具有改进的光放大的、基于WDM梳状源的光链路制造技术

一种用于光链路的接收器(RX)，被配置为从光链路的发送器(TX)发送的光信号(IN)解码至少一个数据流(c

【技术实现步骤摘要】
具有改进的光放大的、基于WDM梳状源的光链路本申请是申请人为亚琛工业大学、申请日为2015年3月26日、申请号为201580078254.8、专利技术名称为“具有改进的光放大的、基于WDM梳状源的光链路”的分案申请。
本专利技术涉及使用梳状源作为光源的WDM光链路，其中光放大器比以前更高效地被使用。
技术介绍
在波分复用(WDM)光链路中，通过使用具有不同频率的光经光路径发送多个数据信道，在发送器和接收器之间的同一条光路径被多次使用。为此，光源生成具有不同频率的多条离散线路。这些线路根据数据流彼此单独地被调制，使得每条线路支持用于数据传输的独立信道。这种链路在本领域中是众所周知的，例如，(A.Akrout，A.Shen，R.Brenot，F.vanDijk，O.Legouezigou，F.Pommereau，F.Lelarge，A.Ramdane，G.-H.Duan，“SeparateError-FreeTransmissionofEightChannelsat10Gb/sUsingCombGenerationinaQuantum-Dash-BasedMode-LockedLaser”，IEEEPhotonicsTechnologyLetters21(23)，1746-1748(2009))。如果使用单独的激光器来生成每条线路，那么发送器变得庞大、昂贵并且消耗大量电力。但是，如果使用单个源来同时生成所有频率，那么所有生成的线路共享源的有限总功率。由于大部分功率在调制期间或者由于光学元件之间的接口丢失，因此链路预算是有限的。为了改善链路(例如，为了增加范围或改善误码率)，使用同时放大所有光线路的光放大器。用于这种放大器的示例作为半导体光放大器(SOA)在(D.Yin，A.Gubenko，I.Krestnikov，D.Livshits，S.Mikhrin，A.Kovsh，G.Wojcik，“LaserDiodeCombSpectrumAmplificationPreservingLowRINforWDMapplications”，SPIE-OSA-IEEE7631,7631IR-1至76311R-7(2009))中给出。关于链路质量的主要兴趣是可实现的范围和误码率。使用SOA作为光放大器需要关于每个信道的功率进行权衡。虽然每个信道的越高功率增加可实现的范围并增加信噪比(同时考虑到由SOA生成的过多噪声)，这进而改善误码率，但是如果放大器超出线性状态(regime)被操作，那么信号失真。但是，如果放大器在其线性状态工作，那么在SOA输出端处的每个信道的功率受到限制。而且，由于SOA的总输出功率有限，因此在共同放大的信道数量与SOA的输出端处可实现的每个信道的功率之间存在权衡，同时维持SOA在其线性状态。虽然光信道的放大可以利用饱和掺铒光纤放大器(EDFA)执行而不使数据失真，但是与SOA相比，EDFA也是庞大、昂贵且高功耗的。在EDFA或可比较的掺铒波导放大器的情况下，次优的放大也导致例如增加的功耗。可以通过WDM复用器或通过频率选择性调制器来获得WDM系统中各个信道的调制。但是，频率选择性调制器的众所周知的问题是，它们的操作频率一般不同于作为调制目标的线路的频率，除非它们被主动调谐。这种调谐导致附加的功耗。促进频率选择性调制器的调谐的方法在本领域是众所周知的。一种这样的方法例如在(Y.Zheng，P.Lisherness，M.Gao，J.Bovington，S.Yang，K.-T.Cheng，“Power-EfficientCalibrationandReconfigurationforOn-ChipOpticalCommunication”，Proc.oftheDesign,Automation&TestinEuropeConference，1501至1506(2012))。这种方法的缺点是频率选择性调制器的自由频谱范围需要接近最高和最低频率信道的频率之间的差异。
技术实现思路
本专利技术的目标因此，本专利技术的目标是降低WDM链路的功耗。此目标由根据主要权利要求的接收器、根据另一独立权利要求的光链路和根据另一独立权利要求的操作接收器和/或光链路的方法来实现。在从属权利要求中给出其它有利的实施例。本专利技术的公开内容用于光链路的发送器包括生成具有不同频率的多个离散线路的光源和多个调制器。每个调制器被配置为根据数据流来调制离散线路中的一条。发送器还包括被配置为同时放大多条线路的至少一个光放大器。根据本公开，只有所生成的线路的子集被路由到光放大器(分别路由到每个光放大器)。专利技术人已经发现，这可以被利用来将稀缺的放大器功率预算更好地分配给根据数据流被调制的线路。此外，线路的重路由使得能够使用多个光放大器。适于生成多个离散线路的许多源实际上同时生成比可用于数据传输的更多的线路。例如，如果使用梳状源，那么其频谱包含具有高功率的可用线路的集合，而且还包含具有不能支持数据信道的较低功率的许多线路。但是，这些具有较低功率的线路加起来占了源的总功率的相当一部分。此外，许多这种源生成比预期应用实际需要的更多可用的高功率线路。如果使用具有高插入损耗(或者更一般地具有低的最大发送功率电平(例如，与振幅调制系统中的“1”位对应))的调制器，那么这个问题进一步加剧，因为经调制的线路的功率之和相对于未经调制的线路的功率的总和进一步减小，从而进一步降低了利用SOA任意地对所有线路的放大的有效性，无论线路是否被调制。在依赖于半导体模式锁定激光器和硅光子技术中的谐振环形调制器的实现中，调制器的插入损耗可以例如大于4dB，并且在引起调制器的插入损耗之后，未经调制的线路的总功率等于或大于经调制的线路的总平均功率。由于梳状源是用于生成多个离散线路的非常高效的源，并且本公开减轻了它们先前被束缚的缺点，因此梳状源被优选地用作光源。基本上，未根据数据流被调制但被光放大器放大的所有光都是宝贵的放大器功率的浪费。这将最终导致增加的功耗，具有与未使用的线路的放大相关联的功率消耗。在最坏的情况下，这将导致预期承载数据流的被放大的线路的功率的过度降低(由于SOA的总输出功率有限)，所述功率的过度降低导致数据不能从经调制的线路恢复。因此，在本公开的特别有利的实施例中，发送器包括用于阻止未根据数据流被调制的至少一条线路被路由到光放大器或多个光放大器的任一个的装置。在本公开的特别有利的实施例中，光源是梳状源，并且发送器包括用于阻止连续体或无限系列的线路被路由到光放大器或多个光放大器中的一个的装置。本专利技术人已经发现，如果使用梳状源代替先前的多个激光器的布置，那么，因为它包含非常大量的离散线路，所以这会带来调节所发射的光的固有困难。在另一个有利的实施例中，那些装置被配置为：·允许根据数据流被调制的离散线路被路由到光放大器或多个光放大器(SOA)中的至少一个；·阻止所有未经调制的离散线路或者至少具有相对于绝对值减去以分贝(dB)表示的预定阈值的以分贝(dB)表示的最高功率线路的功率的光功率的至少未经调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光链路的接收器(RX)，被配置为从所述光链路的发送器(TX)发送的光信号(IN)解码至少一个数据流(c

【技术特征摘要】
1.一种用于光链路的接收器(RX)，被配置为从所述光链路的发送器(TX)发送的光信号(IN)解码至少一个数据流(c1-c4)，其中所述光信号(IN)包括具有不同频率(f)的多个光载波，且所述多个光载波已经被相应的调制器(FSM，RRM，MZM)根据所述数据流(c1-c4)调制，其中所述接收器(RX)包括具有一个输入端口和两个输出端口的偏振分割元件(PSC)、被调谐到根据数据流(c1-c4)调制的至少一个光载波的至少一个谐振分插复用器(ADM)，以及将光强度转换成电信号的至少一个检测器(PD)，其特征在于，来自所述偏振分割元件(PSC)的两个输出端口的光在相反方向上耦合到所述谐振分插复用器(ADM)中，并且光在两个相反方向上从所述谐振分插复用器(ADM)耦合到所述至少一个检测器(PD)。


2.如权利要求1所述的接收器(RX)，其特征在于，多个分插复用器(ADM)被耦合到形成所述偏振分割元件(PSC)的两个输出端口之间的光路径(PL)的一部分的公共波导。


3.如权利要求2所述的接收器(RX)，其特征在于，来自所述多个分插复用器(ADM)的光被耦合到相同的检测器(PD)或检测器(PD)集合。


4.如权利要求2至3中任一项所述的接收器(RX)，其特征在于，所述偏振分割元件(PSC)的输出端口中的每一个和分插复用器(ADM)之间的光路径包括至少一个分相元件(PSE)。


5.一种光链路，包括如权利要求1至4中任一项所述的接收器(RX)并进一步包括发送器(TX)，其中所述发送器(TX)包括生成具有不同频率(f)的多条离散线路(EL)的光源(CS)，其中，离散线路(EL)的至少子集是由所述接收器(RX)接收的光载波，其中所述发送器(TX)还包括多个调制器(FSM，RRM，MZM)，每个调制器(FSM，RRM，MZM)被配置为根据数据流(c1-c4)调制离散线路(EL)中的一个，其中所述发送器还包括被配置为同时放大多条线路(EL)的至少一个光放大器(SOA)，其特征在于，只有所生成的线路(EL)的子集被路由到所述发送器(TX)的所述光放大器(SOA)或者多个光放大器(SOA)中的每一个。


6.如权利要求5所述的光链路，其中所述发送器(TX)
包括频率选择性元件(ADM)和/或调制器(RRM，FSM)的级联，所述频率选择性元件(ADM)和/或调制器(RRM，FSM)中的至少一个被配置为将一条线路(EL)路由到通向至少一个光放大器(SOA)或多个光放大器(SOA)中的至少一个的光路径，并将输入光的剩余部分路由到被调谐到不同频率的另一个频率选择性元件(ADM)和/或调制器(RRM，FSM)；和/或
包括交织器(INT，INT1，INT2)，所述交织器(INT，INT1，INT2)被配置为将传入的线路的第一子集路由到第一光放大器(SOA)并将传入的线路的第二子集路由到第二光放大器(SOA)。


7.如权利要求5至6中任一项所述的光链路，其中所述发送器(TX)的至少一个调制器是具有输入端口(I)、通过端口(T)、添加端口(A)和丢弃端口(D)的频率选择性调制器(FSM)，所述频率选择性调制器(FSM)被配置为：
根据数据流(c1-c4)对输入端口(I)上提供的至少一条线路(EL)进行调制，将经调制的线路(EL)输出到丢弃端口(D)，将所有其它具有不同频率(f)的线路(EL)从输入端口(I)传递到通过端口(T)，并将所有其它具有不同频率(f)的线路(EL)从添加端口(A)传递到丢弃端口(D)。


8.如权利要求7所述的光链路，其中：
所述发送器(TX)的所述光源(CS)是梳状源，
所述发送器(TX)的所述光放大器(SOA)是半导体光放大器，
所述发送器(TX)包括多个离散线路(EL)路由至其的公共输入总线波导，
所述发送器(TX)还包括至少一个丢弃总线波导，以及
所述频率选择性调制器(FSM)被布置在丢弃配置中，以共享所述公共输入总线波导作为它们的输入总线，并共享所述丢弃总线波导作为它们的丢弃总线，其中所述丢弃总线被路...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰里米·威特岑斯，弗洛里安·梅戈特，朱莉安娜·穆勒，
申请(专利权)人：亚琛工业大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE