專利名稱：用于經(jīng)由光學(xué)信道傳送兩個已調(diào)制信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高頻譜帶寬效率的光學(xué)傳輸方法和光學(xué)傳輸系統(tǒng)。該方法可適用于ASK/00K (幅移/開關(guān)鍵控)和類似于DPSK (差分相移鍵控)的不同種類的相位調(diào)制 (modulation)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以高數(shù)據(jù)速率來傳送光學(xué)信號。然而，高數(shù)據(jù)速率不僅要求傳送機和接收機處的高帶寬和昂貴的組件，而且對于給定的調(diào)制方案而言根據(jù)例如濾波失真、色彩和偏振模色散(polarisation mode dispersion)的系統(tǒng)和纖維損傷而降低信號質(zhì)量。使用類似于正交頻率分集調(diào)制OFDM或偏振復(fù)用分集的不同傳輸方法來降低信道符號速率并克服這些損傷。但是這些方法的實現(xiàn)導(dǎo)致復(fù)雜的系統(tǒng)。波分系統(tǒng)將高數(shù)據(jù)速率信號分成具有較低數(shù)據(jù)速率的兩個或更多信號以便克服隨數(shù)據(jù)速率縮放的損傷。但是，需要濾波器和不同的解調(diào)器來分離和重得(regain)數(shù)據(jù)信號。Caplan等人在2007年OFC的論文0ThD3中描述了僅使用單個干涉儀來利用延遲干涉儀的周期性傳遞函數(shù)對多個波長信道進行解調(diào)的傳輸方法。然而，每個信道仍需要單獨的濾波器和光電轉(zhuǎn)換器。傳輸方法可以利用不同種各類的調(diào)制，例如強度調(diào)制、相位或差相位(difference phase)調(diào)制。對于光學(xué)傳輸系統(tǒng)而言，尤其優(yōu)選差分相移鍵控DPSK。例如Α. H. Gnauck和P. J. Winzer ￠: IEEE Journal of Lightwave Technology, vol. 23, no. 1, pp. 115-130, January 2005中描述了 DPSK傳輸?shù)男阅堋?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種具有高帶寬效率和低復(fù)雜性的方法和光學(xué)傳輸系統(tǒng)。用一種用于分別以權(quán)利要求1和2的特征為特征的、用于傳送和接收兩個已調(diào)制信號的方法及分別在權(quán)利要求11和12中表征的傳送機和接收機來解決此問題。在從屬權(quán)利要求中描述了附加有利特征。混合載波頻率的調(diào)制允許調(diào)制(數(shù)據(jù))信號的簡單分離。僅需要一個光學(xué)解調(diào)器和電光轉(zhuǎn)換器。正交信號的使用允許在窄光學(xué)信道中進行傳輸。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖更詳細地以示例的方式來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的傳送機的簡化圖，
圖2示出光學(xué)傳輸信號的頻譜和已解調(diào)電信號的頻譜的示例，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的接收機的簡化圖， 圖4示出DPSK接收機的簡化圖，以及
圖5示出光學(xué)傳輸信號的頻譜和已解調(diào)電信號的頻譜的第二示例。
具體實施例方式圖1的簡化圖舉例說明用于傳送兩個調(diào)制(數(shù)據(jù))信號a (t)和b (t)的傳送機。 出于明了的原因，未示出對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言眾所周知的光學(xué)放大器、偏振控制器 (polarisation controller)禾口控制電路。傳送機包括兩個激光源1和2，每個被連接到第一耦合器3 (3dB光學(xué)耦合器；組合器/分離器)的輸入端。所述第一分離器(splitter) 3的輸出端分別被連接到第一調(diào)制器4和第二調(diào)制器5的載波輸入端。例如對應(yīng)于數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第一調(diào)制信號a (t)被連接到第一調(diào)制器4的調(diào)制信號輸入端且第二調(diào)制信號b (t)被連接到第二調(diào)制器5的調(diào)制信號輸入端。調(diào)制器4和5兩者的輸出端被連接到第一組合器(3dB光學(xué)耦合器)6。一個輸出端7被選作傳送機輸出端。激光源1和2發(fā)射具有第一載波頻率的第一載波信號L1和具有第二載波頻率 f2 (與相比具有相位差)的第二載波信號L2。載波信號L1和L2被饋送到第一耦合器3 (3dB耦合器/分離器)的輸入端。第一耦合器3的輸出信號是調(diào)制器4和5的輸入信號，忽略常數(shù)因子，可以導(dǎo)出為
還可以通過調(diào)制單個激光源來導(dǎo)出混合載波信號L1 + JL2O-L1 + L2，例如，如在A Sano 的、通過引用結(jié)合的、Proceedings of ECEC 2007的論文中所述。 由第一調(diào)制信號a (t)來調(diào)制第一混合載波信號L1 + jL2并由第二調(diào)制信號b (t)來調(diào)制第二混合載波信號JL1 + L2
其中
A1 =用調(diào)制信號a (t)的載波L1, A2 =用調(diào)制信號a (t)調(diào)制的載波L2, B1 =用調(diào)制信號b (t)調(diào)制的載波L1, B2 =用調(diào)制信號b (t)調(diào)制的載波L2,
j是虛數(shù)單位(sqrt (-1))，指數(shù)(index) 1和2仍分別指示載波頻率和f2。a (t)和b (t)是例如表示1或O的邏輯值的調(diào)制信號。根據(jù)調(diào)制技術(shù)，可以對從調(diào)制器輸出的第一已調(diào)制信號A1 +JA2和第二已調(diào)制信號JB1 +B2進行強度或相位調(diào)制。由第一組合器6將調(diào)制器的輸出信號組合，為
權(quán)利要求
1.一種用于通過光學(xué)信道來傳送兩個已調(diào)制信號((A1 + JA2); CjB1 +化))的方法，包括步驟一生成意味著具有第一頻率(f\)的第一光學(xué)載波信號(L1)和具有第二頻率(f\)的第二光學(xué)載波信號(L2)的第一混合載波信號(L1 + JL2)；一生成意味著第一光學(xué)載波信號(L1)和第二光學(xué)載波信號(L2)的第二混合載波信號 CjL1 + L2),而分配給不同混合載波信號(L1 + JL2 ； JL1 + L2)的光學(xué)載波信號(L1, L2)具有不同的相位；一用第一調(diào)制信號(a (t))來調(diào)制第一混合載波信號(L1 + jL2)，生成第一已調(diào)制信號 (A1 + jA2)，并用第二調(diào)制信號(b (t))來調(diào)制第二混合載波信號(JL1 + L2),生成第二已調(diào)制UB1 + B2)信號，一將已調(diào)制信號((A1 + JA2) ^jB1 +化))組合并發(fā)射所組合已調(diào)制信號作為傳輸信號(X⑴；Xa⑴；Xd⑴)。
2.一種用于接收包括兩個已調(diào)制光學(xué)信號((A1 + JA2) ^jB1 +化))的傳輸信號(Xa (t);XD (t))的方法，包括步驟一將接收到的傳輸信號(XAK (t);XDE (t))解調(diào)并將其轉(zhuǎn)換成電傳輸信號(YA (t);YD (t))，對電傳輸信號(YA (t);YD (t))進行低通濾波以生成第一濾波器輸出信號(S13)，一對電傳輸信號(YA (t);YD (t))進行調(diào)制和濾波以生成第二濾波器輸出信號(S17)，一將濾波器輸出信號(S13 ；S17)相加并將濾波器輸出信號(S13 ；S17)彼此相減以重新得到第一和第二調(diào)制信號(a (t)，b (t))。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包括應(yīng)用強度調(diào)制、相位調(diào)制或相位差相位調(diào)制的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括生成具有等于調(diào)制信號(a(t)，b (t))的符號速率或其整數(shù)的頻率差(Δ f)的光學(xué)載波信號(L1, L2)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括生成具有正交頻率的光學(xué)載波信號(L1,L2)的步馬聚ο
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，包括通過將光學(xué)載波信號(L1,L2)組合來生成混合載波信號(L1 + JL2 ； JL1 + L2)的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括通過調(diào)制等幅波信號來生成混合載波信號(L1+ JL2 ； JL^L2)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括由光電轉(zhuǎn)換器(10)將已解調(diào)電信號中的接收到的強度調(diào)制傳輸信號aDK (t))進行轉(zhuǎn)換的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括在單個延遲干涉儀(22、23、24)中處理接收到的差相位調(diào)制傳輸信號(t))并在平衡光電轉(zhuǎn)換器(2546)中轉(zhuǎn)換輸出信號的步驟。
10.一種用于經(jīng)由光學(xué)信道來傳送兩個已調(diào)制信號((A1 + JA2); CjB1 +化))的裝置的傳送機，該傳送機包括一載波信號發(fā)生器(1、2、3)，被設(shè)計為用于生成意味著具有第一頻率(f\)的第一光學(xué)載波信號(L1)和具有第二頻率(f\)的第二光學(xué)載波信號(L2)的第一混合載波信號(L1 + JL2),并生成意味著第一光學(xué)載波信號(L1)和第二光學(xué)載波信號(L2)的第二混合載波信號 CjL1 + L2),而分配給不同混合載波信號(L1 + JL2, JL1 + L2)的光學(xué)載波信號(L1, L2)具有不同的相位；一兩個調(diào)制器(4、5)，每個被連接到載波信號發(fā)生器(1、2、3)的輸出端并接收混合載波信號(LJjL2, jLi+L2)，調(diào)制器(4、5)被設(shè)計為用于分別接收第一調(diào)制信號(a⑴)和第二調(diào)制信號(b (t))，每個分別調(diào)制第一混合載波信號(LfjL2)和第二混合載波信號 (jk+jL)，以及一第一組合器(6)，被設(shè)計為用于將從調(diào)制器(4、5)輸出的已調(diào)制信號((A1 +JA2); CjB1 +B2))組合并發(fā)射傳輸信號(X (t) ；Xa (t) ；Xd⑴)。
11.一種用于經(jīng)由光學(xué)信道來傳送兩個已調(diào)制信號((A1 + JA2); CjB1 +化))的裝置的接收機，該接收機包括一解調(diào)器單元(10 ;22 27)，被設(shè)計為用于將接收到的傳輸信號(XAK (t);XDE (t))轉(zhuǎn)換成平方電信號(YA (t);YD⑴);一信號分離電路(11 19)，被設(shè)計為用于用被連接到解調(diào)器單元(10 ；22 27)的輸出端的第一低通濾波器(13)重新得到第一和第二調(diào)制信號(a (t)，b (t))，并且調(diào)制器(14) 和第二低通濾波器(17)被串聯(lián)地連接并連接到所述解調(diào)器單元(10 ；22 27)的輸出端，一第一加法器(18)和第二加法器(19)，其第一輸入端被連接到第一低通濾波器(13) 的輸出端且其第二輸入端被連接到第二低通濾波器(17)的輸出端且其輸出端發(fā)射調(diào)制信號(a (t)，b ⑴)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳送機，其中，載波信號發(fā)生器(1、2、3)包括兩個光學(xué)載波源(1、2)，每個光學(xué)載波源(1、2)被分別連接到第一耦合器(3)的第一輸入端、第二輸入端。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳送機，其中，所述載波信號發(fā)生器包括等幅波發(fā)生器、調(diào)制單元和耦合器，用于生成兩個混合載波信號(L1 + JL2 ； JL1 + L2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的傳送機，包括生成具有等于調(diào)制信號(a(t)，b (t)) 的頻率或其整數(shù)的頻率差(Δ f)的光學(xué)載波信號(Lp L2)的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的傳送機，其中，載波信號發(fā)生器(1、2、3)被設(shè)計為用于生成正交光學(xué)載波信號(Lp L2)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳送機，其中，調(diào)制器(4、5)是強度調(diào)制器。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳送機，其中，調(diào)制器(4、6)是差相位調(diào)制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機，其中，用于對強度調(diào)制的接收的傳輸信號(Xak)進行解調(diào)的解調(diào)器單元是光電二極管(10 )。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機，其中，用于對DPSK調(diào)制的傳輸信號(Xdk)進行解調(diào)的解調(diào)器單元(22 27)意味著延遲干涉儀(22、23、24)和從延遲干涉儀(22、23、24)的輸出端接收光學(xué)信號的一對光電轉(zhuǎn)換器(25、沈)。
全文摘要
裝置包括具有生成具有不同頻率的兩個光學(xué)載波信號(L1、L2)的兩個光源(1、2)的傳送機(1～6)。光學(xué)載波信號(L1、L2)在第一耦合器(2)中被組合和劃分并饋送到兩個調(diào)制器(4、5)的載波信號輸入端?；旌陷d波信號(L1+jL2，jL1+L2)被兩個調(diào)制信號(a(t))和(b(t))分別調(diào)制，并且已調(diào)制信號((A1+jA2)，(jB1+B2))在第一組合器中被組合并作為傳輸信號(X(t))發(fā)射。只需在解調(diào)器上來重得調(diào)制信號(a(t)，b(t))。
文檔編號H04L27/26GK102160306SQ200880131210
公開日2011年8月17日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者斯平勒 B., 科爾霍 L., 哈尼克 N., C. 格特賈梅特 O. 申請人:諾基亞西門子通信有限責(zé)任兩合公司