专利名称：用于光脉冲的眼图掩模的制作方法
技术领域：
本发明涉及光传输系统，更具体说涉及在光纤上传输调制的光信号的光传输系统。当调制的光信号被在很高的频率下调幅，以形成用于在光纤上远距离传输的表示信息的连续脉冲时，光脉冲会在传输过程中变形和衰减，并且可以在光纤远端恢复的信息的衰减和变形程度确定了不需放大的最大信息传送距离。可沿光纤以一定间隔设置光放大器，但这样由于光放大器引入的异步自发辐射噪声(ASE)会引起光信噪比的劣化。
如果对于特定长度的链路来说误码率(BER)过高，该问题可简单地通过减少信号再生之间的跨度长度来解决，再生使光信号转换成电信号并被整形。这样由于需要更多的再生器位置而使成本增加，并且会大大增加传输密集波分复用信号(DWDM)的系统的成本和复杂性，其中单个光纤容纳着大量的各具有不同波长(颜色)的独立的光信道。也可以选择，在光纤远端提供具有可调节的判定阀值的光接收器，但这需要对接收器进行调整，这样会大大增加成本和复杂性。
本发明试图提供一种改进的光传输系统。
根据本发明的第一方面，一种光传输系统包括用于产生具有逻辑1值和逻辑0值的光脉冲并沿光纤传输该光脉冲的装置，其中光脉冲的眼图包括眼掩模(mask)，相对逻辑1值来说，眼掩模的平均幅值更接近逻辑0值；用于在光纤的远端接收光脉冲的装置，其利用眼掩模的幅值特性以利于在存在所述脉冲传输过程中引入的噪声的情况下检测逻辑0值和逻辑1值。
根据本发明的第二方面，一种光传输系统包括用于产生速率为3Gb/s或更低并具有逻辑1和逻辑0值的光脉冲以及沿光纤传输该光脉冲的装置，其中光脉冲眼图包括眼掩模，其是矩形的，并具有大约是逻辑1值的0.65的上限以及大约是逻辑0值的0.15的下限。
在应用中，标准的额定位速率是2.5Gb/s，其实际的位速率是2.48832Gb/s，但其对于加入向前误差修正等是理想的，这需要在位流中插入额外的位，从而使光脉冲速率增加到2.5Gb/s的额定值以上。选择3Gb/s的数值以允许位速率增加到其额定的标准值以上。
优选地，眼掩模是具有以光脉冲的峰值振幅为中心的时间位置的矩形。再优选地，眼掩模的长度(经历时间)的眼图位间隔的0.2。
在光纤远端接收到的脉冲优选地被转换成电信号并通过阀值判定装置检测，阀值判定装置被交流连接到前面的转换装置。这产生了由脉冲曲线确定的平均脉冲值。
下面将结合附图以举例方式对本发明进行进一步说明，其中
图1示出一光传输系统，图2更详细地示出所述系统的一部分，图3和图4是说明性的图表。
参见图1，其中示出了一n-信道型DWDM光传输系统。该系统包括由单独的光发送器2产生的n个光信道1。每个光信道是以业务信息和附加信息调制的光信号，在一DWDM系统中具有大量的n个光信道，每个信道具有不同的光载波波长。相邻的波长可间隔很近，并可在可利用的频谱上有规律地间隔开。
所述n个信道在一多路复用器3处结合，其中所述单独的载波波长被保持，并通过功率放大器(booster amplifier)4在光纤5上传送到接收器的前置放大器6。光纤可以是很长通信距离的传输系统(例如在600km量级)的一部分，并且为了放大信号值，如果需要可以设置光线路放大器7、8。
接收到的光信号被馈送到多路分解器9，其中每个单独的光载波被分离出来，并被传送到单独的接收器10，在这里业务信息和附加信息可被恢复以及按照需要使用。
每个光载波具有很高的频率，可以很高的重复频率(例如以2.48832Gb/s即额定的2.5Gb/s速率，或更高)来传输作为光脉冲串的数据。如果为了校正错误而将额外的错误校正位插入位流，则光脉冲的实际位速率可以比额定值高。一种向前错误校正技术使位速率增加了15/14，但另一可选的技术可或多或少地增加到3Gb/s的预期上限。以该量级的位速率，这些脉冲的形状在沿光纤5的传输过程中被改变和劣化。劣化可由于光纤本身以及光放大器引起，光放大器产生对信噪比有不利影响的异步自发辐射噪声。这些效应都会引起接收机处中的噪声信号和位错率增加。
为了较少位错率，已提出减少放大器间的跨距长度，以及减少涉及光-电信号转换的再生前的跨距数。其缺点是使系统成本增加，并且需要更多的再生器布置，在具有大量信道的DWDM应用中成本损失是会很严重。
可选择地，为了较少位错率，接收器处的判定阀值可用于产生最佳的位错率。在光接收器处将需要相当大的调整，以将阀值调整成可用于不同的输入功率值。
不同的是，本发明利用传输的光调制和具有相对于被传输脉冲的特征选择的固定判定特征的接收器。
图2详细示出接收器的一部分。只示出了单个信道接收器RX，但该布置对于所有光信道都可重复应用。接收器RX的输入处的光是利用光-电检测器20检测的，并且得到的脉冲信号被通过固定增益互阻抗放大器21经电容器23馈送到判定电路22，电容器23将电路22交流连接到检测器20和放大器21。
图3中示出由发送器传送的光信号的脉冲形状，其示出了所谓眼图，其中给出了脉冲振幅相对于时间的图形。所示的逻辑1脉冲形状30被叠加在逻辑脉冲形状31上，可以看到，脉冲形状相对于振幅中点32是不对称的，也就是说，在脉冲的工作周期内减小了。所述脉冲形状的容许位置由矩形的眼掩模33确定，眼掩模从中点32偏移，该矩形33确定了被传送的脉冲的界限，逻辑1脉冲或逻辑0脉冲都不可落入由矩形确定的区域内。
如果额定逻辑0值是零，并且额定逻辑1值是单位1，则矩形的上位级(level)具有值0.65，下位级具有值0.15。眼图的持续时间是T，其对应于单个脉冲的长度。眼掩模的持续时间是0.2T。
在图2中，放大器21通过电容器23容性地交流连接到判定电路22，由光-电信号转换获得的电信号在判定电路22的输入端处被偏压在阀值附近，这意味着阀值和输入信号的平均值是相同的。
光信号的工作周期γ=t12T,]]>其中t1是信号在其平均值以上的的时间，T是位间隔，如图3所示。
在一光传输信号中，传输逻辑1的概率大致等于传输逻辑0的概率，因为信号在传输之前被扰频以将每种符号的概率保持在0.5。根据本发明的信号曲线如图4所示，其中为了上述条件，信号的平均值VM是使得两个区域40、41相等的值。
为在γ低于50％时保持两个区域相等，ΔV1必须比ΔV0大。如果电信号在区分逻辑1和逻辑0的判定值上被偏压(通常是在例如图2所示的交流连接的接收器的情况下)，通过改变传输的信号的特性，可以使逻辑1离开阀值VM更远，而不需要调整接收器。
这种偏压电信号的方式是自适应的，其不受输入光功率的改变的影响，因为信号的平均值并不改变(信号是交流连接的)，并且即使峰-峰幅值改变了，比率ΔV1/ΔV0是恒定的，因为其与γ的值有关(发送器参数，与接收到的功率无关)。
权利要求
1.一种光传输系统，包括用于产生具有逻辑1值和逻辑0值的光脉冲并沿着光纤传输该光脉冲的装置，其中所述光脉冲的眼图包括眼掩模，相对逻辑1值来说，眼掩模的平均振幅更接近于逻辑0值；以及用于在所述光纤的远端接收所述光脉冲的装置，其利用眼掩模的振幅特性以利于在存在所述脉冲传输过程中引入的噪声的情况下检测逻辑1值和逻辑0值。
2.一种光传输系统，包括用于产生速率为3Gb/s或更低且具有逻辑1值和逻辑0值的光脉冲并沿光纤传输该光脉冲的装置，其中所述光脉冲的眼图包括矩形的眼掩模，眼掩模的上限大约是逻辑1值的0.65，下限大约是逻辑0值的0.15。
3.如权利要求2所述的光系统，其中在光纤远端的光接收器处设有用于利用眼掩模的振幅特性以利于在存在所述脉冲传输过程中引入的噪声的情况下检测逻辑1值和逻辑0值的装置。
4.如权利要求1，2或3所述的光系统，其中眼掩模是矩形，该矩形具有以光脉冲的峰值振幅位置为中心的时间位置。
5.如权利要求4所述的光系统，其中眼掩模的长度即持续时间，是眼图位间隔的0.2。
6.如权利要求1或3所述的光系统，其中在光纤远端接收的脉冲被转换成电信号并被通过阀值判定装置检测，所述阀值判定装置被交流连接到前面的转换装置。
全文摘要
在一光数据传输系统中，高频脉冲光信号被沿着光纤传输。这些脉冲在较长的光纤上传输时被衰减和变形，使得在接收端进行的数据检测很困难。通过眼图确定容许的脉冲曲线，本发明利用一相对于逻辑1值和逻辑0值是非对称的眼图。通过将眼图靠近逻辑0值设置，可以显著改善存在光脉冲传输过程中引入的噪声时的检测。
文档编号H04B10/152GK1531806SQ01816815
公开日2004年9月22日 申请日期2001年9月28日 优先权日2000年10月3日
发明者P·希吉诺, A·帕拉吉, , P 希吉诺 申请人:马科尼通讯有限公司