专利名称：光脉冲序列发生器的制作方法
背景技术：
本发明涉及能产生响应所输入的光信号的所想要的光脉冲序列的方法和装置。本发明也包括基于这种脉冲产生技术的全光学开关。本申请人早些时候在1993年4月26日提交的国际专利申请PCT/GB93/00863和K.Smith与J.K.Lucek所写的论文，Electronic Letters，28，1814(1992)公开了这样的系统，其中输入到以模式锁定激光谐振腔的调制器的脉冲序列会导致响应于输入数据时间波形的时钟信号的激光输出，也就是其输出脉冲响应于输入脉冲序列的每个比特位置，而不管在这个给定的比特位置上出现1或0(一个脉冲或没有脉冲)。
该时钟可被用来产生再生信号，但这还需要一级，使所恢复的时钟被原先的信号调制。发明概述按照本发明的第一方面，给出了产生光脉冲序列的方法，它包括把周期性光信号加到连接在模式锁定激光器的激光腔中的光调制器，以及从激光腔体输出脉冲序列，其特征在于，周期性光信号的重复周期等于腔体来回时间或其整数倍，藉此在相应于输入的周期性光信号的非零脉冲的比特位置上驱动激光器输出脉冲。
本发明的第一方面给出用于产生想要的脉冲序列的全光学方法。可以发现，所输出的脉冲序列具有减小的噪声和时间抖动的优良的脉冲特性，因而适合于用作为再生信号，以替代输入信号。正如下面进一步描述的那样，所输出的脉冲序列也可被用于，例如，全光学多路解复用器的操作，或者其它的信号处理或开关器件。
本发明者已发现，如果像重复的多比特字，或在某些预定的比特位置上总是为零的OTDM帧序列这样的周期性信号被用作为加到激光腔的调制器的输入数据流，以及如果重复周期和腔体的来回时间或其整数倍相匹配，那么激光器不输出时钟信号而复制输入脉冲序列。这就是，激光器的输出虽然以前是被锁定在输入脉冲序列的时序上，但现在就在输入脉冲波形出现零的地方为零，或者在OTDM帧的情况下，在相应于被设置为OFF的编码数据流的那些信道的那些比特位置上为零。
优选地，在输入脉冲序列被去掉或被修改后，使激光器继续输出脉冲序列。
本发明的这一方面的方法可被用来提供甚至在原先的产生序列被去掉以后仍能在其输出维持脉冲序列的光存储器。为此，腔体可包括脉冲成形部件，以便使它作为混合有源/无源模式锁定器件工作。于是，在初始的有源模式-锁定响应输入脉冲流之后，激光器保持无源模式锁定以维持输出脉冲序列。在以上所列出的论文和国际专利申请中讨论了合适的脉冲成形器件。替换地，激光器可由适当的时钟信号所驱动的附加调制器进行有源模式锁定。
按照本发明的第二方面，给出控制光开关的方法，
其特点为把周期性光信号加到连接在激光器的激光腔体中的调制器上，藉此模式锁定激光器，周期性光信号的重复周期等于腔体来回时间或其整数倍，输出在腔体内产生的脉冲序列，以响应所加的周期性光信号。
把该脉冲序列或由此得出的信号加到光开关的控制输入端，此光开关被安排为按照其控制输入端的信号状况把进入的数据分送到不同的输出端。
本发明的这个方面给出了对如OTDM(光时分复用器)的解复用器那样的光开关的编程方法，它可以用仅光编程信号来实现，藉此避免了在使用电子编程的地方会出现的对开关或控制速度的限制。周期性光信号可以是为了对解复用器编程的特定目的本地产生的信号，或者可以是OTDM信号本身。在这种情况下，编程可由在信号源的OTDM信号的适当切换来遥控，随后是经网络将信号传输到交换节点。当编程信号是OTDM信号时，那么在相应于被重复的非选择信道的比特位置上是零点。其它比特位置载送数据脉冲，因而对于每次重复来说可以是不同的，只要平均来说这些比特位置的每一位的值是非零的。
优选地，光开关的不同输出端的一个输出端的信号被加到激光腔体中的调制器上，以提供所述的周期性光信号。优选地，此方法包括把光开关设置成这样状态，其中每个输入脉冲的至少一部分是所述一个输出端的输出，而不管控制输入端的状态如何，以及其中输入端的数据流只在相应于将被解复用器选定的OTDM信道的那些比特位置上是非零的。
在本发明的这个方面的优选实施例中，光开关的输出被加到模式锁定激光器的腔体中的调制器上，包括响应于在开关控制输入端的控制信号而选择的在那些比特位置上的信号。然后，这就驱动模式锁定激光器在那些所选定的比特位置上进一步输出控制脉冲，它反过来又被加到开关的控制输入端，如此重复。这样，整个系统就以自保持环路的形式运行。
在以上所述的自保持稳态条件被建立以前，系统由起始程序进行初始化。在此过程中，在加到开关的数据输入端的数据流中一开始只有要被选择的信道被接通。但是由于在开关输入端还没有合适的控制序列，在该阶段期间，开关被设置成这样的状态，以使全部输入数据被传送给连接到模式锁定激光器的输出端。例如，在使用环状镜的优选实施例中，这是藉助于把环斜放以形成在线性制式下部分是反射模式和部分是传输模式。通过开关传送的数据然后驱动激光器中的调制器，以便在其输出端产生所需要的控制模型。一旦该控制输出被建立，开关就被返回到它的正常工作状态，即当在控制输入端有同时出现的控制脉冲时，数据只被切换到连接在激光器的输出端上。此方法可包括把第一OTDM数据流和一个或多个附加数据信道输入到开关，且替换附加数据信道，或由开关输出的数据流中的信道。
开关可被用来实现比起从OTDM数据流简单地提取信道更复杂的功能。特别地，它可被用来将第二信号源的信道加入。这个功能可被扩展，以给出对两个或多个输入OTDM数据流的全交叉开关。在构成的作为NOLM的开关的情况下，还可以藉使用在环路的输入端和输出端处的环形器来实现。适当的开关结构将在下面作更详细的描述。
按照本发明的第三方面，给出光开关系统，包括具有至少一个信号输入端和多个信号输出端以及控制输入端的光开关，以及包含模式锁定激光器的光脉冲序列发生器，该激光器具有连接在激光腔的调制器，并包括对于在使用时被加到调制器的周期性光信号的输入端，腔体具有这样的来回时间，以使周期性光信号的重复周期等于所述来回时间或其整数倍，光脉冲序列发生器的输出被直接或间接地连接到光开关的控制输入端，以及藉此该光开关按照其控制输入端处的信号状态把进入的数据分送到不同的输出端。附图简述现在将参照附图，仅仅以举例的方式，描述本发明的不同方面的实施例，其中
图1是说明脉冲发生器电路的第一个例子的图；图2a和2b是说明图1的电路操作的示意图；图3a到3f是说明藉使用实施本发明的电路而得到的实验数据的强度/时间图；图4a是显示了可远端编程OTDM网络结点的电路图，图4b和4c分别是级联的一对结点和一个结点的示意图；图5是概略显示脉冲发生器电路的替换实施例的图；图6是概略显示脉冲发生器电路的另一个替换实施例的图；图7是表示在图4a的电路中所使用的修改的非线性环状镜的图8a和8b是说明图7的环状镜的使用的图；图9是具有总线拓扑的光网络示意图；图10是开关的示意图；图11是在图10的电路中所使用的字形成网络；图12a和12b是开关的替换实施例的示意图；以及图13是OTDM开关的又一个例子。示例描述图1表示了实施本发明的第一个电路实例。光纤激光器以环路形式构成，并在光腔体中包括光纤调制器。传输光纤3也共同连接到光纤调制器。
在本例中，光纤激光器被做在铒掺杂光纤(工作范围1.52-1.66nm)上并由高功率激光二极管LD泵浦作用，此激光二极管可以是GRINSCH InGaAsP器件。
调制器包括单模光纤，在本例中它具8.8公里的长度。适用的光纤已有美国康宁公司，NewYork 14831的商标名称SMF/DSCPC3作为商品提供。这是被设计来工作在1550nm区的去色散光纤。它具有8.1微米的模式区直径，125微米的敷层直径和250微米的外层涂层直径。有效群折射指数在1550nm处为1.476。
在图1的电路中，耦合器WDM1、WDM2中的每一个是双向器件，它包括形成蒸发沉积的堆叠介质的干扰滤波器。一个波长直接通过滤波器，而另一个波长被反射。具有这些性质的合适的器件已有JDS FITEC公司以WDM耦合器模块No.WD1515Y-A1作为商品提供。类似结构的波长选择耦合器WDM3被用来把激光器二极管泵源连接到光纤激光器。
电路进一步包括光滤波器F，它可以是干扰滤波器，被用来控制在激光腔体中的脉冲频率和宽度。腔体内光纤隔离器I确保腔体单方向地工作。适用的隔离器是BT&D技术公司提供的型号No.OIC-1100-1550。腔体的输出由熔融光纤耦合器，例如BT&D公司提供的型号No.SMCO 202-155-OC，进行连接。
在使用时，在传输光纤上载送的脉冲序列被输入到光纤调制器，并在此调制器中以交叉相位调制在激光腔体中传播的光波，藉此以模式锁定激光器。在实施本发明的系统中，模式锁定是藉利用腔体的一个高次谐波而不是基波模式来实现的。因此，激光器腔体包括多个独立的脉冲序列。在图2a和2b中概略显示的例子中，在每个激光器来回时间内有三个数据比特到达调制器，且三个比特中的每个比特驱动环路中三个激光脉冲中的一个。
在本例中，重复的同步字被加到传输光纤上的调制器(图2b)。装置是像图2a上的那样，唯一的不同是，现在激光器有重复的三个比特的序列(在该例中的“110”)。三比特序列中的每个比特调制环状激光器中的某个特定脉冲。如果数据比特为“1”，那么产生一个激光脉冲。如果数据比特为“0”，那么激光器不被调制，且在该时隙无激光脉冲产生。因此激光器的输出就以和输入数据流相同的数据序列被调制。通常，以模式间隔的第m次谐波驱动的激光可被模式锁定到一个m比特长的字上，或者是一个m比特长的整数因子的字上。
在图1的例子中，铒光纤环状激光器由从增益切换DFB激光器得到的约20ps(微微秒)脉冲流模式锁定在1.007GHz左右。被加到传输光纤上的光纤调制器的连续脉冲流藉使用LiNbO3(铌酸锂)幅度调制器和数据发生器被编码。由于腔体特征长度，L大约等于9km，给出23KHz的C/nL，驱动频率大约相应于模式间隔的第44000次谐波，也就是n≈44000，这样任意一次在环状腔体中有44000个脉冲。对于图3a中所显示的第一例来说，驱动数据流被设置为一个重复的8比特序列“11010010”。重复率被调谐到环状腔体的一个模式上，以便强迫激光器模式锁定。在使频率以C/nL的增量或减量进行步增或步减后，就可从环状腔体中加一个或减一个脉冲。在相应于腔体中8n个脉冲的特定环状模式的情况下，其中n是整数，激光器在其输出端产生相同的“11010010”重复序列。正如前面所描述的那样，激光器输出具有约10ps脉宽的近似限制变形的低抖动脉冲流的形式。
图3c显示了当数据重复率步进增加一个或降低一个模式间隔，以使在环状腔体中分别有8n＋1或8n－1个激光脉冲时激光器的输出。这就意味着，在每个来回后，激光器脉冲相对于驱动数据流中的8比特字滑移一个比特。因此，在8个来回以后，每个激光脉冲就被字中的所有比特调制。在这种情况下，最终的激光器输出包含连续的“1”的数据流。于是，这种工作模式基本上等效于在我们上述的国际专利申请中所描述的那种。如果替换地，把滑移设置成，每个激光脉冲并不经历所有的调制数据比特，那么激光器输出具有其某些比特或者是“1”或者是“0”的字的形式，这取决于在被调制的比特上平均有多少个“1”，也取决于精确的激光器参数和数据字。
脉冲发生器也可被用来实行对驱动字的逻辑操作。图3(d)到3(f)显示了在比特率是8n＋4倍腔体频率时所得到的输出。在图上从左边数到右边，第一和第五比特经历…111111…这样的驱动脉冲模式；第二、第三、第六和第七比特经历…101010…这样的模式，以及第四和第八比特经历…000000…这样的模式。藉改变激光腔体中的条件，我们可以改变所产生的模式。在(e)和更大程度上在(f)中，经历…111111…这样模式的脉冲更有利于经历…101010…这样模式的脉冲。这样，如果我们把驱动字看作为一对四比特的字，那么在(d)中，我们可看到在两个字的相应比特之间的OR(或门)运算的结果，以及在(f)中我们可看到AND(与门)运算的结果。
在图1中用虚线表示部件是光脉冲成形单元，它可被任选地包括在激光腔体内。包含这样一个单元可使腔体从全部有源模式锁定改变为全部或部分无源模式锁定，这就是一旦一系列脉冲在腔体中建立就成为自保持的。包含这样一个脉冲成形单元可使电路作为光存储器起作用。这就是，输入到调制器的编程数据流可被去掉，而在激光腔体的输出端仍保持脉冲流，以再生编程数据的模式。这样的光存储器可应用在包括光处理或逻辑电路在内的多种场合。
脉冲成形单元可由被选择来以电路运行的光功率进行索利顿(Soliton)支持的又一个光纤调制器给出，或者替换地，可以例如用非线性半导体波导构成。无论在哪种情况下，单元的功能是削窄腔体中的脉冲，以对抗在光纤调制器中没有调制信号时脉冲变宽的倾向。
图4表示了基于按照本发明的光序列发生器的远端光可编程的OTDM(光时分多路复用)网络结点。
器件的稳态工作情形如下。数据在A点进入非线性环状镜(NOLM)。如上所述的脉冲发生电路PG的控制脉冲通过端口E进入环路。如果在与给定的数据比特相同的时间在环状镜处出现控制脉冲，那么该比特通过环路被传送并在B处出现。否则，该数据比特被反射并在C处出现。这就是，环路是线性制式下的反射模式。控制脉冲的模式，例如，11001000，响应于重复的驱动信号被重复地从脉冲发生器PG输出，因此只有在第一、第二和第五信道上的比特通过环路被传送。该解复用的数据通过光纤激光器并在F处出现。电路内的延时被控制，以使脉冲发生器PG输出的控制字在环状镜与输入数据互相比特同步。然后，控制模式的第一比特和数据流的第一信道相一致等等。
在以上所述的稳态条件被建立之前，结点经过起始程序。一开始把环状镜斜放，以形成在线性制式下部分是反射模式和部分是传输模式。这是藉助于使用环内的极化控制器改变光的极化状态来实现的。一开始，只有要被多路解复用的信道才在到结点的输入端处被接通。每个数据脉冲被部分传送经过环。这样，在本例中，模式发生器接收到一个重复的dd 00 d0 00的模式，其中d是可以取1或0的数据脉冲，并且在几个重复中有非零的时间平均。形式为11001000的模式被产生在脉冲发生器的输出端，并被反馈到环的控制脉冲输入端。由环中数据上的控制脉冲所递送的非线性相移使每个脉冲传输穿过环的部分的比例增加。然后，改变环的偏斜以使形成在线性制式下全部是反射模式。尽管数据脉冲和控制脉冲同时发生，但它们仍旧被发送。因此模式发生器仍旧继续产生11001000的控制脉冲模式。这时，如果其它信道被接通，那么由于环在线性制式下处于反射模式，且没有控制脉冲和这些其它的信道上的数据同时出现，因此那些信道被从环上反射。如在图4c上所概略显示的那样，多个这样的可编程网络结点可被链接在一起。在使用时，结点全可被远端编程为级联也就是第一(上游)结点以上述的方式被编程，然后，在该结点处未被选择的信道可被用来编程下游的下一个结点，等等。
作为把在起动阶段完成后，将环状镜从部分传输状态改变为全部反射状态的另一种选择，环状镜可永久性地保持在这样的状态，即它是以，比如说，1％在线性制式下传输。这就意味着，环状激光器起动以后，每个信道的一部分被接通，然而这些信道并不在激光器内产生脉冲，因为在脉冲已经存在时，要在激光腔体内产生脉冲所需要的功率比腔体内没有脉冲时的功率大。此装置的缺点是消光比受到损害解复用数据流在空闲信道中包括小量的光。
虽然以上的例子藉使用光纤技术加以描述的，但本发明决不受限于这一方面，其它类型的光元件和电路也可被使用。例如，图5的实施例显示了基于混合半导体/光纤电路的模式发生器。电路中的第一单元是半导体增益介质和集成在此增益介质的饱和吸收器，并被做成由进入的重复光信号激励。半导体的输出被连接包括光纤光栅终端反射器的外部的光纤腔体上。
图6显示了使用纯半导体元件的又一个替换实施例。在这种情况下，激光器腔体被限定在半导体器件的端壁之间。半导体又包括一个饱和吸收器，用在半导体基片上形成的一个信道中的增益介质对其调整，布鲁格滤波器可被合并在该结构上，使器件调谐到所需要的波长。
图7显示了用于图4a电路的环状镜L的修正形式。在该修正的环中，在耦合器2的输入和输出分支上有光环形器C1、C2。合适的环行器由研究光学(Optics for Research)以型号OC-IR2-3制做，且在本国有Lambda Photometrics Limited ofHarpenden，Hertfordshire的商品提供。通常，这种环行器使用被称作为法拉第(Faraday)旋转器的一种晶体。它具有这样的性质，即入射光的极化面以同样的方向旋转，而不管在晶体中经过的方向。晶体在其输入端和输出端被装上极化器，这样环形器就起到一个三端口器件的功能。在端口1处进入器件的光从端口2离去，在端口2进入的光从端口3离去，而在端口3进入的光从端口1离去。
使用环行器后，就使得在结点处加上信道，以及取下信道成为可能。被加到环上的光控制脉冲决定了已知数据比特从哪个端口离开。在图8a概略表示的例子中，环被用来从一个OTDM管道取下或多路解复用出一个信道，并在此位置加上另一个信道。要加上的数据流在端口PD以这样的方式被引入，以使在该信道中的脉冲和要取下的信道内的脉冲以相同的时间到达。端口PD处的数据脉冲将从端口PB处离去，因而它和OTDM数据流的未被取走的部分相合并。这样的功能已在一个系统中实现，例如，其中一个10Gbit/s的信道被从40Gbit/s的数据流中取下以及另一个信道被加在此位置上。这种功能可被扩展为全交叉连接功能(图8b)，其中全部占满的OTDM数据流到达端口PA和PB。在这种情况下，控制脉冲的出现导致了两个数据流之间的比特的交换。这样的器件阵列可被用于一个OTDM结点中，允许来自几个进入的管道的数据信道被切换到出去的管道。
作为对使用光纤调制器以便为环路提供非线性的替换情形，可使用其它器件。例如，可使用半导体放大器作为非线性材料。另外，高数字孔隙(NA)光纤也可被使用。
上述的关于图4b的结点网络可被扩展到包括如上所述的ADD功能。从属数据流可被包括在被加入的信道中。结点以一个顺序被起动，它从第一上游结点进行到以后的下游结点。
图9显示了具有总线型拓扑的网络。在图上，圆圈表示如上所述的远端可编程结点，而方形表示数据源或终端。在以下所述的顺序中，数据信道一旦接通，它就一直保持为接通。这样对于这样的总线网络的合适的起动顺序就如下所述○在D处接通要在C处取下的信道，起动结点C○在A处接通要在B处取下的信道，起动结点B○在A、D、E处接通要在G处取下的信道，起动结点G○接通将从F发送的信道和在A、D、E处的剩余信道一这些信道均到达H。
图10显示了实施本发明的OTDM交换结点的又一个例子。在此例中，模式产生器被用于时钟恢复和分隔阶段，且其输出不是被直接用来控制开关，而是由选通模式发生器处理。
此例的多路解复用器包括光路由开关101，它提供在两个光输入端1A、1D和两个光输出端1B、1C之间的交叉连接。开关具有用于选通脉冲的另一个输入端1G，此选通脉冲决定开关的设置。在输入端1G没有脉冲时，在1A处输入的光脉冲被直接送到1B。在输入端1G处有脉冲时，在1A处输入的脉冲被交叉连接到输出端1C。
对于输入端G的合适的控制序列是藉助于使用，例如，50∶50的光纤耦合器从输入的光数据流中分出其中的一个来产生的。然后，此信号被加到时钟恢复和分频电路102，它产生，例如，n信道OTDM帧的比特率的1/n的速率的时钟信号。产生的光时钟脉冲序列通过选通脉冲模式发生器103，以提供将被加以控制输入端G的脉冲序列。
在本例中的时钟恢复分频电路由以上参照图4a所述的光纤环状镜多路解复用器所提供。该器件以通常方式，只用在起动序列期间被传送的n信道中的一个信道被起动。结果，器件的输出被锁定到输入数据流的时钟上，但其重复速率是原先的线速率的1/n。
在图11上更详细地显示了选通模式产生器。它包括分路器/延时线/组合器装置105。不同的路径为分开的输入光脉冲提供各自不同的延时。延时是这样的，以使每个输入脉冲引起n个输出脉冲，脉冲间隔等于OTDM比特间隔。每个网络臂包括可通过或阻断光的快门106。这样，为选通路由开关所需要的时钟脉冲的模式可藉控制每个快门的状态来产生。快门并不一定要有超快速的开关时间，因此它们可以被电控并连接到，例如，负责配置网络路径的远端控制中心。器件的简单实现可以使用有商品提供的光纤耦合器和螺线管控制的移动光纤开关。合适的开关是加拿大的JDS公司所生产的，型号为No.SWIIS，以及英国的AGElectro-optics of Tarporley，Cheshire有商品提供。这种开关功能是藉机械插入一个单元到光束的路径的方法来工作的。替换地和优选地，选通网络可以是使用平面硅土波导工艺的集成器件。在这种集成网络中的快门可以是半导体激光放大器SLA。当接通时，SLA可被用来给出增益，以及实现快门功能。合适的平面硅工艺在Cassidy等著的论文，BT Techrology Journal，Volumell，p.1377(1993)中被揭示。作为又一个替换物，光路径和分路器可由带有源复盖的无源半导体波导来构成，以定义SLA作为快门工作。
图12a显示了替换的实施例，其中代替一个单一的路由开关，使用了2×2阵列的交叉连接的路由开关。此例子允许四个输入OTDM管道被连接到四个输出管道。所显示的例子是阻塞阵列。这就是说不是交叉连接的所有组合都是可能的。例如，来自A的信道在B被选择路由到F的同时，不能选择路由到E。非阻塞阵列也可被做造，虽然这将需要附加的交叉连接路由开关。例如，图12b所显示的相应的非阻塞阵列，通常所说的Benes阵列，需要六个交叉连接路由开关。在任一种情况下，只需要一个共用时钟恢复器件。如果每个交叉连接开关要有一个与其它模式无关的选通模式，那么对于每个开关需要一个选通脉冲模式发生器。在本图所示的例子中，有四个输入通道和四个输出通道，每个通道有六个时分复用信道。图上显示了每个输入信道所终止的地方，例如“A3”意思是管道A的信道3。每个开关由控制脉冲的重复的六比特模式所驱动。在所示的例子中，控制脉冲模式为w 001110x 000101
y 110100z 010110其中每个序列的第一比特和信道1到达相应的开关的比特相一致，等等。本图显示了当信道3s正被切换时阵列的状态。将会看到，这并不是在一个瞬间的真实“快照”，因为，事实上，对于给定信道，在x和z处的控制脉冲应当比那个信道在w和y处的控制脉冲迟到达一段时间，即要考虑在开关之间数据传播的时间。在w和x、w和z、y和z以及y和x之间的数据路径长度必须相等。
图13表示了OTDM开关结点的又一个例子，就如上面所述的例子中的情况那样，该结点使用选通模式发生器。在本例中，所被处理的数据在每个帧中有一个总是被置成零的开头的比特。然后，当这样的帧被加到如以上参照图1所述的第一光模式锁定的激光器131上时，由激光器产生的模式提供了帧同步信号。使用本申请人的光模式发生器，以这种方式产生帧同步信号是由以下论文提出的M.Obro，P.Thorsen和S.B Andreasen发表在pp1243-1244，Electronics Letters 21st July 1994，Volume 30，number15.
在以这种方式产生格式为…111110…的帧同步模式以后，该模式就被倒置。这是藉助于使用该模式控制经过延时(例如，适当长度的光纤环)135输入到第一光开关132的其自身的延迟形式来实现的延时后的结果来完成的。延时被设置成比特周期的任何整倍数，这样模式中的和经延时过的模式形式中的零在开关132处在时间上不会对准。那么到达开关132的信号输入端的比特只是在控制输入端有零的那一个比特位置才进到输出端口1。对于所有其它的比特位置，其中在控制输入端有“1”的那些比特位置，信号被输出到端口2。这样，从端口1的输出是帧同步信号的反相形式，此信号被馈送到选通模式发生器133，它是以参照图10的实施例所描述的方式进行工作的。这就产生了合适的选通模式，它再次以上述的方式被加到第二光开关134。
光开关132和134都可以由非线性环状镜来构成，其中所涉及的两个脉冲序列可藉具有正交极化来区分。在开关132的情况下，所涉及的两个脉冲流是相同的波长，这和以前的例子是信号由不同的波长来区分的情况相对，因此就需要不同的极化状态以分开不同的脉冲流。
在所示的例子中，为了从剩余的信道中分出第一、第二和第四信道，由模式产生器133产生的选通脉冲的模式是110100。
权利要求
1.产生光脉冲序列的方法，包括把重复性光信号加到连接在模式锁定激光器的激光腔中的光调制器，以及从激光器腔体输出脉冲序列，其特征在于，重复性光信号的重复周期等于腔体来回时间或其整数倍，藉此在相应于输入的重复性光信号的非零脉冲的比特位置上驱动激光器输出脉冲。
2.按照权利要求1的方法，其中在输入的重复性光信号已经被去掉或被修改后，激光器被安排成继续输出脉冲序列。
3.按照权利要求2的方法，包括使激光器腔体中的脉冲通过用来削窄脉冲的脉冲成形单元的步骤。
4.控制光开关的方法，其特点为，把重复性光信号加到连接在激光器的激光腔体中的调制器上，藉此模式锁定激光器，重复性光信号的重复周期等于腔体来回时间或其整数倍，输出在腔体内响应于所加的周期性光信号而产生的脉冲序列，把该脉冲序列或由此得出的信号加到光开关的控制输入端，此光开关被安排为按照其控制输入端的信号状况把进入的数据分送到不同的输出端。
5.按照权利要求4的方法，其中光开关的一个输出端的信号被加到激光腔体中的调制器，以给出所述的周期性光信号。
6.按照权利要求5的方法，进一步包括，把光开关设置成这样的状态，其中每个输入脉冲的至少一部分在所述一个输出端输出，而与控制输入端的状态无关，以及其中输入端的数据流只在相应于将由多路解复用器所选定的OTDM信道的那些比特位置上被设置为非零。
7.按照权利要求4到6的任一项的方法，其中第一OTDM数据流和一个或多个附加数据信道被输入到开关，且把每个附加数据信道替换到由开关输出的数据流中。
8.按照权利要求7中的方法，其中送到开关的输入至少包括两个OTDM数据流，且开关响应于在其控制输入端的信号，在不同数据流之间交叉切换信道。
9.按照权利要求4的方法，其中所述光开关响应于在控制输入端的控制信号，以输入数据流的时钟速率的整数因子为速率输出被恢复的时钟信号。
10.按照权利要求9的方法，进一步包括把所恢复的时钟信号加到选通模式发生器，及把由选通模式发生器输出的信号加到又一个光开关的控制输入端，这又一个光开关响应于在控制输入端上的选通信号在多个输出之间切换所述的数据流。
11.按照权利要求9或10的方法，其中重复性光信号包括OTDM数据帧，所有数据帧都有帧头，在预定比特位置上的包括零，藉此模式锁定激光器产生帧同步信号。
12.按照权利要求11的方法，进一步包括把帧同步信号反相，并把该反相的信号加到选通模式发生器，藉此产生用于光开关的控制信号。
13.光开关系统包括具有至少一个信号输入端和多个信号输出端以及控制输入端的光开关，以及包含模式锁定激光器的光脉冲序列发生器，该激光器具有连接在激光器腔体的调制器，并包括在使用时被加到调制器的重复性光信号的输入端，腔体具有这样的来回时间，以使重复性光信号的重复周期等于所述来回时间或其整数倍，光脉冲序列发生器的输出被直接或间接地连接到光开关的控制输入端，且藉此该光开关按照其控制输入端处的信号状态把进入的数据分送到不同的输出端。
14.按照权利要求13的系统，其中光开关的输出端被连接到脉冲序列发生器的输入端，以给出所述重复性光信号。
15.按照权利要求14的系统，包括用于在起动阶段期间设置光开关为部分传送状态的装置，在此状态下，所有进入的信号至少部分被传送到连接于脉冲序列发生器的所述输出端，而与控制输入端的状态无关。
16.按照权利要求13到15中的任一项的系统，其中开关包括对于OTDM数据流的第一输入端，和对于一个或多个附加的OTDM信道的第二输入端，且它被构造成把一个或多个附加信道替换到由开关输出的数据流中。
17.按照权利要求16的系统，其中开关包括对于两个OTDM数据流的输入端，且它被构造成来响应于控制输入端的信号在两个数据流之间交叉切换信道。
18.按照权利要求13到17中的任一项的系统，其中开关被构造成，响应于来自脉冲序列发生器的控制信号，以输入数据流的时钟速率的整数因子的速率输出所恢复的时钟信号，系统进一步包括，连接到光开关的输出端的选通模式发生器，它被构造成从所恢复的时钟信号产生用于又一个被构造成接收所述数据流的光开关的控制信号。
19.按照权利要求18的系统，其中由脉冲序列发生器输出的信号是响应于OTDM数据帧都在预定的字头比特位置上具有零的状态所产生的帧同步信号，且其中连接到脉冲序列发生器的输出端的光开关被构造成使帧同步信号反相。
20.按照权利要求13到19中的任一项的系统，其中光开关，和/或又一个光开关包括非线性环状镜。
全文摘要
藉助于把重复性光信号加到连接在模式锁定激光器的激光腔体上的光调制器的方法产生光脉冲序列。激光腔体中的脉冲序列然后被输出。重复性光信号的重复周期被设置为等于腔体来回时间或其整数倍。藉此，激光器被驱动来在相应于输入的周期性光信号的非零脉冲的比特位置上输出脉冲。在一个实例中，输出的脉冲序列被用来控制光开关，以给出使用光信号的OTDM可编程多路复用器。
文档编号H01S3/098GK1133652SQ9419371
公开日1996年10月16日 申请日期1994年10月11日 优先权日1993年10月11日
发明者J·K·卢切克, K·史密夫 申请人:英国电讯公司