[发明专利]光发送机系统和方法

说明书

本发明与采用光强度调制技术的光双二进制发送机系统和方法有 关。

在高比特率的情况下，标准的单模光纤(SSMF)内的色散限制了 1550nm窗口内的传输距离。业已提出了各种方法来克服这种限制，其 中最为常用的是采用预线性调频调制器，色散补偿光纤，线性调频 Bragg栅，中跨度谱倒置，以及诸如色散支持传输和双二进制传输之类 的专用信号格式。

对于没有或只有极小线性调频的调制器，即α≈0，这种情况下的双 二进制传输已有一些研究，例如可参见Gu等人的“在100km的标准光 纤上的10Gbit/s不转发三电平光传输”(“10Gbit/s unrepeatered three-level optical transmission over 100km of standard fiber”，Electron.Leff.Vol.29，No.25，1993，pp.2209-2211) 和May等人的“在1538nm利用双二进制接收机扩展的10Gbit/s光纤 传输距离”(“Extended 10Gbit/s fiber transmission distance at 1538nm using a duobinary receiver”，IEEE，Phot.Technol.Lett.， Vol.6，No.5，1994，PP648-650)。线性调频参数α定义为：

其中为光信号相位，而P为光信号强度。

双二进制信号是无直流分量的，它的传输频谱比二进制信号的频 谱窄。如果将双二进制信号调制到一个载波上，调制后的信号将呈现 为一个载波受抑制的双边带信号。

采用双二进制传输的主要优点是与普通的二进制传输相比传输频 谱减窄了。在一个受色散限制的系统中，传送长度与传输频谱的宽度 的平方成反比。这意味着，如果传输频谱降低一半，传送长度就增加 为四倍。

此外，由于在双二进制传输频谱内载波频率受到抑制，因此可以 放宽为了避免在光纤内激励起Brillouin散射而对输出光功率所作的 限制。

光双二进制传输可以看作一种能用普通的二进制接收机检测的三 电平信号传送方式。在二进制传输中的通常传符(mark)是“0”和“1”， 而在双二进制传输中的传符是“-1”、“0”和“1”。在光传输的情 况下，双二进制传符调制为“0”和其中P为光 的峰值功率。这些传符将在普通的光电平方律检波器中变换为“P”、 “O”和“P”。

构成光双二进制发送机的常用方式是采用一个双电报 Mach-Zehnder(DEMZ)调制器，例如可参见美国专利5,543,952或国 际申请WO95/29539。DEMZ调制器也已用于可调的线性调频应用，见 A.H.Gnauck等人的“利用带可调线性调频的光调制器降低色散影响” (″Dispersion penalty reduction using an optical modulator with adjustable chirp，IEEE Phot.Technol.Lett.，Vol.3，No.10，1991， PP 916-918″)，以及同时2∶1多路复用和调制，见P.B.Hansen等人 的“用作10Gbit/s同时多路复用和调制的光电逻辑门的双向驱动 Ti：Linbo₃ Mach-Zehnder调制器”(“A dual-drive Ti：LiNbO₃Mach-Zehnder Modulator used as an optoelectric logic gate for 10 Gbit/s simultaneous multiplexing and modulation”，IEEE Phot. Technol.Lett.，Vol.4，No.6，1992，PP592-593)。

下面结合如图1所示原理图说明以现有技术的DEMZ调制器为基础 的典型光双二进制发送机。