù)得到優(yōu)化。雖然以上對(duì)本發(fā)明作了說明，但顯然可以以多種方式加以改變。這樣的改變并不偏離本發(fā)明的范圍。所有的這些修改對(duì)于熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員來說都是顯而易見的，因此都應(yīng)列入所附權(quán)利要求書給定的本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述發(fā)送機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)輸入端(51)，用來接收一個(gè)第一二進(jìn)制信號(hào)；一個(gè)與輸入端連接的驅(qū)動(dòng)電路(53)，用來將所述第一二進(jìn)制信號(hào)變換成第二和第三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而不同時(shí)改變它們的信號(hào)傳符，所述驅(qū)動(dòng)電路包括多路分路器(59)和串聯(lián)連接的第一和第二觸發(fā)器(75，77)之一；一個(gè)雙電極光調(diào)制器(55)，所述雙電極光調(diào)制器(55)與驅(qū)動(dòng)電路連接，以便上、下電極分別由所述第二和第三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述調(diào)制器進(jìn)一步被配置成按照二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制一個(gè)光載波的振幅和相位，從而提供一個(gè)與所述第一二進(jìn)制信號(hào)相應(yīng)的、具有預(yù)定負(fù)調(diào)制線性調(diào)頻參數(shù)的光雙二進(jìn)制信號(hào)，調(diào)制器上下電極分支的引入相移中的相應(yīng)變化不是同時(shí)的；以及一個(gè)與光調(diào)制器連接的輸出端(57)，用來將已調(diào)光雙二進(jìn)制信號(hào)饋送給光傳輸線。2.如權(quán)利要求1所述的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一和第二邏輯門(61,63)，它們分別輸出所述第二和笫三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述驅(qū)動(dòng)電路被配置成將所述第一二進(jìn)制信號(hào)(ABCDEFGH)分路成笫四和第五二進(jìn)制信號(hào)(AACCEEGG*,*BBDDFFHH)，所述第四和第五二進(jìn)制信號(hào)分別用來驅(qū)動(dòng)所述第一和笫二邏輯門。4.如權(quán)利要求2所述的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述驅(qū)動(dòng)電路被配置成將所述第一二進(jìn)制信號(hào)(ABCDEFGH)變換成第六和第七二進(jìn)制信號(hào)(*ABCDEFGH，"ABCDEFGH),所述第六和笫七二進(jìn)制信號(hào)分別用來驅(qū)動(dòng)所述笫一和第二邏輯門。5.如權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述第一邏輯門是一個(gè)AND門或MND門，而所述第二邏輯門相應(yīng)是一個(gè)OR門或NOR門。6.如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述第一和第二AC放大器(65,67)被配置成用來對(duì)所述第二和第三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)在驅(qū)動(dòng)所述調(diào)制器的電極前進(jìn)行放大。7.如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述雙電極光調(diào)制器是一個(gè)Mach-Zehnder型的光調(diào)制器。8.—種用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是所述方法包括下列步驟接收一個(gè)笫一二進(jìn)制信號(hào)；通過多路分路或者移位后復(fù)制將所述第一二進(jìn)制信號(hào)變換成第二和第三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而不同時(shí)改變它們的信號(hào)傳符；按照所述第二和第三二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制一個(gè)光載波的振幅和相位，從而提供一個(gè)與所述第一二進(jìn)制信號(hào)相應(yīng)的、具有預(yù)定負(fù)調(diào)制線性調(diào)頻參數(shù)的光雙二進(jìn)制信號(hào)，調(diào)制器上下電極分支的引入相移中的相應(yīng)變化不是同時(shí)的；；以及將已調(diào)光雙二進(jìn)制信號(hào)饋送給光傳輸線。9.如權(quán)利要求8所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是所述方法還包括將所述第一二進(jìn)制信號(hào)(*ABCDEFGH*)多路分路成第四和第五二進(jìn)制信號(hào)(AACCEEGG*,BBDDFFHH)的步驟和通過執(zhí)行邏輯操作將所述第四和第五二進(jìn)制信號(hào)變換成所述第二和第三二進(jìn)制信號(hào)的步驟。10.如權(quán)利要求9所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是所述執(zhí)行邏輯操作的步驟是對(duì)所述第四二進(jìn)制信號(hào)執(zhí)行AND或NAND操作和對(duì)所述第五二進(jìn)制信號(hào)執(zhí)行OR或NOR操作。11.如權(quán)利要求8所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是所述方法還包括將所述第一二進(jìn)制信號(hào)(*ABCDEFGH*)移位后拷貝成第六和第七二進(jìn)制信號(hào)(*ABCDEFGH，ABCDEFGH*)的步驟和通過執(zhí)行邏輯操作將所述第六和第七二進(jìn)制信號(hào)變換成所述第二和第三二進(jìn)制信號(hào)的步驟。12.如權(quán)利要求11所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是所述執(zhí)行邏輯操作的步驟是對(duì)所述第六二進(jìn)制信號(hào)執(zhí)行AND和NAND操作和對(duì)所述第七二進(jìn)制信號(hào)執(zhí)行OR或NOR操作。13.如權(quán)利要求8至12中任一權(quán)利要求所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是所述第二和第三二進(jìn)制信號(hào)分別經(jīng)放大后再進(jìn)行調(diào)制。14.如權(quán)利要求13所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是提供三種光雙二進(jìn)制信號(hào)傳符(0，1，-1)，分別表示基本上無光脈沖、一個(gè)具有大振幅的第一光脈沖和一個(gè)具有大振幅的第二光脈沖，所述第一和第二光脈沖的相位彼此相反。15.如權(quán)利要求14所述的用于光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)的方法，其特征是提供具有負(fù)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)的已調(diào)光，其中dcp/dt〈0，并且當(dāng)所述已調(diào)光的強(qiáng)度上升時(shí)，dP/dt>0。全文摘要本發(fā)明提出了一種采用光強(qiáng)度調(diào)制的光雙二進(jìn)制發(fā)送機(jī)系統(tǒng)和方法。這種系統(tǒng)包括一個(gè)輸入端(51)，用來接收一個(gè)第一二進(jìn)制信號(hào)；一個(gè)與輸入端連接的驅(qū)動(dòng)電路(53)，用來將第一二進(jìn)制信號(hào)變換成一個(gè)第二和一個(gè)第三二進(jìn)制信號(hào)；一個(gè)與驅(qū)動(dòng)電路連接的雙電極光調(diào)制器(55)，連接成它的上、下電極可分別由所述第二和第三二進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述調(diào)制器配置成按照二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制一個(gè)光載波的振幅和相位，從而提供一個(gè)與所述第一二進(jìn)制信號(hào)相應(yīng)的、具有預(yù)定負(fù)調(diào)制線性調(diào)頻參數(shù)的光雙二進(jìn)制信號(hào)；以及一個(gè)與光調(diào)制器連接的輸出端(57)，用來將已調(diào)光雙二進(jìn)制信號(hào)饋送給光傳輸線。所述調(diào)制器也可以配置成用準(zhǔn)三進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)。文檔編號(hào)H04B10/50GK101309116SQ20081008659公開日2008年11月19日申請(qǐng)日期1998年7月8日優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日發(fā)明者A·迪尤普舍巴卡申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司