[發明專利]以3為基數的多級光時分復用器

無效

• 申請號: 200810038845.4
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101296051A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 李新碗;陳建平;吳龜靈;盧加林
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04J14/08
• 分類號: H04J14/08;H04B10/17;H04B10/20
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 毛翠瑩

技術領域

本發明涉及一種以3為基數的多級光時分復用器，具有涉及一種以N個3基數延遲線模塊級聯構成的多級光時分復用器，用于高速光信號處理。屬于光通信技術領域。

背景技術

電子模數轉換作為模擬信號到數字信號轉換的橋梁，是高速、超寬帶光通信系統中的一個關鍵功能模塊，在超寬帶電模擬信號的數字化等方面有重要應用。但是，由于電子器件本身的速率限制，目前，最高只能達到4Gs/s、8bit的水平，這基本已接近其理論極限。全光模數轉換利用光子學的高帶寬和光時鐘的高速率、高精度，可突破“電子瓶頸”，實現高采樣速率、高比特精度的模數轉換。現有文獻已報道了130Gs/s、7bit的光學模數轉換，且仍有很大的提升潛力。這種全光超高速模數轉換技術不僅可以大大改善現有系統的性能，而且可觸發多種新的應用，在微波通信、超寬帶雷達、高能物理實時監測、高速/超高速光通信網絡等民用和國防領域有著廣泛的應用需求，具有重大社會意義和經濟價值。

實現光模數轉換的關鍵在于超高速光時鐘(100Gs/s)以上的穩定時鐘產生方法和時鐘精度技術。一般采用的方法是將低速的光信號進行光時分復用(OTDM)，形成超高速的光信號的光時分復用技術，特別是在100Gb/s以上的光傳輸系統中，接收端采用重新定時的時鐘，產生控制光脈沖，時隙特別短，因此，希望控制光的時間抖動盡可能小，就必須盡量降低重新定時的時鐘相位噪聲。在目前的OTDM試驗中，脈沖的生成方法主要有以下兩種：一種方法是利用高速調制器對激光器(如光纖激光器)進行主動鎖模產生高速脈沖序列，但是，由于受到調制的技術限制，這種方法產生的脈沖序列速率有限，目前可以達到40GMHz，如果進一步提高速率，一般需要進行時分復用，從而進一步提高時鐘速率達到幾百GHz以上，而且主動鎖模產生脈沖序列抖動較大，時鐘不穩定；另一個方法是利用光纖的非線性對光纖激光器進行被動鎖模，這種方法產生的脈沖序列比較低，只有幾十兆赫茲(40MHz)，但是，時鐘比較穩定。因此，如何將低速的時鐘通過時分復用手段達到幾百GHz，甚至THz以上極為重要。

現有光時分技術基本利用光延遲技術和耦合器進行多延時的級聯方法，主要分為兩種結構，一種是基于2×2耦合器(或開關)與2路光纖延遲線的級聯結構，如文獻為1997年K.L.Deng，K.I.Kang，I.Glesk，P.R.Prucnal在IEEEPhotonics?Technology?Letter，No.9，pp496發表的論文“A1024-Channel?FastTunable?Delay?Line?for?all-optical?TDM?Networks”，該文提出的結構采用由2×2耦合器級聯形成的延遲線陣列，每個級聯段為帶有兩個不同臂長的邁克-曾德爾型(Mach-Zehnder?type)結構的延遲線。另一個類型與上述級聯方式不同，是通過并聯形成的。如文獻為2001年Bing?C?Wang，Ivan?Glesk，RobertJ.Runser，and?Paul?R?Prucnal在OPTICS?EXPRESS，Vol.8，No.11，pp.599上發表的論文“Fast?tunable?parallel?optical?delay?line”，該文提出N路延遲線通過1×N和N×1的耦合器連接。或者將上述兩種結構的結合，形成所謂串并組合結構。如文獻為2003年V.Baby，Xu?Lei，I.Glesk，P.R.Prucnal在Conference?on?Lasers?and?Electro-Optics，CLEO’03，pp.1840上發表的“Highly?scalable?serial?parallel?optical?delay?line”，提出將N路延遲并聯后的基本單元再進行串聯的綜合結構。國內外現有專利主要限于復用和解復用的交換技術的信道提取，如日本電信電話株式會社的社家一平等人于2003年7月24日提出的發明專利申請“光時分復用信號的信道提取方法和設備”(公開號：CN1481106A)就是提出通過交換實現信道提取的方法，該方法不涉及復用技術本身的方法。

在上述眾多形式的結構中，并沒有就延遲個數與延遲量關系進行研究。設計一種新型光時分復用擴展結構，使之在具有同等延遲器個數條件下，獲得最多的復用延遲量，同時提高精度，是一項新的具有重要意義的研究課題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的上述不足，提出一種以3為基數的多級光時分復用器，可以將低速率的時鐘(MHz)復用到高速率(THz)，并可在同等延遲線個數下，獲得的延遲總量為最大。