全光可调谐再生器、再成形器和波长转换器制造技术

本发明专利技术包括用于再生和转换光信号的系统和方法。本发明专利技术提供“２Ｒ”（即，再放大和再成形）和“３Ｒ”（即，再放大，再成形，和再同步（或再定时））再生操作。本发明专利技术系统中元件包括：可调谐连续波长（ＣＷ）激光源，光环行器，半导体光放大器（ＳＯＡ），和有非常尖锐截止频率的频谱滤波器。在其他一些实施例中，滤波器可以由传输几个波长的数字复用器代替。单个数字复用器可用于此处描述的几个光再生器／转换器。每个再生器利用与单个数字复用器通带频率相关的单独波长。在ＳＯＡ中的反向传播期间，ＣＷ激光器中的ＣＷ信号是由输入信号中的位线性调频。然后，线性调频信号输出到阻塞原始ＣＷ信号的滤波器中。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及光信号的再生和转换，具体涉及反向传播信号通过半导体光放大器，及滤波输出信号以再生和转换光信号。
技术介绍
波分复用(WDM)或密集波分复用(DWDM)技术把不同源的数据引入到光纤中。每个信号同时在分立的光波长上传输。利用WDM，分立的波长或数据信道被复用成单条光纤上传输的数据流。按照这种方式可以传输高达80个数据信道。每个信道传输时分复用(TDM)信号。在光纤的末端，每个信道去复用成原始信号。利用WDM，不同的数据格式在一起以不同的数据速率传输。例如，在光纤内可以同时传输网间分组(IP)数据，同步光纤网(SONET)数据，和异步转移方式(ATM)数据。全光WDM网络以低成本高效率方式在长距离上提供高带宽传输的新颖解决方案。可以预期未来的网络利用全光学方式的优点，其中数据不必转换成用于再生，再成形和转换的电路格式。为了充分地利用全光纤网的优点，需要有用于支持信号再生和波长转换的成本低廉元件。应当在网络内完成再生操作，为的是修正在信号传输通过长跨度光纤，光放大器，掺铒光纤放大器(EDFA)，光转发器，和分插或交叉连接站之后累积的失真和噪声。我们需要波长转换以避免在网络中发生波长阻塞。当两个不同用户试图在一个端口利用相同的波长时，可以发生波长阻塞。当前的信号再生技术是基于光-电-光(OEO)转发器。这种转发器再生信号是通过在接收器中把光波转换成电信号，清除电信号中的噪声，和重发清洁信号实现的，其中在光调制器上施加清洁位。转发器可以利用可调谐激光器作为新的光源，并可以完成输入信号的波长转换。利用OEO解决方案出现的问题包括高位速率的高成本，位速率的非透明性，协议或位形状，和长距离网络中的时间等待问题。
技术实现思路
本专利技术优化归零(RZ)传输。专业人员知道本专利技术还可以支持非归零(NRZ)传输。本专利技术的系统对于位形状，位速率和RZ传输协议是透明的。该装置是基于成熟的子元件并包含简单和坚实的设计。所以，本专利技术具有低成本并有非常可靠的性能。此处描述的系统和方法是对现有技术重大改进，例如，在J.Leuthold et al.，Proc.LEOS 2002 Annual Meeting，Glasgow，Scotland，Post deadline paperPD 1.3，Nov.2002中所公开的，全文合并在此供参考。本专利技术是由可调谐连续波长(CW)激光源，光环行器，半导体光放大器(SOA)，和有非常尖锐截止频率的频谱滤波器构成。在其他的实施例中，滤波器可以由传输几个波长的数字复用器代替。单个数字复用器可用于此处描述的几个光再生器/转换器。每个再生器利用与单个数字复用器通带频率相关的单独波长。数字复用器有周期性质，其中频谱的阻塞和传输波段是在预定的频率区间上重复，例如，每隔100GHz。利用每个波长的单个快速SOA转换和再生输入信号，本专利技术与现有技术光再生和转换系统比较具有成本低廉的优点。本专利技术的一个目的是提供一种用于再生和再成形光信号以及用于转换光信号波长的装置和方法，它按照全光学方式运行而没有利用OEO方案。本专利技术的另一个目的是在SOA中使输入数据信号和CW信号反向传播，因此，任何彩色的输入信号可以转换成任何彩色的输出信号。本专利技术的另一个目的是利用一个数字复用器/滤波器并行地再生不同的波长。以上描述的内容广泛地概述本专利技术的特征和技术优点，为的是能够更好地明白以下对本专利技术的详细描述。以下描述的本专利技术其他特征和优点构成本专利技术权利要求书的主题。专业人员应当理解，此处公开的概念和具体实施例可以容易地用作改变或设计其他结构的基础，这些结构用于实现本专利技术的相同目的。专业人员还应当理解，这种相当的结构并不偏离所附权利要求书限定本专利技术的精神和范围。根据以下结合附图的描述，可以更好地理解本专利技术的组织和操作方法以及其他的目的和优点，我们相信这些是本专利技术的新颖特征。然而，应当清楚地知道，提供的每个附图仅仅用于说明和描述的目的，它们不能构成对本专利技术的限制。附图说明 图1是体现本专利技术实施例系统的高级方框图； 图2表示图1所示系统中所用滤波器的理想频率响应； 图3是体现本专利技术另一个实施例系统的方框图； 图4表示典型数字复用器的频率响应； 图5是用于同时再生和转换多个输入信号505-508的系统500方框图； 图6是可用于测试本专利技术和验证操作概念的网络方框图； 图7表示本专利技术环路测试的样本结果；和 图8是按照本专利技术实施例用于再生和转换光信号过程的流程图。具体实施例方式图1是体现本专利技术实施例系统100的高级方框图。系统100可用作信号再生器，用作位再成形器，和用作波长转换器。输入信号101代表已传输一段距离之后已变成有噪声和退化的信号。信号101中的位已失去形状，它是不对称的并有不同的位高度。本专利技术提供一种用于再生输入信号，用于再成形位和用于转换输入信号成新波长的系统和方法。输出信号102是在本专利技术处理之后的再生信号，其中输出信号102中的位是清洁和再成形的位。在光环行器106中接收到输入信号101并被引入到半导体光放大器(SOA)105中。可调谐激光器103产生连续波长(CW)信号104，该信号是恒定功率电平的未调制信号。CW信号104被引入到SOA 105。CW信号104和输入信号101在SOA中以交叉增益模式反向传播。由于这种反向传播的结果，输入信号的位被逆向复制到CW信号104上。调制CW信号输出(108)到环行器106。在传输通过环行器106之后，调制信号108被引导到滤波器107。激光器103的波长被调谐，从而使CW信号104的频率正好下降到滤波器107边缘附近的截止频率以下。因此，任何传输通过SOA105和环行器106的CW光104被滤波器107阻塞。在其他的实施例中，滤波器107是可调谐滤波器，并可以相对于选取的CW波长进行调谐，使CW频率正好保持在截止频率以下。图2表示滤波器107的理想频率响应曲线21。在一个优选实施例中，频率响应曲线21是非常尖锐并与非常近似的阶跃函数，其中在截止频率以下的所有频率(或波长)被阻塞，而在截止频率以上的频率(或波长)没有畸变地传输通过滤波器107。理想地，滤波器107的形状应当是完全的方形，这意味着，阻塞频带与传输频带之间的传输频带是突变的和无限尖锐。通过相对于信号波长微调滤波器107的边缘，我们可以设置这样一个阈值，在此阈值以下，CW信号108被压缩成“0”，而在此阈值以上，它可以被伸展以产生新的“1”位。于是，即使输入信号101有低的消光比(ER)(即，“1”平均功率与“0”平均功率之间的比率)和信噪比(SNR)，输出信号109可以有高的ER和非常高的SNR。为了改进信号的误码率(BER)，“1”位的伸展和“0”位的压缩应当是在某个准确的阈值周围进行，即，按照原始有噪信号中1和0周围噪声分布计算该阈值。若设置差错水平，则输出位是利用再生器再成形，但是输出信号有高于原始输入信号的BER。所以，若滤波器的边缘不够尖锐，则不能设置阈值到正确的位置，就不可能产生信号的真正再生(即，低的输出信号BER)。再参照图1，系统100可用在与光纤链路连接的光纤网中。输入信号101已传输通过部分的光纤网并变成退化和有噪信号。因此，需要再生输入信号101并可能把它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于再生光信号的方法，包括：　　　　反向传播光信号和连续波长（ＣＷ）信号；　　　　建立有位的线性调频输出信号，这些位对应于光信号中的“１”位；和　　　　滤波信号以传输线性调频输出信号并阻塞ＣＷ信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨基塔撒卡，沙尔瓦本—埃兹拉，海姆查耶特，尼尔沙查尔，
申请(专利权)人：凯莱特光子学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]