[发明专利]对用直接调制激光的模拟视频传输的色散补偿电路和系统

说明书

技术领域

本发明涉及在模拟光学系统中对光纤色散和激光诱导失真的电补偿。

背景技术

模拟视频信号通常通过使用密集波分复用(DWDM)的光纤/同轴电缆 混合(HFC)网络传输，其中，利用调制激光源的组合RF信号将每个信道 幅度调制到分离的副载波上。这些副载波被狭窄地分隔，例如在NTSC信 道方案中分别被6MHz分隔。(如在此所使用的，“副载波”是“载波”的一种， 因此在本文使用中两者中的任意一个术语可以指代副载波。)

直接调制DFB激光(DML)已经在HFC网络中得到了广泛使用。在 前向应用中1310nm单波长DML为主要技术，因为其能够携带信号的全带 宽来满足系统性能所需。近来，HFC网络的信道负荷已经从50-870MHz扩 展到50-1000MHz。另一方面，对于窄带广播应用，1550nm DML被用于与 1550nm外部调制发射机结合的DWDM(密集波分复用)。直接调制光学激 光源引入被公知为激光啁啾(chirp)的激光输出的取决于调制的频率偏差。 在与光纤色散耦合的条件下，啁啾能够产生不希望的伪影，其降低了系统 性能。对1310nm DML和1550nm外部调制发射机两者而言，因为在1310nm 情况下光纤中没有色散并且在外部调制发射机中没有啁啾，所述色散不成 为问题。另一方面，用于窄带广播的1550nm DML发射机确实有啁啾诱导 的色散问题，但因为传输的信道数量非常小(在50到300MHz之间)，其 没有严重到充分降低系统性能的程度。

随着商业环境改变，其如今对于扩张HFC网络既要求宽带宽又要求低 成本，并且随着DFB激光工艺提升，对DWDM应用来说，与外部调制发 射机相比，基于DML的发射机因为其显著的低成本和简单性成正在变为更 好的选择。因此，克服工艺的色散降级以便更好工作满足系统需求正变得 关键。对1310nm和1550nm DWDM发射机来说都是如此。

众所周知，通过在将RF调制信号施加到发射机之前对其进行预补偿， 能够减轻激光啁啾和彩色失真两者的影响。基本概念是，通过失真发生电 路预先产生一组失真信号，其与需要补偿的非线性特征振幅相等但相位相 反。当这些预失真信号和由系统非线性产生的失真信号相互作用时，其彼 此抵消，因此减少或者消除了否则将要产生的失真。由激光啁啾和光纤色 散产生的失真是所谓的二阶失真。激光啁啾失真具有一个频率无关项 (frequency independent term)和一个频率相关项(frequency dependent term)，反之，由光纤色散诱导的失真只具有一个频率无关项，而频率无关 项被忽略。由激光啁啾失真导致的频率相关项也包括一个90°的相移。另一 个由光纤放大器(如果存在的话)诱导的失真源，也只有一个频率无关项。 在Kuo等人的“Second-Order Dispersion and Electronic Compensation In Analog Links Containing Fiber Amplifiers(在包含光纤放大器的模拟链路中 的二阶散射和电子补偿)”，Journal of Lightwave Technology(光波工艺期刊)， Vol.10，No.11，pp.1751-1759(1992)中描述了，基于这些观测的用于模拟光 学传输失真补偿的多通道预失真方案，在这里通过引用并入本发明。Kuo 的方案分别收集所有的频率无关项以及频率相关项，分别对其进行预补偿， 并且将其与原始RF信号重新组合来产生预补偿所有三种失真源的信号。

图1为阐明该方案的框图。如图1所示出的，该方案包括将输入RF信 号分支成三个平行通道并且随后将其重新组合输出到激光驱动器。第一通 道112引入频率相关预补偿，第二通道114引入频率无关预补偿。第三通道 116携带原始信号，其被延时来匹配通道112和114中的延时。