[发明专利]对偏振模色散和色度色散具有降低灵敏度的光转发器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请与同时申请且共同转让的、题为“SYSTEMS AND METHODSFOR POLARIZATION MODE DISPERSION MITIGATION”的美国专利申请序列号No.11/585,651有关，该申请的内容在此通过引用结合到本申请中。

技术领域

本发明一般涉及光学系统，具体而言，涉及光转发器。

背景技术

在现代光学网络中，通常将信号传输上百甚至上千公里。在长距离和超长距离光纤上传播的光信号会遇到多种不同的阻碍，包括，例如，衰减，色度色散(CD，chromatic dispersion)和偏振模色散(PMD，polarizationmode dispersion)。尽管通过使用放大器(例如，掺铒光纤放大器)已经成功地解决了衰减问题，但CD和PMD问题变得更加难以处理。

CD是因通过光纤的光脉冲在传输接收端处加宽而导致数据丢失的一种现象。该问题的一种解决方案涉及使用色散补偿光纤(DCF)，DCF具有较大负色散系数。然而，为了消除给定系统的CD，DCF的长度必须非常精确。也就是，由于DCF的CD非常大，任何多余的光纤长度都可导致更坏而不是变得良好。而且，DCF除了成本高外，设计出用于缓和系统CD未知的情况下的色散的合适DCF会非常困难。此外，在可变网络中，精确的CD消除是一件非常复杂的任务。从而，本发明人认识到需使用对CD较不敏感的设备和元件。

在PMD情形中，该问题甚至更加严重。当在光纤内光的不同面(即，偏振面)以稍不同的速度(例如，由于光纤的随机缺陷和不对称性)传播时，出现PMD，从而使得难以以高速率可靠传输数据。一般而言，给定系统的PMD不能以单个参数(例如，其长度)来表征，而是必须通过表示沿通信线路全部历程的一系列参数来表征。遗憾的是，大多数网络在其需要相对较低位速率时的地下安装中使用质量较差的光纤构建，还没有意识到PMD是潜在的问题。而且，现在这些结构必须支持40Gb/s以及更高的位速率，对网络升级而言，PMD带来极大障碍。

发明内容

本发明涉及例如用于在光网络上便利数据通信的光转发器的系统和方法。本发明的目的在于，提供能够减少色度色散(CD)效应以及校正长距离光纤固有的偏振模色散(PMD)的集成光转发器。同样，根据本发明的各方面的集成光转发器可用于都市和地区性网络中。本发明的另一目的在于提供一种集成到转发器中的小型低成本的微分群延迟(DGD)缓和设备。本发明的某些实施例包括具有集成了DGD缓和设备的双二进制发射器(或能够减小色散效应的另一转发器)的光转发器。此处所述的集成光转发器的一个优点是，发射器可补偿DGD缓和器(mitigator)带来的缺陷，反之亦然。此外，此处所述的集成还允许元件共享某些相同的电子基础设施，从而缩减设计和制造成本。

在一个示例性实施例中，光转发器包括：集成在光转发器内并与该光转发器的光输入端口以光学方式耦接的微分群延迟(DGD)缓和器；集成在光转发器内并与DGD缓和器以光学方式耦接以及与光转发器的电输出端口耦接的光接收器；和集成在光转发器内的多级发射器(multi-leveltransmitter)，其中，多级发射器与电输入端口以电气方式耦接，并与光转发器的光输出端口以光学方式耦接。

在另一示例性实施例中，一种方法包括：使用集成在光转发器内的微分群延迟(DGD)缓和器对光输入信号进行接收和处理；使用集成在光转发器内的光接收器将经处理的光输入信号转换成电输出信号；接收电输入信号；使电输入信号的频谱变窄、将电输入信号转换成光输出信号、以及使用集成在光转发器内的发射器发射光输出信号。

以上内容较宽泛地概括了本发明的特征和技术优点，以便能够更好地理解后面对本发明的详细描述。此后，将描述形成本发明权利要求的的主题的其他发明特征和优点。本领域普通技术人员应该理解，所披露的原理和具体实施例容易被用作修改或设计其他实现本发明相同目的的结构的基础。本领域技术人员还应当意识到，这种等同结构并没有偏离所附权利要求中给出的本发明的精神和范围。由下面结合附图进行考虑时的描述，将能够更好地理解对于其组织和操作方法两者来说被认为是本发明特征的新颖特征，以及其他目的和优点。不过，应当清楚地理解，每幅附图仅仅是为了说明和描述的目的而提供的，并非意在定义出对于本发明的限制。

附图说明

结合附图，通过后面的描述，将更全面地理解本发明，在附图中：

图1为根据本发明一个示例性实施例的集成光转发器的框图；