[其他]光传输系统

说明书

本发明涉及光放大器，特别涉及到相干光传输系统。

从本发明涉及的一个方面来看，提供了一种光信号放大器，这种光信号放大器的特征在于：用于产生基准光信号的装置;用于把输入光信号变换成电信号的装置，上述电信号的频率为所述基准光信号频率与输入光信号频率的差频（中频）;用于对这个电信号进行放大的装置;把放大后的电信号引入由所述基准光信号组成的光频载波的装置，该装置将放大后的电信号引入由所述基准光信号组成的光频载波，从而得到输出光信号，上述输出光信号与所述输入光信号相干，并且相对于所述输入光信号被放大了。

从本发明的另一方面来看，提供了以光信号放大器为特征的相干光传输系统，这种光信号放大器包括：用于产生基准光信号的装置;用于把输入光信号变换为电信号的装置，上述电信号的频率为所述基准光信号频率与所述输入光信号频率之差频;用于放大电信号的装置;用于把放大后的电信号引入由所述基准光信号组成的光频载波的装置，该装置将放大后的电信号引入由所述基准光信号组成的光频载波，从而得到输出光信号，上述输出光信号与所述输入光信号相干，并相对于所述输入光信号被放大了。

下面将参照附图来说明本发明的实施方案。

图1a是线性光中频（IF）放大器的线路图;

图1b显示了场效应管（FET）放大器放大率-频率特性以及输入信息;

图2显示了集成光学单边带调制器;

图3是铯的D₂谱线在0.85微米（μm）处的吸收谱。

在大容量长距离光纤系统中采用相干方法的优点主要地包括下面几个方面：由于将探测灵敏度提高得了量子极限，使中继距离得以增大;采用频域复用增加了系统的容量，当各个通道都以其最高比特速率（这个最高比特速率由光纤散射或相联电路系统的速度确定）工作时，采用频域复用进一步增加了时分复用信息通道的容量;增加了调制方式的选择余地，例如可采用宽频移（载波频率为光频）的高质量模拟频率调制（FM）;降低了对光探测之后的辅助放大的线性要求，相干光探测中。探测特性是线性型的，而不是二次型的，也就是说，对于动态范围为60dB的系统，放大器的动态范围也只需要60dB，而不是120dB;能够用“黑盒”（black    bax）方式实现光放大。

下面的优点是本发明在根本上所涉及到的。光放大是通过频率变换和在中频（IF）下的放大来实现的，这又使在中频（IF）下进行的通道降落和通道引入变得简便易行。

传输系统的再生/分支点的功能通常是：信号放大，通道降落、通道引入和重新定时。这些功能可通过图1a所示的线路在诸如纤维光学传输系统那样的光学系统中实现。图1a的电路包括：光电二极管1，带通滤波器2，激光器3（例如一个GaAlAs激光器），带有“原子”标准器5的稳定电路4，宽带放大器6（例如由砷化镓场效应管组成），单边带调制器7。图1a的电路包含光输入端和光输出端，并包含有线性光放大器。

激光器3与稳定电路4和“原子”标准器5一起构成了光频本机振荡器，这个光频本机振荡器稳定在“原子”标准上，以保持高度的相干性，并使中频（IF）保持在再生器的电路带宽范围之内。在文献中已报道过位于0.85m处的这样一种“原子”标准器（“用Cs-D₂谱线的无多普勒效应频谱稳定GaAlAs激光器的频率”，载IEEE J.Quantum Electronics，Vol.19，0.2，PP169-175，February 1983），这种标准器以的D₂谱线为基础，其绝对分辨率优于10MHz（见图3）。已经制作出了适用于其他波长范围的标准器，所以不必把波长限制在0.85μm。

光电二极管1同光频本机振荡器一起组成降频变换器。光电二极管1受到输入光信号与本机振荡器所产生的光信号的照射，光频本机振荡器所产生的光信号具有相当高的功率，通常达几个毫瓦。光电二极管的输出电流的频率是输入光信号同本机振荡器所产生的光信号的差频（中频intermediate    freguency），该输出电流经滤波器2进行带通滤波后，由砷化镓（GaAs）带宽放大器6予以放大。在大信息容量的光学系统中，放大器6的带宽可达10千兆赫（GHz），其中心频率为15GHz。图1b显示了放大器6的放大率-频率响应在很宽的频率范围内呈现出的平坦线性特性，并显示了同输入光信号所携带的信息相联系的频率范围。