光發射機的製作方法
2023-09-22 07:55:55 1
專利名稱：光發射機的製作方法
技術領域：
本發明涉及光發射機，具體涉及發送以脈衝串信號形式(例如，光脈衝串)的信息信號的光發射機。
在圖7中，常規的光傳輸系統包括光發射機1000，光傳輸裝置2000，光接收機2041到204n。光發射機1000包括數據單元1010，波長信息處理單元1020，波長可調光源1030，和光調製單元1040。光傳輸裝置2000包括光傳輸路徑2010，光放大器2020和波長路由器2030。
在具有上述結構的光傳輸系統中，數據單元1010輸出以光脈衝串形式傳輸的信息信號，和代表各光脈衝串波長的波長信息。根據從數據單元1010輸出的波長信息，波長信息處理單元1020相對於各個光脈衝串，對波長可調光源1030施加預定的波長控制電流。於是，波長可調光源1030輸出具有對應於從波長信息處理單元1020輸出的波長控制電流的波長的光。光調製單元1040採用數據單元1010輸出的信息信號調製從波長可調光源1030輸出的光。這樣，產生並輸出了光脈衝串。
光放大器2020放大由光調製單元1040輸出並在光傳輸路徑2010中傳輸的光脈衝串。波長路由器2030包括多個輸出端，並根據光放大器2020輸出的光脈衝串波長，將光脈衝串分別通過不同的輸出端輸出。光接收器2041到204n分別用于波長路由器2030相應的多個輸出端，並將從波長路由器2030輸出的光脈衝串轉換成電信號(信息信號)。另一種方式是，將光放大器2020設置在波長路由器2030和光接收器2041到204n之間。
不過，根據上述常規的光傳輸系統，如果把圖8(a)示出的間歇光信號(光脈衝串)輸入光放大器2020，則光放大器2020的輸出光信號在光信號幅度中將有瞬時增大(稱作「光湧」)，從而產生如圖8(b)所示的波形惡化。人們知道，光湧產生的原因是當光信號在長的無數據周期後輸入時，由於與光放大器2020相聯繫的固有(physiological)特性和/或結構(如弛豫時間常數)而存在的瞬時響應特性。如果光信號具有隨時間的幅度漲落，各個光接收機的最佳識別幅度也將隨該幅度漲落而漲落。於是，在光接收機中的數據是根據其預先指定的識別幅度來識別的結構中，存在難以穩定取得最佳傳輸特性的問題。
本發明具有能達到上述目的的下列方面。
本發明的第一個方面的目標在於一種發射用作短脈衝群信號的信息信號的光發射機，包括一個數據單元，用於輸出信息信號和代表相應於信息信號波長的波長信息；一個調製信號處理單元，用於接收信息信號並輸出調製信號，該調製信號包括信息信號和插入到無數據周期的預定電信號，其中無數據周期是在沒有信息信號的時間間隔；一個波長信息處理單元，用於接收波長信息並且輸出波長控制電流，其中波長控制電流對應於有信息信號的波長，並對應於在無數據周期中的預定波長；一個波長可調光源，用於輸出其波長相應于波長控制電流的光；和光調製單元，採用調製信號調製波長可調光源輸出的光。
這樣，根據第一個方面，調製信號處理單元在無數據周期中插入預定的電信號，從而可以控制光調製單元的輸出光功率。於是，當輸出光信號傳輸通過包括光放大器的光傳輸裝置被傳輸時，可以防止光湧的發生。
在基於第一個方面的第二個方面中，通過調製信號處理單元在無數據周期中插入的預定電信號幅度等於數據單元輸出的信息信號幅度。
這樣，根據第二個方面，調製信號處理單元在無數據周期中插入的預定電信號幅度等於信息信號幅度。於是，得到了來自光調製單元的恆定輸出光功率，並防止了在光放大器中放大傳輸的光信號時發生光湧。
在基於第一個方面的第三個方面中，通過調製信號處理單元在無數據周期中插入的預定電信號平均電功率等於數據單元輸出的信息信號的平均電功率。
這樣，根據第三個方面，調製信號處理單元在無數據周期中插入的電信號平均電功率等於信息信號的平均電功率。於是，得到了來自光調製單元的恆定光輸出功率，並防止了在光放大器中放大傳輸的光信號時發生光湧。
在基於第一個方面的第四個方面中，調製信號處理單元通過波形與信息信號包絡相反的信號，多路復用由數據單元輸出的信息信號。
這樣，根據第四個方面，調製信號處理單元通過波形與信息信號包絡相反的信號，多路復用信息信號。於是，得到了來自光調製單元的恆定輸出光功率，並防止了在光放大器中放大傳輸的光信號時發生光湧。
在基於第一個方面的第五個方面中，預定波長與信息信號相應的波長不同。
這樣，根據第五個方面，在無數據周期中插入的預定電信號的光波長與信息信號相應的波長不同。於是，防止了在光放大器中放大傳輸的光信號時發生光湧，而不影響信息信號。
在基於第一個方面的第六個方面中，調製信號處理單元控制插入無數據周期的預定電信號幅度，從而在接收信息信號的光放大器中得到恆定的輸入光功率。
這樣，根據第六個方面，調製信號處理單元控制插入無數據周期的預定電信號幅度，從而在光放大器中得到恆定的輸入光功率。於是，可有效防止在光放大器中發生光湧。
在基於第一個方面的第七個方面中，調製信號處理單元控制插入無數據周期中的預定電信號的平均電功率，從而在接收信息信號的光放大器中得到恆定的輸入光功率。
這樣，根據第七個方面，調製信號處理單元控制插入無數據周期中的預定電信號的平均電功率。於是，在光放大器得到恆定的輸入光功率，並能有效防止在光放大器中發生光湧。
在基於第一個方面的第八個方面中，光發射機，還包括存儲單元，它存儲在從光發射機傳播到接收信息信號的光放大器的光傳輸路徑中損耗與波長的關係，其中，根據在存儲單元中存儲的信息，調製信號處理單元控制插入到無數據周期中的預定電信號，這樣在光放大器得到恆定的輸入光功率。
這樣，根據第八個方面，在存儲單元中存在著在光傳輸路徑中的損耗與波長的關係。於是，在光放大器得到考慮了光傳輸路程上損耗的恆定輸入光功率，並能有效防止在光放大器中發生光湧。
本發明的這些和其它目的，特徵，方面和優點，可通過結合附圖，從下面的本發明詳細描述中更清楚地了解。
圖1是根據本發明第一個實施例的光發射機結構的方框圖。
圖2是根據本發明第一個實施例的信息信號和調製信號的示意圖。
圖3是根據本發明第二個實施例的光發射機結構的方框圖。
圖4是根據本發明第二個實施例的信息信號和調製信號的示意圖。
圖5是根據本發明第三個實施例的光發射機結構的方框圖。
圖6是根據本發明第三個實施例的信息信號，調製信號，和到放大器的輸入信號的示意圖。
圖7是常規光傳輸系統的結構方框圖。
圖8是示出在常規光傳輸系統的光放大器中如何可能發生的光湧或光信號幅度中瞬時漲落的示意圖。
(第一個實施例)圖1是根據本發明第一個實施例的光發射機1001的結構方框圖。在圖1中，光發射機1001包括數據單元1010，波長信息處理單元1021，波長可調光源1030，光調製單元1040，和第一調製信號處理單元1051。
圖2(a)示出從數據單元1010提供給第一調製信號處理單元1051的信息信號。在圖2(b)中，示出從第一調製信號處理單元1051輸出並施加到光調製單元1040的調製信號。注意，光調製單元1040的輸出光信號波形與圖2(b)示出的波形相同。下面將參考圖1和圖2描述光發射機1001的運作。
數據單元1010輸出以光脈衝串形式傳輸的信息信號，和代表各個光脈衝串波長的波長信息。第一調製信號處理單元1051接收從數據單元1010輸出的信息信號，並且如圖2所示，將電信號(下面稱作「假信號」)插入任意的「無數據周期」(也就是沒有信息信號的時間間隔)，並輸出所合成的信號作為調製信號。假信號的幅度與信息信號的相同。波長信息處理單元1021輸出與數據單元1010輸出的波長信息相應的波長控制電流。此外如圖2(b)所示，在任意無數據周期中，波長信息處理單元1021也輸出與波長(λ0)相應的波長控制電流，這波長(λ0)與從數據單元1010輸出的由波長信息代表的波長(λ1，λ2)是不同的。與從波長信息處理單元1021輸出的波長控制電流相應，波長可調光源1030輸出相應波長的光。光調製單元1040採用從第一調製信號處理單元1051輸出的調製信號，調製波長可調光源1030的輸出光，並輸出光脈衝串形式的調製信號。
雖然本發明示出了用兩個波長(λ1，λ2)傳輸信息信號的簡單情況，本發明也適用於用一個波長，三個或更多的波長來傳輸信息信號的情況；這些情況對在下面描述的第二和第三個實施例同樣正確。
這樣，通過改變所施加的波長控制電流，提供了其波長可調光源可控的光發射機，從而在時分復用模式下輸出不同波長的光脈衝串(所以各光脈衝串的波長互不相同)。在根據本發明的光發射機中，和信息信號幅度相同的電信號被插入到任意的無數據周期中，所選擇的無數據周期的光波長，要與被傳輸的所有光脈衝串波長都不相同。這樣，可以從光調製單元取得恆定的光輸出功率而不影響以光脈衝串形式傳輸的信息信號。因此，當從光調製單元1040輸出的光信號通過包括光放大器的光傳輸裝置傳輸時，能夠防止出現光湧。
(第二個實施例)圖3是根據本發明第二個實施例的光發射機1002的結構方框圖。在圖3中，光發射機1002包括數據單元1010，波長信息處理單元1021，波長可調光源1030，光調製單元1040和第二調製信號處理單元1052。在圖3中，用相同的標識表示與圖1中部件相對應的部件，對其描述不再重複。
圖4(a)示出數據單元1010輸出的信息信號，圖4(b)示出施加到光調製單元1040的調製信號。注意，光調製單元1040輸出的光信號波形與圖4(b)示出的光信號波形相同。下面將參考圖3和圖4描述光發射機1002的運作。由於該實施例基於第一個實施例，故只描述其區別。
第二調製信號處理單元1052接收數據單元1010輸出的信息信號。第二調製信號處理單元1052將波形為信息信號包絡反轉(示於圖4(b))的信號(假信號)與信息信號多路復用，並輸出作為調製信號的合成信號。
這樣，通過改變所施加的波長控制電流，提供其波長可調光源可控的光發射機，從而以時分復用模式輸出不同波長的光脈衝串(於是各光脈衝串的波長互不相同)。在根據本發明的光發射機中，將具有與信息信號極性反轉的包絡信號多路復用，這樣對任意無數據周期中的光波長要選得與所有被傳輸的光脈衝串的波長都不相同。因此，可以從光調製單元取得恆定的光輸出功率而不影響以光脈衝串形式傳輸的信息信號。從而當光調製單元1040輸出的光信號通過包括光放大器的光傳輸裝置波傳輸時，可以防止出現光湧。
(第三個實施例)圖5是根據本發明第三個實施例示出的光發射機1003的結構方框圖。在圖5中，光發射機1003包括數據單元1010，波長信息處理單元1021，波長可調光源1030，光調製單元1040，第三調製信號處理單元1053和存儲單元1060。在光發射機的輸出端1003，通過光傳輸路徑2010耦合光放大器2020。在圖5中，用相同的標識標記與圖1或圖7中部件相應的部件，對其描述不再重複。
圖6(a)示出數據單元1010輸出的信息信號，圖6(b)示出施加到光調製單元1040的調製信號。注意，光調製單元1040的輸出光信號的波形與圖6(b)示出的相同。圖6(c)示出光放大器2020的輸入信號。下面，參考圖5和圖6描述光發射機1003的運作。因為該實施例基於第一個實施例，故只描述其區別。
存儲單元1060存儲在光傳輸路徑2010中的損耗與波長的關係。第三調製信號處理單元1053接收數據單元1010輸出的信息信號。根據存儲單元1060存儲的信息，第三調製信號處理單元1053控制插入到無數據周期中的電信號(信號)幅度，從而取得光放大器2020的恆定輸入光功率，如圖6(b)所示。因而，即使在信息信號和假信號在輸入光放大器2020前和從光發射機1003輸出後的易受到不同損耗量的情況中，也能得到光放大器2020的恆定輸入光功率，如圖6所示，從而防止了光湧。
在具有多個光放大器的情況中，最好控制假信號的幅度，從而能對最後一個光放大器提供恆定輸入功率。
用第二個實施例中描述的假信號(也就是具有與信息信號相反極性圖案的輪廓包絡的信號)也可以得到類似的效果。
這樣，提供了一種光發射機，在時分復用模式中輸出有不同波長的光脈衝串(這樣各光脈衝串的波長互不相同)。在根據該本實施例的光發射機中，在任意無數據周期中插入電信號(假信號)，並控制假信號的幅度，從而根據有關的信息與波長的相關性(作為光傳輸通道路徑的特性)為光放大器提供恆定的輸入光功率。對所選的任意無數據周期的光波長，要與所有被傳輸的光脈衝串波長都不同。於是取得光放大器的恆定輸入光功率，從而實現與波長無關的均勻傳輸特性。
雖然詳細描述了本發明，上述描述在各方面都是示範性的，並不是限制性的。須理解，在不背離本發明範圍的情況下，可設計許多其它的修改和變化。
權利要求
1.一種發射作為脈衝串信號的信息信號的光發射機，其特徵在於，包括一個數據單元，用於輸出信息信號和表示相應於信息信號波長的波長信息；一個調製信號處理單元，用於接收信息信號並輸出調製信號，該調製信號包括信息信號和插入到無數據周期的預定電信號，其中無數據周期是沒有信息信號的時間間隔；一個波長信息處理單元，用於接收波長信息並且輸出波長控制電流，其中波長控制電流對應於有信息信號的波長，並對應於無數據周期中的預定波長；一個波長可調光源，用於輸出其波長相應于波長控制電流的光；和光調製單元，用於採用調製信號調製波長可調光源輸出的光。
2.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，由調製信號處理單元在無數據周期中插入的預定電信號幅度等於數據單元輸出的信息信號幅度。
3.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，通過調製信號處理單元在無數據周期中插入的預定電信號平均電功率等於數據單元輸出的信息信號的平均電功率。
4.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，調製信號處理單元通過波形與信息信號包絡相反的信號，多路復用由數據單元輸出的信息信號。
5.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，預定波長與信息信號相應的波長不同。
6.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，調製信號處理單元控制插入到無數據周期的預定電信號幅度，從而在接收信息信號的光放大器中得到恆定的輸入光功率。
7.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，調製信號處理單元控制插入到無數據周期中的預定電信號的平均電功率，從而在接收信息信號的光放大器中得到恆定的輸入光功率。
8.如權利要求1所述的光發射機，其特徵在於，還包括存儲單元，存儲在從光發射機傳播到接收信息信號的光放大器的光傳輸路徑中損耗與波長的關係，根據在存儲單元中存儲的信息，調製信號處理單元控制插入到無數據周期中的預定電信號，這樣在光放大器得到恆定的輸入光功率。
全文摘要
數據單元1010不僅輸出代表各個光脈衝串波長的波長信息，還輸出以光脈衝串形式傳輸的信息信號。第一調製信號處理單元1051接收信息信號，並在任意不含信息信號的無數據周期中插入電信號(「假信號」)，並輸出該合成的信號作為調製信號。假信號的幅度與信息信號的相同。波長信息處理單元1021輸出與波長信息相應的波長控制電流，並且在任意無數據周期中，輸出對應於一個波長的波長控制電流，這個波長與波長信息所代表的那些波長是不相同的。波長可調光源1030輸出與波長控制電流相應的波長的光。光調製單元1040用調製信號調製從波長可調光源1030輸出的光，並且輸出已調製的信號作為光脈衝串。因此，在將間歇產生的光脈衝串放大時防止了產生光湧。
文檔編號H04B10/04GK1442968SQ0312025
公開日2003年9月17日 申請日期2003年3月6日 優先權日2002年3月6日
發明者塩崎亨, 布施優 申請人:松下電器產業株式會社