專利名稱：在光波長轉(zhuǎn)換器中減小串擾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光波長轉(zhuǎn)換器以及使用該光波長轉(zhuǎn)換器的方法和光 學通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
波分復用(WDM)光學通信系統(tǒng)可方便地結(jié)合光學泵浦非線性 光學器件(例如，光波長轉(zhuǎn)換器和/或光學相位共軛器)。作為第一示 例，WDM光纖線路可結(jié)合相鄰光纖跨距段之間的光波長轉(zhuǎn)換器，以 能夠在相鄰光纖跨距段中將光學通信轉(zhuǎn)移到不同波長信道。改變相鄰 光纖跨距段之間的波長信道的能力使WDM光學通信系統(tǒng)的每個光纖 跨距段中的帶寬能夠被更有效地利用。作為第二示例，長途W(wǎng)DM光 纖線路可結(jié)合光學相位共軛器。被合適地布置的光學相位共軛器能夠
成的脈沖劣化。盡管這樣的光學泵浦非線性光學器件可具有使它們與 WDM光纖線路的結(jié)合良好的特性，但是對于這些非線性光學器件的 改進是有用的。

發(fā)明內(nèi)容
各個實施例提供了適合于產(chǎn)生在不同波長信道中的光學脈沖之 間的減小的串擾的光學波長轉(zhuǎn)換器。在WDM通信系統(tǒng)中，通常期望 減小在光學泵浦非線性光學器件中的這種信道間串擾的產(chǎn)生。
在第一方面，一種光纖傳輸系統(tǒng)包括一系列光纖傳輸跨距段和一
個或多個全光學信號處理器。所述光纖傳輸跨距段連接在一起形成光 學通信路徑。每個全光學信號處理器直接連接相應的相鄰的一對跨距 段。每個全光學信號處理器包括具有輸入端口和輸出端口的光波長轉(zhuǎn)換器和連接到同 一處理器的光波長轉(zhuǎn)換器的輸入端口的色散調(diào)整 模塊。所述色散調(diào)整模塊還被構(gòu)造為將一些接收的光學脈沖的累積色 散調(diào)整為在所述同一處理器之前緊接著的跨距段中的相應光學脈沖 的累積色散的范圍之外。
在一些系統(tǒng)中，色散調(diào)整模塊被構(gòu)造為將一些接收的光學脈沖的 累積色散調(diào)整為在所迷一系列跨距段中的在所述同一處理器之后緊 接著的跨距段中的相應光學脈沖的累積色散的范圍之外的值。
在一些系統(tǒng)中，色散調(diào)整模塊被配置為將一些接收的光學脈沖的
累積色散調(diào)整為具有如下值，所述值大于大約0.25xl()S或0.5xl()S皮
特率的平方。色散調(diào)整模塊還可以被配置為將一些接收的光學脈沖的 累積色散調(diào)整為具有如下值，所述值小于大約4xl()S或2xl05 pS/nm 除以以Gb/s為單位的每波長信道比特率的平方。
在一些系統(tǒng)中，每個全光學信號處理器還具有具有第二色散調(diào)整 模塊，所述第二色散調(diào)整模塊被配置為從其中的光波長轉(zhuǎn)換器的輸出 端口接收波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖。每個第二色散調(diào)整模塊被配置為將 一些接收的波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖的累積色散重設(shè)為在由所述同一 處理器直接連接的兩個跨距段中的相應光學脈沖的累積色散的范圍 之內(nèi)。
在第二方面， 一種光纖傳輸系統(tǒng)包括連接在一起形成光學通信路 徑的一系列光纖傳輸跨距段和一個或多個全光學信號處理器。每個全 光學信號處理器直接連接相應一對相鄰的跨距段。每個處理器包括具 有輸入端口和輸出端口的光波長轉(zhuǎn)換器。每個處理器包括具有被構(gòu)造 為將接收的光學脈沖發(fā)送到其中的波長轉(zhuǎn)換器的輸入端口的色散調(diào) 整模塊。所述色散調(diào)整模塊被配置成將一些接收的光學脈沖的累積色 散調(diào)整為具有如下值，所述值大于大約0.25x105 ps/nm除以以Gb/s 為單位的每波長信道比特率的平方。
在一些所述系統(tǒng)中，色散調(diào)整模塊被配置為將一些接收的光學脈 沖的累積色散調(diào)整為具有小于大約4,0xl()S或2.0xl05 ps/nm除以每波
長信道比特率(Gb/s)的平方的值。色散調(diào)整模塊還被配置為將一些
接收的光學脈沖的累積色散調(diào)整為具有大于大約0.25xl05 ps/nm除以
每波長信道比特率(Gb/s)的平方的值。
在第一和第二方面，上述各個系統(tǒng)可以是WDM光學傳輸系統(tǒng)。 在第三方面，各個實施例用于表征如下設(shè)備，所述設(shè)備包括光波
長轉(zhuǎn)換器和用于提供可變的色散調(diào)整的第一和第二集總模塊。用于提
供可變的色散調(diào)整的第一集總模塊串聯(lián)到光學波長轉(zhuǎn)換器的輸入端 口。用于提供可變的色散調(diào)整模塊的第二集總模塊串聯(lián)到光學波長轉(zhuǎn) 換器的輸出端口。
在所述設(shè)備的一些實施例中，波長轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為對多個WDM 波長信道進行波長轉(zhuǎn)換。
在所述設(shè)備的一些實施例中，所述集總模塊能夠在一些電信波長 上將光學脈沖的累積色散的大小改變至少50ps/nm或至少100ps/nm。
在一些實施例中，所述設(shè)備在三維空間的線性尺寸小于10米。


通過附圖和具體實施方式
來更充分地描述各個實施例。然而，本 發(fā)明可以以各種形式被實現(xiàn)，并且不限于在附圖和/或具體實施方式
中 描述的實施例。
圖1示意性地示出在傳統(tǒng)的光波長轉(zhuǎn)換器中輸入波長信道、輸出 波長信道以及傳統(tǒng)光波長轉(zhuǎn)換器的串擾光的光譜；
圖2是被構(gòu)造為減小其中的光學串擾的生成的光波長轉(zhuǎn)換器的 實施例的框圖3是例如使用圖2的光波長轉(zhuǎn)換器執(zhí)行光波長轉(zhuǎn)換的方法的流
程圖4示意性地示出當通過圖3的方法的特定實施例處理時的示例 性光學脈沖的演變；
圖5示出包括圖2的光波長轉(zhuǎn)換器的光纖通信線路的實施例。 圖6示意性地示出在圖5的光纖通信線路的特定實施例中光學脈沖的累積色散的演變；
圖7A至圖7D示出通過對具有不同量的累積色散的光學脈沖進 行波長轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生光學脈沖的光鐠。
在附圖和正文中，相同的標號表示具有相似功能的部件。
具體實施例方式
各個實施例涉及產(chǎn)生具有減小的由于非線性光學效應導致的串 擾的光波長轉(zhuǎn)換的設(shè)備和方法。為了更好地示出實施例的制造和操 作，首先方便地示出在光波長轉(zhuǎn)換中光學串擾的一個源。
圖1示意性地示出在從WDM光纖通信線路接收的光的傳統(tǒng)波 長轉(zhuǎn)換之后可以看到的輸出光譜。輸入光譜由多個波長信道中光形 成。輸出光鐠由多個分量光語I、 O和P形成。分量光譜I對應于輸 入波長信道的光，并且包括分別在頻率fn f2， f3，…fn處的幅峰的序 列1， 2, 3...N。分量光譜O對應于期望的波長被轉(zhuǎn)換的輸出光，并 且包括多個波長信道在頻率2fP - f^， 2fP- f2, 2fP - f3，…，2fP - fN處的幅峰 的序列1'，2'，3'，…，N'。分量光譜P對應于光波長轉(zhuǎn)換器中的泵浦光。 分量光鐠O的幅峰是期望的輸出光譜，所述期望的輸出光譜例如關(guān)于 泵浦光語P的中心頻率fp被對稱地反映。
除了分量光譜I、 O、 P之外，輸出光譜還包括對應于由光波長 轉(zhuǎn)換器中的信道間串擾產(chǎn)生的光的分量光譜X。在分量光譜X中，通 過同時包括來自兩個或更多個不同的輸入波長信道的光的非線性波 長轉(zhuǎn)換而形成每個幅峰。例如，由于光波長轉(zhuǎn)換器中的信道間串擾， 兩個不同頻率波長信道fi和fj的輸入光可在頻率fp ± (fi ± -fj)以及還在 例如頻率fi ± fj ± -fk產(chǎn)生波長被轉(zhuǎn)換的光。這種光學串擾在傳統(tǒng)的光 波長轉(zhuǎn)換器的輸出光譜中產(chǎn)生不期望的幅峰的序列。
在關(guān)于信道間串擾的分量光譜X中，幅峰的強度與兩個輸入光 波長信道中的波峰的強度成比例。由于輸入光波長信號的強度通常比 波長轉(zhuǎn)換器中的泵浦光的強度弱，因此由這樣的串擾產(chǎn)生的分量光譜 X通常較弱。然而，分量光鐠X的幅峰可導致光學數(shù)據(jù)檢測錯誤，因
此不期望分量光譜x。
一種在光波長轉(zhuǎn)換器中減小上述串擾的影響的傳統(tǒng)方法包括使
用大的防護頻帶GB。防護頻帶是不用于輸入或輸出波長信道I、 O的 圍繞泵浦頻率fp的頻帶。實際上，最主要的產(chǎn)生串擾的分量光鐠通常 位于靠近波長轉(zhuǎn)換器的泵浦頻率fp的頻率。為此，大的防護頻帶GB 可將該不期望的產(chǎn)生串擾的光語與期望的波長被轉(zhuǎn)換的輸出分量光 鐠O分離。如果防護頻帶GB足夠大，則產(chǎn)生串擾的分量光譜X將 不會與期望的輸出分量光語O的輸出波長信道重疊，并且因此不會導 致光學傳輸錯誤。不幸的是，使用大的防護頻帶GB浪費了另外可用 于更多的光學通信波長信道的頻率區(qū)域。
相反，這里的各個實施例通過在波長轉(zhuǎn)換器的輸入調(diào)整光學脈沖 的累積色散來減小不期望的產(chǎn)生串擾的分量光譜的影響。色散調(diào)整致 使產(chǎn)生串擾的分量光譜的峰值幅度相對于光波長轉(zhuǎn)換器的期望的輸 出分量光鐠的峰值幅度減小。這種相對的光譜減小是可能的，因為期 望的輸出分量光譜O和產(chǎn)生串擾的分量光譜X的峰值幅度與光波長 轉(zhuǎn)換器的輸入光譜I的峰值幅度不同地增長。在期望的輸出分量光譜 O中，峰值幅度與輸入分量光譜I中的峰值幅度成比例。在不期望的 產(chǎn)生串擾的分量光譜X中，峰值幅度與輸入分量光譜I的峰值幅度的 乘積成比例。為此，在光波長轉(zhuǎn)換期間減小輸入的多信道光譜的峰值 幅度來相對于期望的波長被轉(zhuǎn)換的輸出光的產(chǎn)生而減小信道間串擾 的產(chǎn)生。
圖2示出采用色散管理來減小在波長轉(zhuǎn)換期間輸出光譜的產(chǎn)生 串擾的分量的相對幅度的設(shè)備20。設(shè)備20包括第一集總色散調(diào)整 模塊22、光波長轉(zhuǎn)換器24、光學泵浦源26以及第二集總色散調(diào)整模 塊28。設(shè)備20包括光纖或波導30、 一個或多個輸出濾光器34，以 及可選地包括輸入濾光器32。
第一集總色散調(diào)整模塊22基本上將接收的光學脈沖的累積色散 的大小改變?yōu)樵谶x擇的波長范圍內(nèi)。示例性的集總模塊22在一些電 信波長將光學脈沖的累積色散改變50皮秒/納米(ps/nm)或更多，或
者甚至100 ps/nm或更多。第一集總色散調(diào)整模塊22可被構(gòu)造為增加 或減小所述光學脈沖的累積色散的大小。
第一集總色散調(diào)整模塊22可由多種裝置形成。 一個示例性裝置 是一巻具有規(guī)則或不規(guī)則色散的單模光纖。另一示例性裝置是包括衍 射光柵和一個或多個鏡的光學路徑，其中，所述路徑被構(gòu)造為用于使 光經(jīng)歷從衍射光柵的雙通反射，從而產(chǎn)生累積色散改變。 一個這樣的 裝置是Mark J. Schnitzer在2002年2月25日提交的第10/082,870號 美國專利申請，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。另外的示例性裝置包 括光纖布拉格光柵。根據(jù)上面的公開，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠制造 第一集總色散調(diào)整模塊22的示例性裝置。
示例性第一集總色散調(diào)整模塊22還可以是色散可調(diào)的，即，其 是可調(diào)的以提供用于給定中心波長的光學脈沖的累積色散改變的選 擇范圍。這種可調(diào)的第一集總模塊22可被構(gòu)造為當在沿著光纖通信 線路的不同點安裝時提供針對累積色散的不同改變。示例性可調(diào)的第 一集總色散調(diào)整模塊22是機械調(diào)諧的。例如，在使用光柵的雙通反 射以改變累積色散的裝置時，機械調(diào)諧可包括調(diào)整光學脈沖在衍射光 柵上的入射角度，以改變由該裝置產(chǎn)生的累積色散。另外的示例性集 總色散調(diào)整模塊22是電可調(diào)、光可調(diào)或熱可調(diào)的。例如，該裝置可 包括改變通過其傳播的光學脈沖的累積色散的光學波導，色散調(diào)諧可 包括向波導的介質(zhì)施加熱、電壓或光學信號，以改變介質(zhì)的折射率。 另外的示例性裝置包括熱或電可調(diào)的光纖布拉格光柵裝置。能夠提供 對接收的光學脈沖的累積色散的可調(diào)改變量的示例性裝置可以例如 在第6,631,246號、第6，748，142號和第6，807，321號美國專利中的一 個或多個中被描述，所述專利全部在此引入作為參考。
光波長轉(zhuǎn)換器24通過包括光學泵浦的處理對從第一色散改變模 塊22接收的光學脈沖進行轉(zhuǎn)換。光波長轉(zhuǎn)換器24可產(chǎn)生對接收的光 學脈沖的累積色散進行反轉(zhuǎn)的光學相位共軛。示例性光波長轉(zhuǎn)換器24 包括實現(xiàn)準相位匹配的周期性接入的鈮酸鋰波導、有周期性條紋的砷 化鎵波導以及有周期性偏振條紋的第三族氮化物(group Ill-nitride)
波導。另外的示例性光波長轉(zhuǎn)換器包括半導體光學放大器和高非線性 光纖。波長轉(zhuǎn)換可包括一次諧波生成或高次諧波生成、參數(shù)化光生成、 光學相位共軛等。光波長轉(zhuǎn)換器及其制造方法的示例在下述專利中的
一個或多個中進行了描述A，Chowdhury等在2002年9月27日提交 的第10/259,051號美國專利申請；A.Chowdhury等在2004年4月30 曰提交的第10/835,753號美國專利申請；以及第5,193,023號、第 5，355，247號、第5，475，526號、第6,013,221號、第6，555，293號以及 第6，856，450號美國專利。這些美國專利申請和專利的全部內(nèi)容在此 全部引入作為參考。
泵浦源26將泵浦光(例如，強單色激光)發(fā)射到光纖或波導30。 光纖或波導30將泵浦光傳輸?shù)焦獠ㄩL轉(zhuǎn)換器24，在所述光波長轉(zhuǎn)換 器24 ，泵浦光致使進行光波長轉(zhuǎn)換。 一些實施例可包括多個泵浦源(未 示出)。
第二集總色散調(diào)整模塊28也基本上改變接收的波長被轉(zhuǎn)換的光 學脈沖的累積色散的大小。例如，第二集總色散調(diào)整模塊28可近似 地補償在設(shè)備20的其他部分(即，在第一集總色散調(diào)整模塊22和光 波長轉(zhuǎn)換器24中)產(chǎn)生的累計色散改變。
第二集總色散調(diào)整模塊28也基本上改變接收的光學脈沖的某些 或者全部的累積色散的大小。示例性集總色散調(diào)整模塊28可將光學 脈沖的累積色散在一些通信波長改變50 ps/nm或更多，或者甚至100 ps/nm或更多。第二集總色散調(diào)整模塊28可增加或減小所述光學脈沖 的累積色散的大小，例如，針對由第一集總色散調(diào)整模塊22和光波 長轉(zhuǎn)換器24產(chǎn)生的累積色散近似地補償其他改變。
多種裝置可用作第二集總色散調(diào)整模塊28。 一個示例性裝置是 一巻具有規(guī)則或不規(guī)則色散的單模光纖。另一示例性裝置包括光纖布 拉格光柵。另一示例性裝置包括如下光學路徑，所述光學路徑具有衍 射光柵和一個或多個鏡或者使光經(jīng)歷從衍射光柵的雙通反射從而產(chǎn) 生累積色散改變的其他光學部件。根據(jù)上面的公開，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將知道制造第二集總色散調(diào)整模塊28。
示例性第二集總色散調(diào)整模塊28還可以是色散可調(diào)的，以能夠 選擇給定中心波長的光學脈沖的累積色散的大小的改變范圍。示例性 第二集總色散調(diào)整模塊28是機械可調(diào)的、電可調(diào)的、光可調(diào)的或熱 可調(diào)的。示例性第二集總色散調(diào)整模塊28包括使光從衍射光柵進行 雙通反射的裝置，其中，可調(diào)整在衍射光柵上的入射角度以累積色散 中產(chǎn)生的改變進行調(diào)諧。另一示例性可調(diào)第二集總色散調(diào)整模塊28 可使用已經(jīng)針對第一集總色散調(diào)整模塊22描述的色散可調(diào)裝置。
第 一集總色散調(diào)整模塊22和第二集總色散調(diào)整模塊28兩者都是 空間定位的裝置，即，集總裝置。這里，集總光學器件的所有線性尺 寸(例如，它們的在三維空間的尺寸)小于1千米，并且優(yōu)選地小于 100米。通常，集總裝置足夠小以安裝在建筑物內(nèi)部而不需沿光學通 信系統(tǒng)的整個光纖傳輸跨距段延伸。例如，第一集總色散調(diào)整模塊22 和第二集總色散調(diào)整模塊28可由能夠方便地存放在小于10米的線性 尺寸的區(qū)域內(nèi)的光纖巻或雙通反射光柵裝置制成。
濾光器被構(gòu)造為去除不期望的光，并且可位于設(shè)備20中的不同 位置，例如，濾光器34可被構(gòu)造為從光波長轉(zhuǎn)換器24的光學輸出36 中去除泵浦光和/或輸入光。濾光器34可被構(gòu)造為阻止經(jīng)由光波長轉(zhuǎn) 換器24的光學輸入38反射回的泵浦光。
圖3示出使用例如圖2的光學設(shè)備20執(zhí)行光波長轉(zhuǎn)換的方法40。 在方法40的特定實施例中， 一個波長信道的示例性光學脈沖進行演 化(如圖4所示意性地示出)。
方法40包括在第一集總色散調(diào)整模塊(例如，模塊22)中接收 光學輸入脈沖(步驟42)。第一集總色散調(diào)整模塊基本上調(diào)整接收的 光學輸入脈沖IP的累計色散的大小以產(chǎn)生相應的累積色散具有預先 選擇的幅度的光學中間脈沖IMP (步驟44)。對一些光學輸入脈沖 的累積色散在一些電信波長的示例性調(diào)整是50 ps/nm或更多，或者甚 至100 ps/nm或更多。
最終調(diào)整的累積色散(ps/nm)的預先選擇的幅度可以大于或等 于大約0.25xl05/(BR)2，或者大于或等于大約0. 5xl05/(BR)2。這里， BR是每波長信道光學比特率(Gb/s)的平方，即，通過幅度、相位 或者其它類型的調(diào)制。調(diào)整的累積色散(ps/nm)的預先選擇的幅度 也可小于或等于大約4xl05/(BR)2，或者小于大約2xl05/(BR)2，例如， 105/(BR)2，其中，BR是每波長信道光學比特率(Gb/s)的平方。一 些實施例顯示當具有大約0.25xl05/(BR)2至4xl05/(BR)2的范圍的累 積色散的光學脈沖被引入光波長轉(zhuǎn)換器的泵浦光學介質(zhì)時可導致低 的誤碼率。
方法40包括將光學中間脈沖進行波長轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生相應的具有 不同中心波長的輸出光學脈沖(步驟46)。光學中間脈沖具有基本上 比光學輸入脈沖(即，產(chǎn)生中間脈沖的輸入脈沖)大的幅度或者小的 幅度的累積色散。在光學中間脈沖IMP具有基本上比相應的輸入光 學脈沖IP大的幅度的累積色散的實施例中，光學中間脈沖IMP通常 具有大的時間寬度。由于所述大的時間寬度，光學中間脈沖IMP的 峰值強度基本上比相應的輸入光學脈沖IP的峰值強度小。由于小的 波峰幅度，非線性光學效應在步驟46的光波長轉(zhuǎn)換期間將經(jīng)由信道 間串擾處理產(chǎn)生較小幅度的光學脈沖。因此，產(chǎn)生串擾的光學輸出脈 沖的峰值幅度與期望的波長被轉(zhuǎn)換的輸出光學脈沖的峰值幅度之間 的比遠小于在沒有在步驟46之前調(diào)整輸入光學脈沖的累積色散的大 小的情況下的所述比。
隨后，方法40基本上包括重新調(diào)整波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖的累 積色散的大小，從而產(chǎn)生光學輸出脈沖(步驟48)。重新調(diào)整的步驟
可基本上將波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖的累積色散返回到相應的光學輸 入脈沖的累積色散。例如，重新調(diào)整步驟可減小累積色散的大小從而 某一光學輸出脈沖OP暫時地比相應的波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖窄，并 具有比所述相應的波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖大的峰值幅度。
圖2的設(shè)備20和圖3的方法40可合并到執(zhí)行波長轉(zhuǎn)換的全光學 通信線路中。該全光學通信線路的示例包括具有光學交叉連接(OCX) 和/或光學分插復用器的全光學WDM光纖傳輸線路和遠程光纖傳輸 線路。例如，參見Aref Chowdhury等在2003年5月20日提交的第
10/442,287號和第10/441,532號美國專利申請；Aref Chowdhury等 分別在2003年12月5日、2004年4月30日以及2004年9月2日提 交的第10/729,153號、第10/835,753號以及第10/932,980號美國專利 申請，上述申請的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
圖5示出全光學WDM傳輸線路50的一個實施例。WDM傳輸 線路50包括多信道光學發(fā)送器52、多信道光學接收器54以及連接 光學發(fā)送器52和光學接收器54的一系列光纖傳輸跨距段S,， S2， S3, Sk， Sk+1， ...， SM。發(fā)送器52包括多信道光學脈沖源56和光學色散預補 償器58。光學傳輸跨距段Si - SM中相鄰的光學傳輸跨距段經(jīng)由全光 學信號處理器SP!， SP2，…，SPk， SPk+1，…，SPmj連接。全光學信號處理 器SPi - SP則可包括光學放大器和/或串聯(lián)到其中的光學放大器的色 散補償器。全光學信號處理器SPi - SPm^的一個或多個具有將全光學 通信線路50連接到其他光纖傳輸線路62和/或光學收發(fā)器64的OXC 和/或OADM60。這些特定的全光學信號處理器SP2、 SPk還包括設(shè)備 20，所述設(shè)備20將從全光學WDM通信線路50中的直接相鄰的光纖 傳輸跨距段(例如，跨距段Sk， Sk+1)接收的和/或發(fā)送到全光學WDM 通信線路50中的直接相鄰的光纖傳輸跨距段(例如，跨距段Sk， Sk+1) 的光學脈沖進行光學波長轉(zhuǎn)換。
圖6示出在圖5的全光學WDM通信線路50的示例性實施例中 光學脈沖的累積色散如何演化。在該實施例中，使累積色散沿選擇的 示例性色散圖演化。在示例性色散圖中，累積色散在光學補償器58 中接收負的預補償PC，沿各個光學跨距段S^ Sm殘性地演化，并在 各個全光學信號處理器SPi - SPm4中接收負的色散補償NDC。
光學脈沖的累計色散在一些全光信號處理器(例如，SP2和SPk) 的輸入具有不期望的大小。在這些輸入處，累積色散的大小在看起來 在波長轉(zhuǎn)換期間減小串擾的產(chǎn)生的范圍之外。具體地說，如果累積色 散的大小在波長轉(zhuǎn)換期間保持在0.25xl05/(BR)2至4xl05/(BR)2的范圍 內(nèi)，則可在WDM系統(tǒng)中減小這種串擾的產(chǎn)生。不期望的輸入累積色 散的大小可能是例如從沿選擇的色散圖的全光信號處理器SP2和SPk
的位置導致的。
為了補償該不期望的輸入色散，全光信號處理器SP2和SPk包括
圖2的設(shè)備20。在全光信號處理器SP2和SPk中，設(shè)備20被構(gòu)造為 在步驟44調(diào)整累積色散的大小，以具有用于波長轉(zhuǎn)換的期望范圍內(nèi) 的值Dm并在步驟46對調(diào)整的光學脈沖進行波長轉(zhuǎn)換。在該范圍中， 光學脈沖的累積色散可能在由全光信號處理器SP2和SPk直接連接的 光纖跨距段中相應的光學脈沖的累積色散的范圍之外。波長轉(zhuǎn)換步驟 46可包括或不包括反轉(zhuǎn)累積色散的光學相位共軛。在全光信號處理器 SP2和SPk中，設(shè)備20還被構(gòu)造為將波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖的累積色 散的大小重新調(diào)整到由全光信號處理器SP2和SPk直接連接的光纖跨 距段中所述色散的范圍。
在光學通信線路50的各個實施例中，全光信號處理器SP2和SPk 中的不同全光信號處理器可需要對輸入累積色散的大小提供不同調(diào) 整的設(shè)備20。為此，將色散可調(diào)整的設(shè)備20的實施例并入具有光波 長轉(zhuǎn)換器的全光信號處理器SP2和SPk(例如，具有OXC、 OADM或
光學相位轉(zhuǎn)換器的處理器)中是有利的。
圖7A至圖7D示出通過對具有40千兆比特每秒的比特率(即， 40Gb/s的脈沖率)的基本上相同的輸入光學脈沖進行光學處理而產(chǎn)生 的輸出光學脈沖的測量光譜。所述光學處理包括將輸入光學脈沖的累 積色散的大小增加到選擇的值，然后將輸入的光學脈沖進行波長轉(zhuǎn) 換。
圖7A、 7B、 7C和7D繪出在多信道系統(tǒng)中來自光波長轉(zhuǎn)換器的 示例性輸出光語。通過在光波長轉(zhuǎn)換器的輸入將累積色散增加分別設(shè) 置為大約0 ps/nm, 45 ps/nm， 80 ps/nm以及115 ps/nm來產(chǎn)生所述輸 出光鐠。每個輸出光譜具有在大約1554nm處的泵浦峰、在大約 1551.9nm的中心波長處的第一波長被轉(zhuǎn)換的波峰、以及在鄰近的第二 信道的另一波長被轉(zhuǎn)換的波峰(未示出)。這里，輸入光學脈沖具有 載波抑制歸零格式，從而輸出波峰在輸出光學脈沖的中心波長的每側(cè) 都包括色調(diào)。光學泵浦功率大約為100毫瓦，輸入光學信號功率大約
為每波長信道20亳瓦。
參照圖7A,對于光波長轉(zhuǎn)換器的輸入處的大約0 ps/nm的累積 色散，輸出光語具有大的幅峰66、 68。幅峰66、 68是在波長轉(zhuǎn)換期 間由信道間串擾產(chǎn)生的。
參照圖7B至圖7D，輸出光語具有比圖7A顯著減小的幅度的波 峰66、 68 (例如，至少比圖7A小大約5分貝)。幅峰66、 68的較
小的幅度與在光波長轉(zhuǎn)換器的輸入的累積色散的較大值有關(guān)。
圖7A至圖7B的光譜的比較示出一些40千兆比特每秒的電信波
長光學脈沖當其累積色散在波長轉(zhuǎn)換期間是大約45ps/nm或更多時產(chǎn)
生減小的信道間串擾。
通過本公開內(nèi)容、附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明的其他實施例對于本
領(lǐng)域的技術(shù)人員將是明顯的。
權(quán)利要求
1、一種光纖傳輸系統(tǒng)，包括連接在一起形成光學通信路徑的一系列光纖傳輸跨距段；一個或多個全光學信號處理器，每個處理器直接連接相應的相鄰的一對跨距段，并且包括光波長轉(zhuǎn)換器，其具有輸入端口和輸出端口；以及色散調(diào)整模塊，其連接到同一處理器的波長轉(zhuǎn)換器的輸入端口，并被配置為將一些接收的光學脈沖的累積色散調(diào)整為在所述同一處理器之前緊接著的跨距段中的相應光學脈沖的累積色散的范圍之外的值。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，色散調(diào)整模塊被配置為將 一些接收的光學脈沖的累積色散調(diào)整為在所述一系列跨距段中的在 所述同一處理器之后緊接著的跨距段中的相應光學脈沖的累積色散 的范圍之外的值。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，每個處理器具有連接到所 述同一處理器的光波長轉(zhuǎn)換器的輸出端口的第二色散調(diào)整模塊，所述 第二色散調(diào)整模塊被配置為將一些接收的波長被轉(zhuǎn)換的光學脈沖的 累積色散重設(shè)為在所述同一處理器之后緊接著的跨距段中的相應光 學脈沖的累積色散的范圍之內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，色散調(diào)整模塊被配置為將 一些接收的光學脈沖的累積色散調(diào)整為具有如下值，所述值大于大約 0.25xl()S皮秒每納米比以千兆比特每秒為單位的每波長信道比特率的 平方。
5、 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括光學發(fā)送器，其被配置為 通過多個波長信道向所述跨距段發(fā)送光學脈沖。
6、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器中的第二處理 器直接連接相應的相鄰的一對跨距段，并包括第二光波長轉(zhuǎn)換器，具有輸入端口和輸出端口；第二色散調(diào)整模塊，被配置為將光學脈沖發(fā)送到所述處理器 中的所述第二處理器的波長轉(zhuǎn)換器的輸入端口，并將一些接收的 光學脈沖的累積色散調(diào)整為在由所述處理器中的所述第二處理器 直接連接的跨距段中的相應光學脈沖的累積色散的范圍之外。
7、 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第二色散調(diào)整模塊被 配置為將所述一些接收的光學脈沖的累積色散調(diào)整為具有如下值，所 述值在大約0.2^105皮秒每納米比以千兆比特每秒為單位的每波長信 道比特率的平方與大約4xl()S皮秒每納米比以千兆比特每秒為單位的每波長信道比特率的平方之間。
8、 一種設(shè)備，包括 光波長轉(zhuǎn)換器；第一集總模塊，用于提供可變的色散調(diào)整，所述第一集總模塊能 夠改變接收的光學脈沖的累積色散的大小，并且串聯(lián)到光波長轉(zhuǎn)換器的光學輸入端口；第二集總模塊，用于提供可變的色散調(diào)整，所述第二集總模塊串 聯(lián)到光學波長轉(zhuǎn)換器的光學輸出端口，并能夠改變接收的光學脈沖的 累積色散。
9、 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述集總模塊能夠?qū)⒁噪?信波長接收的光學脈沖的累積色散的大小改變至少50ps/nm。
10、 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述波長轉(zhuǎn)換器被配置為 對多個WDM波長信道進行波長轉(zhuǎn)換。
全文摘要
一種光纖傳輸系統(tǒng)包括一系列光纖傳輸跨距段和一個或多個全光學信號處理器。所述光纖傳輸跨距段連接在一起形成光學通信路徑。每個全光學信號處理器直接連接相應的相鄰的一對跨距段。每個全光學信號處理器包括具有輸入端口和輸出端口的光波長轉(zhuǎn)換器和連接到同一處理器的光波長轉(zhuǎn)換器的輸入端口的色散調(diào)整模塊。所述色散調(diào)整模塊還被構(gòu)造為將一些接收的光學脈沖的累積色散調(diào)整為在同一處理器之前緊接著的跨距段中的相應光學脈沖的累積色散的范圍之外。
文檔編號H04B10/18GK101180815SQ200680018036
公開日2008年5月14日 申請日期2006年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者格雷格里·雷布, 阿里夫·喬杜里 申請人:朗迅科技公司