專利名稱：光信號再生裝置及其應(yīng)用以及包括該裝置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光信號再生裝置及其應(yīng)用以及包括該裝置的設(shè)備。
更具體地說，本發(fā)明涉及用于再生攜帶通過信號的相位調(diào)制編碼的信息的光信號的裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)光信號用光纖傳送時，它可能會產(chǎn)生某種失真，如振幅、頻率和相位失真。為了將信號盡可能地恢復(fù)成與發(fā)射時的一樣，就有必要讓光信號通過再生裝置。
在先有技術(shù)中，用于再生攜帶通過攜帶信號的振幅調(diào)制(例如利用選擇性飽和濾光器)編碼的信息的光信號的裝置已經(jīng)是公知的。
不幸的是，在目前的能夠達到每秒40G(Gbits/s)基至更高的速度的光傳輸設(shè)備中，日益增長的應(yīng)用是由相位調(diào)制的信號構(gòu)成的，特別是由通過差分相移鍵控(DPSK)型的調(diào)制進行相位調(diào)制的信號構(gòu)成的。在這種類型的調(diào)制中，信息是通過信號的相位進行編碼的，例如通過將載波信號的相位倒相來編碼位“1”，而通過不改變相位來編碼位“0”。
目前的光再生裝置不能使攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號準(zhǔn)確地再生，因為這些裝置僅僅對信號的振幅起作用。因此，不能消除或至少減少信號的相位失真，所述相位失真降低了所傳遞的信息的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠再生攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的光信號的信號再生裝置，以克服上述缺點。
為此，本發(fā)明提供了一種裝置，所述裝置用于再生攜帶通過調(diào)制信號的相位而編碼的信息的光信號的相位，所述裝置包括光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號轉(zhuǎn)換為至少一個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的輔助信號；和至少一個光振幅再生模件，用于再生所述輔助信號的振幅；
因此，本發(fā)明的再生裝置使得有可能以利用現(xiàn)有的用于再生攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的信號的裝置的簡單方式再生攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號的相位。
本發(fā)明的再生裝置還可以包括一個或多個下述的特征所述再生裝置還包括光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用來將再生的輔助信號轉(zhuǎn)換為攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號；所述將相位調(diào)制變?yōu)檎穹{(diào)制的光學(xué)轉(zhuǎn)換器和將振幅調(diào)制變?yōu)橄辔徽{(diào)制的光學(xué)轉(zhuǎn)換器組合為單一可逆轉(zhuǎn)換器；所述用于再生輔助信號的光學(xué)再生模件包括噪聲抑制裝置；所述噪聲抑制裝置包括選擇性飽和濾光器；每個光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器包括兩個串聯(lián)的傳送兩個輔助信號的耦合器；用于再生兩個輔助信號的振幅的所述光振幅再生模件包括能同時再生兩個輔助信號的振幅的單一選擇性飽和濾光器；和用于再生所述輔助信號的振幅的所述光振幅再生模件包括兩個分別再生每個輔助信號的振幅的選擇性飽和濾光器；本發(fā)明還提供了包括光信號傳播裝置的光傳輸設(shè)備，所述設(shè)備包括本發(fā)明的以上定義的插入到所述傳播裝置中的再生裝置。
本發(fā)明還提供一種裝置的用途，所述裝置將以下部分組合在一起一光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號轉(zhuǎn)換為至少一個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的輔助信號；和至少一個光振幅再生模件，用于再生所述輔助信號的振幅，以便再生攜帶通過信號的相位調(diào)制編碼的信息的光信號的相位。


通過參照如下附圖閱讀具體實施例的描述將對本發(fā)明有更好的理解圖1為本發(fā)明的第一實施例的再生裝置的方塊圖；圖2為本發(fā)明的第二實施例的再生裝置的方塊圖；圖3為本發(fā)明的第三實施例的再生裝置的方塊圖；和圖4為與圖3所示的再生裝置的一部分的變型的詳圖。
具體實施例方式
圖1示出用總參考符號10表示的光纖。所述光纖用于傳輸攜帶通過信號的相位調(diào)制編碼的信息的光信號S。所使用的相位調(diào)制可以選自例如公知的歸零差分相移鍵控(RZ-DPSK)和非歸零差分相移鍵控(NRZ-DPSK)。
所述光信號S攜帶的信息是二進制信息，各個“位”(bit)成對地以稱之為“位時間”的持續(xù)時間Tb間隔開。
通過對周期為Tp的周期性載波信號P(t)的相位進行調(diào)制來獲得信號S(t)。這樣選擇所述載波信號，使得Tb是Tp的倍數(shù)。
與在時刻nTb和(n+1)Tb之間傳輸?shù)牡趎位對應(yīng)的信號的相位表示為(n)。
于是，在光纖中傳輸?shù)乃鲂盘柋磉_式為 其中n=E[tTb]]]>其中E[ ]表示取整功能。
光信號再生裝置12與光纖10串聯(lián)。把輸入再生裝置12的光信號表示為Se＝S，而把從再生裝置輸出的再生光信號表示為Ss。
再生裝置12包括第一光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14，用于將攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號Se轉(zhuǎn)換為兩個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的信號S1｀和S2｀。
然后利用光振幅再生模件16再生這兩個信號S1｀和S2｀。
然后，在光振幅調(diào)制模件16中再生的光信號通過第二光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器18，第二光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器18用于將攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的信號S轉(zhuǎn)換為攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號Ss。這樣，信號Ss攜帶通過相位調(diào)制編碼的與信號Se相同的信息，但是與此同時它也已經(jīng)由光振幅再生模件16再生。
能夠看到在再生裝置12中，用于再生的信號Se被分成兩個信號。再生裝置12的兩個臂分別對應(yīng)于所述信號占用的兩個路徑。經(jīng)由第一臂(圖1中的上臂)傳輸?shù)男盘栍脴?biāo)志1表示，而經(jīng)由第二臂(下臂)傳輸?shù)男盘栍脴?biāo)志2表示。
每個光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14、18是差分相移鍵控(DPSK)解調(diào)器，通過用于模件14的3分貝(dB)耦合器20、22以及用于模件18的3分貝耦合器26和28，結(jié)合插入到所述第一臂的兩個耦合器之間各自的延遲元件24或30來實現(xiàn)。
所述3分貝耦合器是無源光學(xué)四端網(wǎng)絡(luò)，兩個信號輸入端口表示為Inlet1和Inlet2，而兩個信號輸出端口表示為Outlet1和Outlet2。這些端存在著如下的關(guān)系Outlet1Outlet2=αα·eiπ2α·eiπ2α·Inlet1Inlet2]]>其中α=22]]>由于耦合器是一個無源元件，所以兩個輸入端口可以互換地是左端口或右端口而不改變上述關(guān)系，所述3分貝耦合器稱之為“可逆的”。
光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14的第一3分貝耦合器20具有作為其唯一的輸入信號的經(jīng)由inlet1輸入的信號Se。inlet2接地。在3分貝耦合器20的outlet1得到的信號表示為S1，而在outlet2得到的信號表示為S2。
這兩個信號S1和S2的表達式為 延遲元件24設(shè)置在光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14的兩個3分貝耦合器20和22之間用來使所述信號S1在進入3分貝耦合器22之前延遲一個位時間Tb。所述延遲信號表達式為 其中n`=E[t-TbTb]=E[tTb-1]=n-1]]>在第一3分貝耦合器20的出口的第二臂上獲得的信號S2直接輸入到第二3分貝耦合器22的第二入口。然后第二3分貝耦合器22的出口傳送信號S1｀和S2｀，其表達式為
由于Tb是P的周期TP的倍數(shù)，因此P(t-Tb)＝P(t)。
用于對載波信號Se上的信息進行編碼的調(diào)制的是雙態(tài)差分相位鍵控調(diào)制器。為相位選擇的雙態(tài)是0和π。這樣，通過相位信號來編碼連續(xù)的位，所述連續(xù)的位或者是相同的或者是相反的。
因此，如果(n)＝(n-1)，那么信號S1｀就為零而S2｀為非零。同樣，如果(n)＝(n-1)+π，那么信號S1｀就為非零而S2｀為零。這樣加載信息的信號S1｀和S2｀是通過振幅調(diào)制編碼的。
再生裝置12的光振幅再生模件16使這兩個信號S1｀和S2｀能夠被再生。這個模件包括噪聲抑制裝置17。噪聲抑制裝置17使用例如選擇性飽和濾光器來消除兩個光信號S1｀和S2｀的噪聲。也可以使用用于再生攜帶振幅編碼信息的信號的任何其他裝置。
在第二光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器18的第一3分貝耦合器26的第一臂的出口獲得的信號表示為S1｀｀。這個信號S1｀｀等于 信號S1｀｀｀對應(yīng)于信號S1｀｀通過延遲器30之后的信號，得到 在第二光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器18的第一3分貝耦合器26的第二臂的出口獲得的信號表示為S2｀｀｀ 然后這兩個信號S1｀｀｀和S2｀｀｀輸入到第二光學(xué)轉(zhuǎn)換器28的第二3分貝耦合器中，所述第二3分貝耦合器的出口2接地，而在第二3分貝耦合器28的出口1得到的信號Ss的值為 能夠看到信號Ss對應(yīng)于偏移了一個位時的信號Se，忽略正負號。
因此，這提供用來再生攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的光信號S的裝置。所述再生裝置的優(yōu)點在于它僅僅包括無源元件。
如圖2所示的第二個實施例利用了3分貝耦合器的可逆特性。由于前述光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14和18是使用可逆元件的對稱裝置，因此這些光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器也同樣是可逆裝置。從而不管通過它們的光的方向如何都會得到同樣的結(jié)果。
術(shù)語“正向”用于從左到右的傳播，而術(shù)語“反向”用于從右到左的傳播。
再生裝置12具有單一光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14，光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14與包括噪聲抑制裝置17的光振幅再生模件16串聯(lián)。
在光振幅再生模件16的出口獲得的沿正向傳播的信號與在第一實施例中在同一模件的出口獲得的信號是相同的。反射模件32設(shè)置在光振幅再生模件16的出口。反射模件32包括兩個分別設(shè)置在再生裝置12的相應(yīng)的臂上的鏡面面34和36。
假設(shè)在3分貝耦合器22的兩個出口和述反射裝置32的鏡面34和36之間的路徑長度是相同的，使得所述信號的相位差得以保留，否則，就有必要插入減小相位差的元件來進行調(diào)整，以便于補償兩個路徑之間的相位差。
所述信號經(jīng)反射裝置32的鏡面34和36反射以后，再第二次通過所述光振幅再生模件16后反向傳輸?shù)剿龉鈱W(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14。
關(guān)于圖2所示的標(biāo)記S1、S1｀ 、S1｀｀、S1｀｀｀、S2、S2｀、S2｀｀、S2｀｀｀的方程式與圖1中所示的實施例中的方程式相同。
在這個實施例中，再生裝置12還包括插入在光纖10之間的光環(huán)行器40。沿光纖10傳輸?shù)男盘朣e經(jīng)由第一端口V1進入環(huán)行器40，再經(jīng)由第二端口V2輸出后進入光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器14。經(jīng)過再生后，所述信號又經(jīng)由第二端口V2回到光環(huán)行器40，再經(jīng)由第三端口V3以再生輸出信號Ss的形式輸出。
圖3中示出本發(fā)明的第三實施例。和實施例2中一樣，再生裝置12具有單一光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器42和包括噪聲抑制裝置17的光振幅再生模件44。
光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器42具有兩個3分貝耦合器54，在第一臂上兩個3分貝耦合器54之間設(shè)置有位延遲元件，使得正向傳輸?shù)男盘柺艿脚c第二實施例中相同的改變。
以與先前的實施例相同的方式執(zhí)行以下操作將對攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號的調(diào)制光學(xué)轉(zhuǎn)換為兩個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的信號。所述信號S1、S1｀、S2和S2｀的表示式?jīng)]有改變，給出 隨后，將分別在所述光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器的第一和第二臂的出口獲得的信號S1｀和S2｀傳輸?shù)剿龉庹穹偕＜?4。
與上述第二實施例不同，再生的信號S1｀經(jīng)由第二臂的入口被再次引入光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，而再生的信號S2｀經(jīng)由第一臂的入口被再次引入光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器。
通過本實施例的方式，不再需要使用任何反射模件。這假設(shè)振幅再生裝置46同時在兩個方向上執(zhí)行其功能。這方面的一個可能的實際的實施例是一個選擇性飽和濾光器，該選擇性飽和濾光器具有足夠大的面積，足以使它能夠同時處理兩個信號。
當(dāng)信號S1｀和S2｀以相反的方向傳輸通過光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器42時，在第二個3分貝耦合器54的出口得到的信號表示如下 在通過一個位延遲元件之后，信號S1｀｀變?yōu)榫哂腥缦卤硎臼降男盘朣1｀｀｀ 為了得到與第二實施例基本上相同的結(jié)果，在所述第二臂上設(shè)置二位時間延遲元件。
這個延遲元件必須僅僅對沿第二臂在相反方向上傳輸?shù)男盘柶鹱饔谩?br> 為了這個目的，利用兩個光環(huán)行器48使沿第二臂正向傳輸?shù)男盘柋３植蛔?，而使沿第二臂反向傳輸?shù)男盘柾ㄟ^二位時間延遲元件50。
在通過所述二位時間延遲元件50后，信號S2｀｀變?yōu)榫哂腥缦卤硎臼降男盘朣2｀｀｀ 然后這兩個信號S1｀｀｀和S2｀｀｀進入第一3分貝耦合器54，第一3分貝耦合器54的第二臂的出口在相反方向上給出 這樣能夠看到，信號Ss等于偏移兩個位時間的信號Se，忽略正負號。
在圖3中所示的第三個實施例中使用的在兩個方向同時起作用的光再生模件44也可以利用兩個選擇性飽和濾光器構(gòu)成。
圖4中詳細示出的所述模件具有第一和第二噪聲抑制裝置58和60以及兩個光環(huán)行器62和64。噪聲抑制裝置58和60例如可以由選擇性飽和濾光器構(gòu)成。借助于兩個光環(huán)行器，從光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器42的第一臂傳輸?shù)降诙鄣男盘柾ㄟ^第一選擇性飽和濾光器58，而在相反方向上傳輸?shù)男盘柾ㄟ^第二選擇性飽和濾光器60。
這樣，所述光學(xué)再生裝置是完全光學(xué)的，因而是無源的。它使得有可能再生攜帶通過對信號的相位調(diào)制編碼的信息的光信號。
權(quán)利要求
1.一種用于再生光信號的相位的設(shè)備，其中，所述光信號攜帶通過對所述信號的相位調(diào)制來編碼的信息，所述設(shè)備包括光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號轉(zhuǎn)換為至少一個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的輔助信號；至少一個光振幅再生模件，用于再生所述輔助信號的振幅；和光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將所述再生的輔助信號轉(zhuǎn)換為攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的再生裝置，其特征在于，將相位調(diào)制變?yōu)檎穹{(diào)制的所述光學(xué)轉(zhuǎn)換器和將振幅調(diào)制變?yōu)橄辔徽{(diào)制的所述光學(xué)轉(zhuǎn)換器組合為單一可逆轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1所述的再生裝置，其特征在于，用于再生所述輔助信號的所述光學(xué)再生模件包括噪聲抑制裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的再生裝置，其特征在于，所述噪聲抑制裝置包括選擇性飽和濾光器。
5.如權(quán)利要求1所述的再生裝置，其特征在于，每個光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器包括兩個串聯(lián)的傳送兩個輔助信號的耦合器。
6.如權(quán)利要求5所述的再生裝置，其特征在于，用于再生所述兩個輔助信號的振幅的所述光振幅再生模件包括同時再生兩個輔助信號的振幅的單一選擇性飽和濾光器。
7.如權(quán)利要求5所述的再生裝置，其特征在于，用于再生所述輔助信號的振幅的所述光振幅再生模件包括分別再生每個所述輔助信號的振幅的兩個選擇性飽和濾光器。
8.一種包括光信號傳輸裝置的光傳輸設(shè)備，所述設(shè)備包括插入到所述傳輸裝置中的根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生裝置。
9.一種裝置的用途，所述裝置包括光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號轉(zhuǎn)換為至少一個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的輔助信號；至少一個光振幅再生模件，用于再生所述輔助信號的振幅；光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將已再生的輔助信號轉(zhuǎn)換為攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號，以便再生攜帶通過對所述信號的相位調(diào)制編碼的信息的光信號的相位。
全文摘要
本發(fā)明的主題是光信號再生裝置及其應(yīng)用以及包括該裝置的設(shè)備。本發(fā)明涉及一種用于再生攜帶信息的光信號的相位的裝置，所述信息是通過對所述信號的相位調(diào)制而編碼的，所述裝置包括光學(xué)調(diào)制轉(zhuǎn)換器，用于將攜帶通過相位調(diào)制編碼的信息的信號轉(zhuǎn)換為至少一個攜帶通過振幅調(diào)制編碼的信息的輔助信號；以及至少一個用于以光學(xué)方式再生所述輔助信號的振幅的模件。
文檔編號H04B10/29GK1658021SQ20041008229
公開日2005年8月24日 申請日期2004年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者B·奎諾特, E·潘斯明 申請人:法國電訊公司