专利名称：用于经由光学信道传送两个已调制信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有高频谱带宽效率的光学传输方法和光学传输系统。该方法可适用于ASK/00K (幅移/开关键控)和类似于DPSK (差分相移键控)的不同种类的相位调制 (modulation)。
背景技术：
现在，光学数据传输系统以高数据速率来传送光学信号。然而，高数据速率不仅要求传送机和接收机处的高带宽和昂贵的组件，而且对于给定的调制方案而言根据例如滤波失真、色彩和偏振模色散(polarisation mode dispersion)的系统和纤维损伤而降低信号质量。使用类似于正交频率分集调制OFDM或偏振复用分集的不同传输方法来降低信道符号速率并克服这些损伤。但是这些方法的实现导致复杂的系统。波分系统将高数据速率信号分成具有较低数据速率的两个或更多信号以便克服随数据速率缩放的损伤。但是，需要滤波器和不同的解调器来分离和重得(regain)数据信号。Caplan等人在2007年OFC的论文0ThD3中描述了仅使用单个干涉仪来利用延迟干涉仪的周期性传递函数对多个波长信道进行解调的传输方法。然而，每个信道仍需要单独的滤波器和光电转换器。传输方法可以利用不同种各类的调制，例如强度调制、相位或差相位(difference phase)调制。对于光学传输系统而言，尤其优选差分相移键控DPSK。例如Α. H. Gnauck和P. J. Winzer ￠: IEEE Journal of Lightwave Technology, vol. 23, no. 1, pp. 115-130, January 2005中描述了 DPSK传输的性能。
发明内容
本发明的目的是公开一种具有高带宽效率和低复杂性的方法和光学传输系统。用一种用于分别以权利要求1和2的特征为特征的、用于传送和接收两个已调制信号的方法及分别在权利要求11和12中表征的传送机和接收机来解决此问题。在从属权利要求中描述了附加有利特征。混合载波频率的调制允许调制(数据)信号的简单分离。仅需要一个光学解调器和电光转换器。正交信号的使用允许在窄光学信道中进行传输。
现在将结合附图更详细地以示例的方式来描述本发明的优选实施例，在附图中 图1示出根据本发明的传送机的简化图，
图2示出光学传输信号的频谱和已解调电信号的频谱的示例，图3示出根据本发明的接收机的简化图， 图4示出DPSK接收机的简化图，以及
图5示出光学传输信号的频谱和已解调电信号的频谱的第二示例。
具体实施例方式图1的简化图举例说明用于传送两个调制(数据)信号a (t)和b (t)的传送机。 出于明了的原因，未示出对于本领域的技术人员而言众所周知的光学放大器、偏振控制器 (polarisation controller)禾口控制电路。传送机包括两个激光源1和2，每个被连接到第一耦合器3 (3dB光学耦合器；组合器/分离器)的输入端。所述第一分离器(splitter) 3的输出端分别被连接到第一调制器4和第二调制器5的载波输入端。例如对应于数字数据信号的第一调制信号a (t)被连接到第一调制器4的调制信号输入端且第二调制信号b (t)被连接到第二调制器5的调制信号输入端。调制器4和5两者的输出端被连接到第一组合器(3dB光学耦合器)6。一个输出端7被选作传送机输出端。激光源1和2发射具有第一载波频率的第一载波信号L1和具有第二载波频率 f2 (与相比具有相位差)的第二载波信号L2。载波信号L1和L2被馈送到第一耦合器3 (3dB耦合器/分离器)的输入端。第一耦合器3的输出信号是调制器4和5的输入信号，忽略常数因子，可以导出为
还可以通过调制单个激光源来导出混合载波信号L1 + JL2O-L1 + L2，例如，如在A Sano 的、通过引用结合的、Proceedings of ECEC 2007的论文中所述。 由第一调制信号a (t)来调制第一混合载波信号L1 + jL2并由第二调制信号b (t)来调制第二混合载波信号JL1 + L2
其中
A1 =用调制信号a (t)的载波L1, A2 =用调制信号a (t)调制的载波L2, B1 =用调制信号b (t)调制的载波L1, B2 =用调制信号b (t)调制的载波L2,
j是虚数单位(sqrt (-1))，指数(index) 1和2仍分别指示载波频率和f2。a (t)和b (t)是例如表示1或O的逻辑值的调制信号。根据调制技术，可以对从调制器输出的第一已调制信号A1 +JA2和第二已调制信号JB1 +B2进行强度或相位调制。由第一组合器6将调制器的输出信号组合，为
权利要求
1.一种用于通过光学信道来传送两个已调制信号((A1 + JA2); CjB1 +化))的方法，包括步骤一生成意味着具有第一频率(f\)的第一光学载波信号(L1)和具有第二频率(f\)的第二光学载波信号(L2)的第一混合载波信号(L1 + JL2)；一生成意味着第一光学载波信号(L1)和第二光学载波信号(L2)的第二混合载波信号 CjL1 + L2),而分配给不同混合载波信号(L1 + JL2 ； JL1 + L2)的光学载波信号(L1, L2)具有不同的相位；一用第一调制信号(a (t))来调制第一混合载波信号(L1 + jL2)，生成第一已调制信号 (A1 + jA2)，并用第二调制信号(b (t))来调制第二混合载波信号(JL1 + L2),生成第二已调制UB1 + B2)信号，一将已调制信号((A1 + JA2) ^jB1 +化))组合并发射所组合已调制信号作为传输信号(X⑴；Xa⑴；Xd⑴)。
2.一种用于接收包括两个已调制光学信号((A1 + JA2) ^jB1 +化))的传输信号(Xa (t);XD (t))的方法，包括步骤一将接收到的传输信号(XAK (t);XDE (t))解调并将其转换成电传输信号(YA (t);YD (t))，对电传输信号(YA (t);YD (t))进行低通滤波以生成第一滤波器输出信号(S13)，一对电传输信号(YA (t);YD (t))进行调制和滤波以生成第二滤波器输出信号(S17)，一将滤波器输出信号(S13 ；S17)相加并将滤波器输出信号(S13 ；S17)彼此相减以重新得到第一和第二调制信号(a (t)，b (t))。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括应用强度调制、相位调制或相位差相位调制的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，包括生成具有等于调制信号(a(t)，b (t))的符号速率或其整数的频率差(Δ f)的光学载波信号(L1, L2)的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，包括生成具有正交频率的光学载波信号(L1,L2)的步马聚ο
6.根据权利要求4或5所述的方法，包括通过将光学载波信号(L1,L2)组合来生成混合载波信号(L1 + JL2 ； JL1 + L2)的步骤。
7.根据权利要求3所述的方法，包括通过调制等幅波信号来生成混合载波信号(L1+ JL2 ； JL^L2)的步骤。
8.根据权利要求2所述的方法，包括由光电转换器(10)将已解调电信号中的接收到的强度调制传输信号aDK (t))进行转换的步骤。
9.根据权利要求2所述的方法，包括在单个延迟干涉仪(22、23、24)中处理接收到的差相位调制传输信号(t))并在平衡光电转换器(2546)中转换输出信号的步骤。
10.一种用于经由光学信道来传送两个已调制信号((A1 + JA2); CjB1 +化))的装置的传送机，该传送机包括一载波信号发生器(1、2、3)，被设计为用于生成意味着具有第一频率(f\)的第一光学载波信号(L1)和具有第二频率(f\)的第二光学载波信号(L2)的第一混合载波信号(L1 + JL2),并生成意味着第一光学载波信号(L1)和第二光学载波信号(L2)的第二混合载波信号 CjL1 + L2),而分配给不同混合载波信号(L1 + JL2, JL1 + L2)的光学载波信号(L1, L2)具有不同的相位；一两个调制器(4、5)，每个被连接到载波信号发生器(1、2、3)的输出端并接收混合载波信号(LJjL2, jLi+L2)，调制器(4、5)被设计为用于分别接收第一调制信号(a⑴)和第二调制信号(b (t))，每个分别调制第一混合载波信号(LfjL2)和第二混合载波信号 (jk+jL)，以及一第一组合器(6)，被设计为用于将从调制器(4、5)输出的已调制信号((A1 +JA2); CjB1 +B2))组合并发射传输信号(X (t) ；Xa (t) ；Xd⑴)。
11.一种用于经由光学信道来传送两个已调制信号((A1 + JA2); CjB1 +化))的装置的接收机，该接收机包括一解调器单元(10 ;22 27)，被设计为用于将接收到的传输信号(XAK (t);XDE (t))转换成平方电信号(YA (t);YD⑴);一信号分离电路(11 19)，被设计为用于用被连接到解调器单元(10 ；22 27)的输出端的第一低通滤波器(13)重新得到第一和第二调制信号(a (t)，b (t))，并且调制器(14) 和第二低通滤波器(17)被串联地连接并连接到所述解调器单元(10 ；22 27)的输出端，一第一加法器(18)和第二加法器(19)，其第一输入端被连接到第一低通滤波器(13) 的输出端且其第二输入端被连接到第二低通滤波器(17)的输出端且其输出端发射调制信号(a (t)，b ⑴)。
12.根据权利要求10所述的传送机，其中，载波信号发生器(1、2、3)包括两个光学载波源(1、2)，每个光学载波源(1、2)被分别连接到第一耦合器(3)的第一输入端、第二输入端。
13.根据权利要求10所述的传送机，其中，所述载波信号发生器包括等幅波发生器、调制单元和耦合器，用于生成两个混合载波信号(L1 + JL2 ； JL1 + L2)。
14.根据权利要求12或13所述的传送机，包括生成具有等于调制信号(a(t)，b (t)) 的频率或其整数的频率差(Δ f)的光学载波信号(Lp L2)的步骤。
15.根据权利要求12或13所述的传送机，其中，载波信号发生器(1、2、3)被设计为用于生成正交光学载波信号(Lp L2)。
16.根据权利要求10所述的传送机，其中，调制器(4、5)是强度调制器。
17.根据权利要求10所述的传送机，其中，调制器(4、6)是差相位调制器。
18.根据权利要求11所述的接收机，其中，用于对强度调制的接收的传输信号(Xak)进行解调的解调器单元是光电二极管(10 )。
19.根据权利要求11所述的接收机，其中，用于对DPSK调制的传输信号(Xdk)进行解调的解调器单元(22 27)意味着延迟干涉仪(22、23、24)和从延迟干涉仪(22、23、24)的输出端接收光学信号的一对光电转换器(25、沈)。
全文摘要
装置包括具有生成具有不同频率的两个光学载波信号(L1、L2)的两个光源(1、2)的传送机(1～6)。光学载波信号(L1、L2)在第一耦合器(2)中被组合和划分并馈送到两个调制器(4、5)的载波信号输入端。混合载波信号(L1+jL2，jL1+L2)被两个调制信号(a(t))和(b(t))分别调制，并且已调制信号((A1+jA2)，(jB1+B2))在第一组合器中被组合并作为传输信号(X(t))发射。只需在解调器上来重得调制信号(a(t)，b(t))。
文档编号H04L27/26GK102160306SQ200880131210
公开日2011年8月17日 申请日期2008年9月22日 优先权日2008年9月22日
发明者斯平勒 B., 科尔霍 L., 哈尼克 N., C. 格特贾梅特 O. 申请人:诺基亚西门子通信有限责任两合公司