双二进制光传输设备 【技术领域】
本发明涉及用密集波分多路技术的双二进制光传输技术的双二进制光传输设备。
背景技术
通常，DWDM(密集波分多路技术)光传输系统有极好的通讯效率，因为它能通过单根光纤传输具有不同波长的多信道的光信号。DWDM系统也能不管传输速度传输光信号。因此，现在DWDM系统广泛的用于超高速互联网，网络的通信量有增加的趋势。近来，通过单根光纤能传输一百多信道的各种系统使用DWDM技术。
此外，各种研究正积极地引导开发通过单根光纤能同时传输40Gbps的二百多信道的系统，因此具有大于10Tbps的传输速率。
然而，由于严重的干涉，和当光强用常规的不归零(NRZ)方法调制时，如果信道地间隔小于50GHz信道之间的失真，由于数据通信量的迅速增加和大于40Gbps的高速传输要求传输容量的扩大是受限制的。在大于10Gbps的高速传输中传输距离是受限制的，因为当二进制NRZ传输信号在光纤介质中传播时，常规二进制NRZ传输信号的直流(DC)频率分量和高频分量在调制中的扩展引起非线性和色散。
近来，光双二进制技术已突出为能克服由于颜色的色散与传输距离相关限制问题的光传输技术。双二进制传输的主要优点是，相比于通常的二进制传输减小了传输频谱。在色散限制系统中，传输距离是反比于传输频谱带宽的平方。这意味着，当传输频谱减小1/2，传输距离增加4倍。此外，因为在双二进制传输频谱中抑制载频，有可能放宽在光纤中激发的布里渊散射引起的光功率输出的限制。
图1说明常规的双二进制光传输设备结构的例子，图2A到2C是在图1中在节点A，B和C输出信号的视觉图，图3说明常规的双二进制预编码器。
参考图1，常规的双二进制光传输设备包括脉冲图形发生器(PPG)10，预编码器20，低通滤波器30和31，调制器驱动放大器40和41，激光源50，和Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器60。脉冲图形发生器产生2-电平的电脉冲信号。预编码器20编码2-电平NRZ电信号。低通滤波器30和31改变2-电平的电信号为3-电平的电信号并减小信号的带宽。调制器驱动放大器40和41放大3-电平的电信号为输出光调制驱动信号。激光源50输出载波。
在脉冲图形发生器10产生的2-电平的脉冲信号在预编码器20中编码，在节点A的2-电平的脉冲信号有如示于图2A的视觉图。从预编码器20输出的2-电平的二进制信号输入到低通滤波器30和31，各低通滤波器30和31有相当于2-电平的二进制信号时钟频率的1/4的带宽。对带宽的过分限制引起代码之间的干涉，因而改变2-电平的二进制信号为3-电平的双二进制信号。如图2B所示，说明在节点B的信号的输出视觉图。3-电平的双二进制信号在调制器驱动放大器40和41中放大，然后用作为驱动Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器60的信号。从激光源50输出的载波的相位和光强度由Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器60的驱动信号调制，因此调制器60输出从载波器调制的2-电平的光双二进制信号。图2C显示节点C的视觉图。在图1中，Q表示Q的反相器信号。信号Q和Q输入到有双电极结构的Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器60的正负电极。
如上面描述的Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器可以分类为有Z-cut结构和X-cut结构的两种类型。在有两个臂的Z-cut结构Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器中，各臂包括电的低通滤波器30和31，及调制器驱动放大器40和41，因此使得3-电平的电信号能作用到各臂上。虽然没有显示，在有一个臂的X-cut结构的干涉计型的光强度调制器中，单个臂包括低通滤波器和调制器驱动放大器，因此3-电平的电信号能作用到单个臂上。
图3说明用于常规双二进制光传输设备的双二进制预编码器的结构。
如在图3中所示，常规的预编码器有包括“异”或(XOR)门11和延迟单元12的结构，延迟XOR门的输出信号1数据比特的时间。
然而，在高速数据信号的情况中，XOR门本身有至少1数据比特的时间延迟，因此造成制造常规双二进制预编码器的困难。此外，由电的低通滤波器产生3-电平数据信号时，伪随机比特序列(PRBS)有大的影响。因为伪随机比特序列的长度增加，传输特征的退化更大，因此使得系统的实现非常困难。
【发明内容】
因此，本发明克服上面提到的当前技术固有的问题。本发明提供一种双二进制光传输设备，其具有不受伪随机比特序列(PRBS)影响的传输特征。
本发明也提供一种双二进制光传输设备，它不使用现有的反馈型预编码器和电的低通滤波器，增加对波长色散的抗扰度。
为了实现本发明，提供一种双二进制光传输设备，包括：输出光载波的光源；第一调制器驱动放大器单元，接收、放大，然后输出至少一个NRZ电信号；光强度调制器，根据从第一调制器驱动放大器单元输入的驱动信号调制光载波的强度；T-触发器，从NRZ电信号中分离序列的奇数位置和偶数位置的“1”组；第二调制器驱动放大器单元，放大和输出从T-触发器输出的至少一个信号；光相位调制器，根据从第二调制器驱动放大器单元传输的至少一个驱动信号调制NRZ光信号的相位。
各光强度调制器和光相位调制器最好包括Mach-Zehnder干涉计型的光调制器。
更优选的，Mach-Zehnder干涉计型的光调制器可以是双臂的Z-cutMach-Zehnder干涉计型的光强度调制器或单臂的X-cutMach-Zehnder干涉计型的光强度调制器。在Mach-Zehnder干涉计型的光调制器是双臂的Z-cut的情况中，第一和第二调制器驱动放大器单元各包括一对调制器驱动放大器，各自放大输入到那里的NRZ电信号。
更优选的，在已从NRZ电信号分离的序列的奇数位置的“1”组和在序列的偶数位置的“1”组分别相对有‘π’相位差。
【附图说明】
参考附图从下面的详细描述可以清楚的了解本发明上述的和其它目的，特征和优点。
图1是显示常规双二进制光传输设备结构的方框图；
图2A到2C是在图1中的节点A，B和C输出信号的视图；
图3说明在常规双二进制光传输设备中使用的双二进制预编码器结构的例子；
图4是显示根据本发明的实例的双二进制光传输设备结构的方框图；
图5说明在图4中节点O，P和T的信号形式；
图6A和6B是在图4中节点O和P输出信号的视图；
图7是根据本发明的方法的概述。
【具体实施方式】
下面参考附图描述本发明的优选实例。在本发明下面的描述中，当模糊本发明的主题时省略已知的特性和其中合并的配置的详细描述。
图4是显示根据本发明的实例的双二进制光传输设备结构的方框图。虽然在本发明中描述使用双臂的Z-cut Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器的结构，本领域的技术人员应该了解，根据本发明的双二进制光传输设备可以使用单臂的X-cut Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器。此外，虽然为了容易了解调制器的功能，给出本发明的描述是基于有光强度调制器或光相位调制器的设备各部分，各种Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器不仅调制光强度而且调制光相位。
参考图4，根据本发明的双二进制光传输设备包括：光源LD 50输出光载波；NRZ光信号发生器部分100接收NRZ电信号，根据NRZ电信号调制光载波为NRZ光信号，并输出NRZ光信号；双二进制光信号发生器部分200接收NRZ电信号并调制NRZ光信号为双二进制光信号。
光源产生和输出光载波。光源可由激光二极管(LD)实现。
NRZ光信号产生部分100包括：一对第一调制器驱动放大器110和111放大和输出由设备如产生2-电平的电脉冲信号的脉冲图形发生器(PPG)产生的NRZ电信号；Mach-Zehnder干涉计型的光强度调制器120根据从第一调制器驱动放大器110和111输入的驱动信号，调制光载波的强度。
双二进制光信号产生部分200包括：T-触发器210从输入的NRZ电信号中分离序列的奇数位置(或偶数位置)的“1”组；一对第二调制器驱动放大器220和221放大和输出从T-触发器输出的信号；Mach-Zehnder干涉计型的光相位调制器230根据从第二调制器驱动放大器220和221输入的驱动信号，调制NRZ光信号的相位。
此后，描述本发明的具有上面结构的双二进制光传输设备的运行。
参考图4，在脉冲图形发生器(PPG)产生的NRZ电信号由一对第一调制器驱动放大器110和111放大，并输出作为调制器120的驱动信号。根据输入到光强度调制器120的调制端RF的调制器驱动信号，光强度调制器120调制从激光源50输出的载波的光强度，并输出调制信号到节点O。图6A是图4的节点O的视图，这表示光强度调制器120的输出信号的视图，可以说一般的NRZ光信号由光强度调制器120产生并从那里输出。用这种方法产生的NRZ光信号输入到在双二进制光信号发生部分的Mach-Zehnder干涉计型的光相位调制器。
然后，在双二进制光信号发生部分的T-触发器210从在脉冲图形发生器中产生的输入的NRZ电信号(在图中的NRZ数据)中分离序列的奇数位置(或偶数位置)的“1”组。T-触发器210的输出显示为在图5中的T信号。由一对第二调制器驱动放大器220和221放大T-触发器210的输出，然后输入到Mach-Zehnder干涉计型的光相位调制器230的调制端RF。根据是第二调制器驱动放大器220和221输出信号的调制器驱动信号，Mach-Zehnder干涉计型的光相位调制器230调制从在NRZ光信号产生部分100中的光强度调制器120输入的NRZ光信号的相位，并输出相位调制信号到节点P。从光相位调制器230输出的相位-调制信号的波形如在图5的信号P所示。
这就是，光相位调制器230能使序列的奇数位置的“1”组与序列的偶数位置互相有相位差。图6B是图4的节点P的视图，这表示光相位调制器230的输出信号的视图，并显示从光相位调制器230产生的双二进制光信号。
通过以上的描述，不使用电的低通滤波器可以产生双二进制光信号。因此，不仅可以最小化制造双二进制预编码器困难，这是由于在异或门本身中的高速数据至少一个数据比特的时间延迟，而且也可以最小化在2-电平的电信号到3-电平的电信号的转换中的信号失真。此外，根据本发明产生的双二进制光信号对光纤的色散有抗扰度，光纤的色散由消光比率和在NRZ光信号产生部分100中的光强度调制器120产生的NRZ信号的啁啾决定。因此，由于光强度调制器的特性决定了最佳的消光比率和啁啾。
如上所描述，根据本发明的双二进制光传输设备不使用现有的反馈型预编码器和电的低通滤波器而有相位逻辑乘的特性，因此消除了伪随机比特序列的影响。此外，根据本发明的双二进制光传输设备可以实现具有对光纤的色散增加抗扰度的传输系统，因此能增加光信号的传输距离和传输速度。
此外，图7显示双二进制光传输方法包括步骤的概述：
(a)输出光源为光载波(步骤710)；
(b)接收NRZ电信号，根据不归零(NRZ)光信号产生部分(步骤720)提供的NRZ电信号调制从光源的光载波为NRZ光信号；
(c)接收NRZ电信号，并由双二进制光信号产生部分调制NRZ光信号为双二进制光信号(步骤730)。
应该注意到结合示于图4的一个可能的结构，在步骤(b)中NRZ光信号产生部分适应于接收从脉冲图形发生器的NRZ电信号，不用预编码器编码也没有用低通滤波器的NRZ光信号发生器接收NRZ电信号。如前所讨论的，为了减小带宽，免除当前技术要求的低通电滤波器，减少了在2-电平的电信号到3-电平的电信号的转换中的信号失真，因此双二进制光传输产生具有不受伪随机比特序列(PRBS)影响的传输特征。
参考优选实例显示和描述了本发明，本领域技术人员应该了解在不偏离所附权利要求中规定的本发明的精神和范围，可以作形式上和细节上的各种改变。