[发明专利]用于滤波光信号以避免衰落且优化线性度的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于滤波光信号的系统和方法。更特别地，本发明涉及相对于带通滤波器调节光信号以改善光信号的传输质量的系统和方法。本发明特别地、但并不排他地，用于相对于带通滤波器调节光信号，以消除光信号的边带从而避免衰落，且同时抑制载波以增强光信号的光调制指数(OMI)。

背景技术

当使用光束作为信号的载波，且该光束通过光纤传输时，会发生与传输关联的若干不同现象。其一，当光束与一个或多个其它光束同时在光纤上传输时，在该光束与一个或多个其它光束之间会产生干涉。另一方面，即使单一光束在光纤上传输时，其自身也会产生干涉。在后一种情形中，特别感兴趣的是被称为“衰落(fading)”的现象。

已知的是，将信号调制在具有载波波长“λ”的光束上，将会产生上边带和下边带，分别为“λ_hi”和“λ_low”。进一步地，当调制的光束“λ”在光纤上传输时，两个边带(“λ_hi”和“λ_low”)都会经受因其与光纤的相互作用而产生相移(即，色散)。当边带“λ_hi”和“λ_low”的不同相位相互干涉时将产生衰落。在最糟糕的情况下，衰落可导致空信号。因而必须避免这种情况。

对于在光纤上传输光信号，主要感兴趣的另一方面是保持系统的线性度。特别地，极为重要的是系统的输出直接随其输入变化。在这一点上，光学系统线性操作的广泛使用的度量是已知为光调制指数(OMI)的因数。本质上，OMI为调制信号对系统输出影响程度的度量。在此的结论是可使用OMI来建立最佳的操作点。然而，这是利用了这样的理解，即超过该最佳操作点，系统的非线性度将增加。在调制的光信号的特定情况下，OMI由信号的边带(例如“λ_low”)与信号的载波波长(“λ”)之间的比率决定(OMI～λ_low／λ)。

除了上述关于光信号通过光纤传播的考虑之外，很重要的是要注意到光信号发生器(例如，E／O转换器)的环境温度的改变也需考虑。特别地，光信号发生器的环境温度的改变会导致光信号的载波波长“λ”的漂移。另一方面，带通滤波器典型地对温度变化是不敏感的。因而，在它们彼此的关系中，带通滤波器有效地保持稳定，尽管温度改变造成了“λ”发生变化。为此，为了保持带通滤波器和载波“λ”之间的固定关系，需要考虑光信号的环境温度的变化。

发明内容

鉴于上述考虑，本发明的目的在于提供一种用于调谐光信号的系统和方法，通过使用带通滤波器消除光信号的边带，从而避免衰落。本发明的另一目的在于抑制光信号的载波，同时消除边带，以在维持系统线性度的同时增强光信号的光调制指数(OMI)。本发明的又一目的在于提供一种优化光信号在光纤上的传输的系统和方法，其组装简单，易于实施且性价比高。

_一种用于滤波光信号以在光纤上传输信号的系统，包括用于生成光信号的终端。特别地，光信号具有波长“λ”的载波、且具有上边带“λ_hi”和下边带“λ_low”。此外，系统还包括由通带限制定义的带通滤波器。如同其他带通滤波器，本发明滤波器的通带限制建立了基于光信号(即载波)的波长(“λ”)变化的传输分贝(dB)水平。具体地，滤波器的通带限制的优选特征在于中心区域，该中心区域具有基本上平坦的通带上限，该通带上限具有大于25dB的基本恒定的dB值。进一步，该中心区域位于带有正向倾斜的通带限制的下方区域、和带有负向倾斜的通带限制的上方区域之间。

根据本发明，调谐器与终端处的E／O转换器连接，以改变光信号的“λ”。特别地，此举是为了将载波定位且维持在滤波器的预选区域中。进一步地，为了精细调谐，调谐器与终端处的温度计连接，以当由E／O转换器生成用于通过光纤传输的光信号时，测量光信号的环境温度。利用该连接关系，调谐器可以考虑可能会影响载波“λ”相对于滤波器的位置的温度变化。优选地，该调谐器是本领域公知类型的热-电制冷器(TEC)。

根据本发明可以预见，优选地，将光信号的载波“λ”定位在带通滤波器具有倾斜的通带限制的区域中。最可能的是，将载波“λ”定位在限制为负向倾斜的通带限制的上方区域中。通过调谐器将载波“λ”定位在上方区域中能够实现两个功能目的。其一，可定位载波“λ”以消除光信号的边带(例如，“λ_hi”)，从而避免衰落。另一方面，可定位以抑制载波“λ”，从而在维持系统线性度的同时增强光信号的光调制指数(OMI)。