[发明专利]色散受控光通信系统中的远程传输

说明书

技术领域

本发明一般涉及光通信，具体涉及利用相移键控(PSK)或差分相移键控(DPSK)的色散受控传输归零(RZ)脉冲的装置，该装置可用在包括波分复用(WDM)系统的高比特率(例如，10Gbit/s或40Gbit/s)远程(或超远程)光通信系统。

背景技术

高比特率(例如，40Gbit/s)光传输系统的发展受到信道内非线性恶化的阻碍，例如，相邻重叠比特之间的信道内交叉相位调制(XPM)，它主要导致定时抖动；以及信道内四波混频(FWM)，它主要导致幅度起伏。利用高比特率的远程和超远程(ULH)传输，特别是在WDM或DWDM系统中组合多个信道的环境下，它是格外地困难，这是因为恶化的非线性损害和增大的放大器自发辐射(ASE)噪声，它导致脉冲从发射机通过光纤路径传播到接收机时的脉冲退化，以及各种多余的信道间效应，例如，信道间XPM和FWM。

虽然人们已尝试各种技术以减小或消除噪声和光纤非线性效应，但是这些技术有不同的成功度。一些技术对于单波长信道系统证明是有用的，但是在单个光传输媒体中组合许多不同波长的WDM系统语境下不起作用。另一些技术是在光通信媒体中利用色散受控的各种组合以及在接收机和发射机中使用不同的编码方法。然而，至今没有任何一种解决方法在基于价格性能比的远程(或超远程)传输多个WDM信道的环境下证明是有效的。

发明内容

按照本发明，与常规的开关键控(OOK)比较，相移键控(PSK)或差分相移键控(DPSK)用作高比特率下远程色散受控(dispersion-managed)光传输系统中的编码方案，且信令格式是RZ，而不是NRZ。因此，从光强的观点考虑，每个比特时隙中总是有一个RZ脉冲。该系统可以在WDM或密集波分复用(DWDM)装置中组合不同波长的多个信道。利用几种技术可以提供色散受控，例如，利用色散受控孤子，准线性传输或常规的RZ传输。

在本发明一个实施例中，在发射机中，代表数据的电信号是差分编码的，并用于调制高比特率(例如，40Gbit/s)RZ光脉冲流的相位。许多这种数据流组合在波分复用器中，并经色散受控光纤跨度发射到远程接收机。在接收机中，该信号被波分去复用，且每个波长信道中的编码数据被DPSK接收机恢复，DPSK接收机通常是由延迟解调器和平衡检测器构成。

在另一个实施例中，数据不是差分编码的，而是直接地用于调制RZ光脉冲流的相位。

在另一个实施例中，可以控制传输媒体和激光器功率，因此，脉冲传输包括孤子。

按照本发明，借助于DPSK(或其他的PSK格式)，通过去除强度模式关系，可以大大消除XPM恶化。与OOK比较，由于DPSK有较高的接收机灵敏度，特别是在使用平衡接收机的情况下，它可容许较大的ASE噪声，并允许以较低的光功率进行传输。这还可以降低FWM恶化，例如，功率下降3dB导致FWM效应下降6dB。

附图说明

应当结合附图阅读以下的详细描述，可以更充分地理解本发明的内容，其中：

图1是按照本发明原理安排的一个实施例中高比特率(例如，40Gbit/s)远程(或超远程)波分复用(WDM)光通信系统的方框图，该系统利用色散受控传输归零(RZ)脉冲和相移键控(PSK)技术；

图2是利用图1中系统发射的样本数据实例和该系统中各点出现的信号；

图3是类似于图1中系统的系统方框图，但是该系统利用差分相移键控技术代替相移键控技术；

图4是利用图3中系统发射的样本数据实例和该系统中各点出现的信号；

图5表示用于图1中接收机150的一种装置；

图6是系统中的色散图和累积色散实例，其中在连接发射机到接收机的光通信媒体中采用色散受控；

图7是色散受控孤子传输系统中色散与距离之间关系曲线，其中利用自相位调制补偿剩余跨度色散；和

图8是RZ色散受控传输环境下前置补偿和后置补偿的曲线图。

具体实施方式

本申请中用到以下的缩略词：

ASE             放大器自发辐射

ASK             幅移键控

DMS             色散受控孤子

DPSK            差分相移键控

WDM             波分复用