CN1111989C - 处理波分复用信号的装置，方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了全光处理系统，用于变换或接口光信号，即从波分复用(WDM)形式变到光时分复用(OTDM)形式，其中原先的WDM信号典型地包括非归零(NRZ)信号格式。该系统包括多个NRZ数据调制的CW光WDM信道(W，X，Y，Z)，它们在非线性光元件(745)中被强时钟脉冲信号交叉调制，因而被波谱展宽。结果的信号包括原先的NRZ信号的RZ表示。RZ信号被色散元件(760)在时间上移位，它把每个波长信道在时间上移动预定的量，以产生波长交织的OTDM信号。然后，信号使用第二非线性光元件(770)中的CW控制波束进行交叉相位调制的方法进行波长变换，以提供单波长的OTDM信号。

Description

处理波分复用信号的装置，方法和系统

本发明涉及光学处理装置和系统，以及涉及处理光通信信号的方法，具体地涉及用于处理波分复用光信号的系统、方法与装置。

光纤是非常有效的传输媒体。当前，光纤通信系统的容量受限于某些因素，其中包括利用光纤带宽的方式和为控制某些光通信处理功能所需要的光电子元件。

第一个因素，即带宽使用因素，通常通过使用不同的复用技术、例如波分复用(WDM)或光的时分复用(OTDM)来论述。

第二个因素在过去六、七年内被广泛地研究，结果是论证了在光纤和半导体光学器件中的全光学处理功能。只引用全光学处理功能的光纤通信网络提供的潜在通信容量远超过在引入非常慢的光电子处理功能的光纤通信网络中当前可供使用的通信容量。

通过带宽的使用，WDM网络近年来受到很大的注意，并多半可提供例如在大城市的或全国的网络中的光路由，其中大的结点密度使得与WDN有关的简单的无源多路分路技术(波长滤波)很有吸引力。然而，如果使用传统的信令格式，色散和光纤非线性这二者的结合潜在地限制了WDM网络的大小或扩展WDM网络的能力。因此，当前OTDM多半在更宽广的地理区域内，在更小数量的较高容量的光交换机方面得到应用，因为单个波长复用信道系统，例如OTDM，对于非线性和色散的有害影响并不像WDM系统那样敏感，特别是当采用弧立子(soliton)传输效应来平衡非线性以对抗色散时尤其是这样。而且，增益平坦度的均衡或预加重技术对于单波长OTDM系统并不是重要的考虑，而这些技术是相应的WDM系统设计的重要方面，这就大大地简化了放大器(或功率)的操纵运用。

认识到与WDM通信网络有关的可测量性难题，但同时要看到WDM有许多优点，例如简单的无源的多路分接，申请人认为将来可能会对全光学通信网络有需要，此网络能潜在地处理WDM业务(例如在本地网规模上)，OTDM业务(例如在国际干线路由上)，以及孤立子业务(例如在信息高速公路上)。为了使这样的光网络是有效的，也需要它能在任何两个所采用的业务格式之间进行转换，否则通用的网络互连和网络间信息交换会受到限制。

现在，WDM，OTDM和孤立子光信令格式的产生和传输都已得知，并被广泛地报导。另外，Lacey等的文章，全光学的WDM到TDM多路复用转换器”Electronics Letters，15 Sept.1994，pp1612-1613，首先提出了通过藉使用波长选通滤波器把WDM信号分离成它的组成信道和在分开的各个光放大器中把每个信道和时钟脉冲相混合，进行从WDM到TDM的转换。这就造成这样的结果，增益压缩造成波长变换和减小WDM数据脉冲的宽度。然后，每个信道由具有不同延时的分开的各个光延时线予以延时，最后，全部信道通过使用光耦合器被重新多路复接起来。Bigo等的文章，“对于孤立子传输系统通过光学的NRZ到RZ变换和无源时分复用的比特率的提高”，Electronics Letters1994，Vol.30，pp984-985，提出了使用光学环状镜作为对于NRZ(非归零)数据信号和时钟信号的“与”门，以产生NRZ到RZ(归零)变换。而且，Bigo等提出多路复接多个这样的“与”门输出，以使得比特率提高(TDM)。

在本说明中，术语“方波”和“脉冲”，对于波形来说，是打算分别与“NRZ”(非归零)和“RZ”(归零)为同义的和可交换的。

按照第一方面，本发明提供用于处理波分复用光信号的装置，包括：

接收第一光信号和第二光信号的输入装置，所述第一光信号包括至少两个不同波长的数据信道，所述第二光信号是单一波长的，并包括脉冲流，该脉冲具有的脉冲重复速率至少与最高数据速率的数据信道的比特速率一样高；

非线性光元件，具有接收所述第一和第二光信号的输入装置，以及提供第三光信号的输出装置，第三光信号是第一和第二光信号的逻辑“与”门功能的表示，并包括许多其每个具有相应于各个数据信道的波长分量的脉冲；以及

用于把取决于波长的延时加到第三光信号的每个波长分量以提供第四光信号的装置。

该光处理装置构成用于实现NRZ到RZ变换的总的装置的第一部分。

通过把该装置正确地安装在例如大城市区域网(MAN)，标准的WDM NRZ信令可被用于MAN中的所有业务，而例如到第二个远端的MAN的长距离业务可通过按照本发明的把NRZ信号转换为RZ格式的方法在弧立子支持的通信链路上安排路由发送。这种方法的优点是在每个MAN内的所有源和波长变换器/交换机不一定需要是弧立子兼容的。这样，有利之处在于，现有的WDM基础设施可被保持，使安装系统所用的投资费用为最小。

非线性光学单元优选地包括行波半导体激光放大器(TWSLA)。在TWSLA中，提供有大的时钟脉冲信号，它的脉冲重复频率至少和最高比特率WDM信道的一样高，它周期地调制TWSLA载波密度，把交叉相位调制(XPM)施加在通过放大器传送的WDM信道。XPM的结果是只要在WDM信号是和时钟脉冲信号相一致的情况下就扩谱WDM信号。

当光信号在非线性单元中由XPM扩谱时，该装置优选地进一步包括处在非线性单元下行方向的周期滤波器，用于完成鉴频功能。周期滤波器消除WDM信道的未调制的背景噪声，这样它应当具有正规的通带和阻带，具有良好的阻带衰减。适用的滤波器包括Mach Zehnder干涉仪、Fabry Perot干涉仪和双折射滤波器。

适用的周期滤波器的一种形式是引入输入和输出极化控制的双折射光纤。滤波器通过修改光纤中每个WDM信道的极化来选择所需要的波长，以使所需要的波长和输出极化器相一致。这类设备可提供具有相当宽的通带的优良的衰减。结果的滤波后的信号基本上是WDM NRZ信号的WDM RZ脉冲信号的表示。

把非线性光学单元引入到本发明的装置的重大优点在于，全部WDM信道的从NRZ到RZ的变换是在单个单元中同时实现的，以及运行速度由光的非线性器件限制而不是由替换的光电子器件的速度限制。

使用TWSLA中的XPM作为非线性元件的重大优点是TWSLA的固有的对波长的非敏感性，而类似的XPM效应在光纤中已被证实，由光纤中的色散所加的限制排除了在很宽的波长范围内的多信道运行，虽然使用色散特性平坦的光纤可缓和这些困难的某些部分。

一个替代TWSLA的非线性单元是非线性光学环状镜(NOLM)。具体地讲，优选采用引入半导体激光放大器的NOLM，因为光纤NOLM可能会由于不想要的色散影响以及相位匹配问题而受损害。

NOLM比起上述方法的优点在于，不需要周期滤波器，因为交叉相位调制信号部分是被切换到与非交叉相位调制信号部分不同的输出，而不是结合起来。

可被用来代替TWSLA或NOLM的其它非线性单元包括极化旋转栅，非线性Mach Zehnder干涉栅，非线性定向耦合器，或非线性FabryRerot干涉仪。这个替代品的清单决不是没有遗漏的，并且也不限于选择所列的那些替代品。另一个在处理速度上受限制的替代品是通过使用例如电吸收调制器的电-光调制，以产生脉冲。

在优选的实施例中，本发明进一步包括移位波长的装置，用于把每一个离散波长信道在时间上移位不同的预定量，以提供波长交错的时分复用(WITDM)信号。

这样，WDM信号(RZ格式)被转换为具有OTDM信号的时间形式而不是频谱形式的伪-OTDM信号(也就是说，在这一级信号包括一系列脉冲，它们以WDM信号的不同波长顺序地循环)。WITDM信号格式可以是变换到OTDM信号的中间步骤，如下面所描述的那样。

移位装置优选地包括色散元件，它提供固定的彩色色散量，以不同的数量延时每一个离散波长信道，因而产生了WITDM信号。

色散元件可包括适当长度的标准光纤，然而，一对折射栅或其它色散元件可替代地被使用。但是使用一段标准光纤长度具有这样的优点，从纯粹的波长复用信号转换到WITDM信号的全部运行在单个光纤路径中完成。相反，在已知系统中，从WDM到时分复用格式的转换将包括通过使用不同的延时线把每个个别信道延时不同的量，然后在光交织器中把延时的信号组合起来。这样的系统可能是不可靠的，因为光交织器典型地呈现很差的稳定性。比起可达到同样效果的一段标准光纤长度的成本来说，也要考虑这种系统有更大的成本费用。所需要的光纤长度由在WDM信道之间所需要的时间上移位的大小和由光纤的色散常数来确定。光纤中色散对脉冲的影响应当予以考虑，而且看来好象需要较低的色散，以减小任何不想要的时间上的增宽，导致宽的RZ脉冲。然而，也许幸运的是，在TWSLA中构成的脉冲所经历的线性调频现象在某些情况下可造成标准光纤中的脉冲压缩。因此，光纤色散元件最好既压缩又交织优选方案中的脉冲。

将会看到，例如，如上所述，在一段光纤长度中使用色散以便从RZ格式的WDM信号提供WITDM信号的方式，并不限于按照本发明进行的使用。事实上，WDM信号(RZ格式)可以由任何的源所提供，以及后来所构成的WITDM信号可按照本发明的方式加以使用或用于需要这样的信号的任何其它装置。

在优选的实施例中，本发明还包括第二非线性光学元件，用于把WITDM信号转换成单波长的OTDM信号。

该第二非线性光学元件可方便地体现上述的第一非线性光学元件的特性。

因此，第二非线性光学元件优选地包括以和上述的第一TWSLA工作方式同样的方式工作的第二TWSLA。然而，在这种情况下，WITDM信号被用来相位调制一个CW光束，并且周期滤波器由限制带宽的滤波器代替，以隔离最终的单波长OTDM信号。

另外，非线性元件可以是任何其它适用的非线性元件，例如，如前述的NOLM或Mach Zehnder干涉仪等。

在另一个实施例中，用在第一非线性级的TWSLA的工作速度可藉运行按照我们的共同未决的欧洲专利号93308066.5(1993年10月11日提交)的放大器而得以提高，在此专利中，一个第三泵浦光束被注入到TWSLA，以抑制否则可能由于时间上的非均匀载流子密度动态变化而发生的数据结构形成效应。使用这样的泵浦光束以牵制Fermi(费米)能级和抑制数据结构形成，在所提到专利申请中有更详细地描述，此处引用其公开的内容，以供参考。

本发明的优点在于，产生了频谱极纯的数据脉冲，而不需使用高性能指标的脉冲源。通常，用于产生OTDM信号的脉冲源需要频谱纯度和时间上的稳定度，因而是相当昂贵的。然而，在按照本发明的装置中，时钟脉冲源只需要提供时间上稳定的脉冲，因为频谱纯度是通过第二非线性元件和滤波器(如果必要的话)安排来达到的。因此，用于OTDM系统的光源可以是比较便宜的DFB激光器。另外，如果高速脉冲源是可供使用的话，则第二变换器可用来调制脉冲流。

本发明的另一个优点在于，全部有源元件都可以是半导体元件，例如TWSLA，它允许有集成的余地(虽然需要开发做在芯片上的周期滤波器和色散元件)。

按照另一方面，本发明也提供如在权利要求中更详细地描述的方法和系统。

现在参照附图，仅仅以例子的方式，来描述本发明，其中：

图1是演示把载有NRZ数据的四信道WDM信号转换为载有RZ数据的WDM信号的实验系统；

图2表示用于图1系统的极化滤波器装置；

图3表示对于单个NRZ脉冲的频谱展宽级；

图4表示对于四个RZ滤长信道的滤谱变换；

图5表示对于四个RZ脉冲波形的眼图；

图6表示对于图1的系统BER(误码率)测量比较；

图7是适用于全WDM到OTDM信号变换的系统表示；

图8A到8G是在图7的系统中各点处信号谱的理想化图形表示；以及

图9A到9G是在图7系统中各点处随时间变化的幅度信号波形的理想化图形表示。

图1的系统用来产生四信道NRZ格式的WDM光信号，以说明从该信号到相应RZ格式信号的变换。在图1的系统中，包含等间隔光脉冲的时钟信号由外腔半导体激光器110产生，该激光器(1545nm)被模式锁定在10GHz，具有13ps的脉冲宽度(假定是高斯脉冲形状)和约0.45的时间-带宽积。

四个CW(连续波)信道(1554.2nm，1556nm，1557nm，1558.4nm)由四个DFB激光二极管100产生。这些信道由四合一激光耦合器组合，以及为了说明起见，这些信道通过使用由适合的图案发生器160驱动的铌酸锂(LiNbO₃)强度调制器130，以单个10Gbit/s 2⁷-1 PRBS予以调制。

时钟和NRZ格式数据信号在光放大器120和122，例如涂铒光纤放大器中被放大，并通过WDM耦合器140被馈送到TWSLA 145。时钟信号被放大到约12dBm，及NRZ信号被放大到1到3dBm之间。TWSLA 145是耦合损耗为每晶面约-6dB的整体器件。虽然TWSLA提供XPM，但提供类似功能的任何元件在这种情况下都将是适合的。

通过使用在双折射光纤中的极化旋转做成的周期滤波器150(在下面参照图2加以更详细地描述)，在TWSLA 145的下行处执行鉴频功能，以同时处理全部四个信道。滤波器周期约是0.7nm，且衰减比是约30dB。实际上，滤波器150去除了数据信号的未扰乱部分(背景分量)，使得和时钟信号相一致的信号通过，因而它由时钟信号加以调频。

最后，0.5nm可调谐带通滤波器154为了进行误码率(BER)测量，选择四个RZ信道中的一个信道。差错检测器158把由带通滤波器154选择的和由光接收机156接收的信号与来自图案发生器160的信号复制品相比较。

每个信道的BER测量结果在下面参照图6依次地加以描述。

参照图2，周期滤波器150包括连到极化控制器(PC)210和极化器220的结合点的输入端200。PC 210和极化器220被调谐以确保进到滤波器的光信号具有被限制得很好的极化。PC 210被安排来使能进行输入极化的细调节。

处在极化器220下行处的光放大器230被安排来补偿由于起先的极化选择级造成的信号损耗。虽然适当长度的涂铒光纤是优选的，但也可使用任何形式的光放大器。

通过极化选择级后的光信号具有限制得很好的极化。在滤波器150中，TWSL 145中的数据脉冲施加在参考波束上的周期的谱移位经历了在位于放大器230下行处的双折射元件250中的依赖于波长的极化旋转。在这种情况下，双折射元件250是长度为100m的极化模式色散为10ps的双折射光纤。通过使位于双折射光纤250的极化控制器260最优化，波谱未移位的波形分量被位于极化控制器下行处的极化器270阻塞，导致了入射到该极化器的光的10％的传输。10％的光由一系列波长-变换的脉冲组成，其中脉冲有效地相应于原先信号的RZ表示。

其它的已知类型的波长滤波装置可容易地代替所描述的周期滤波器装置，例如Mach Zehnder干涉仪或Fabry Rerot干涉仪。

图3表示一个所选择的NRZ信道的谱展宽级。曲线A代表未展宽的NRZ信道，曲线B代表由时钟脉冲谱展宽的NRZ信道，以及曲线C显示由周期滤波器去除的CW分量。

在图4中，带有和不带有时钟波形的在DFB波长(D_X)上的波谱峰是未变换的剩余的NRZ信号，它们在周期滤波器阻带对准波谱峰时由周期滤波器去除。

图3和4显示，波谱展宽是非对称的，由于在TWSLA 145中的增益恢复机制，该展宽偏向于较长的波长。由于波谱的非对称性，有可能以对被展宽的信号仅约为5dB的插损来去除未被展宽的部分。四个波长相对于滤波器通带的对准是通过微调谐DFB100的温度和偏置电流来实现的。

图5表示对于全部四个波长信道的眼图。可以看到，各图并未显示出由强的时钟信号完全压缩的构图效果。变换的RZ信号的脉冲宽度是约15ps(假定是高斯脉冲形状)，它非常接近于约13ps的时钟脉冲宽度。

为了说明变换后的RZ信号的低噪声特性，对所有四个信道进行BER测量，结果示于图6。在四个信道之间的接收机156灵敏度(@BER＝10^-9)的分散度约为1.5dB，在BER＝10^-11处且没有显著的误差底部，说明方案的优良的性能。

图7说明了适用于把不同波长的四个NRZ光信号变换为单个OTDM信道的系统。

在系统中，包括等间隔光脉冲的时钟信号由被模式锁定在10GHz的外腔半导体激光器710(1545nm)产生，它具有13ps的脉冲宽度(假定是高斯脉冲形状)和约0.45的时间带宽积。

四个WDM格式NRZ信道(1554.2mm，1556nm，1557nm，1558.4nm)由四个CW DFB激光二极管700产生，它们产生的波束被单独的调制器730调制(模仿四个分开的波长信道)。四个信道由四合一WDM光纤耦合器705组合。然后，组合信号优选地被传送到模拟光通信链路的光元件708，例如使信号色散和衰减。实际上，链路可以是几千公里长，以及可包括一级或多级放大，信号再生和/或交换。这样，元件708的参量可加以变化，以模拟不同的链路参量。元件708可包括不同类型的光纤的组合，色散元件以及可能有环状镜，然而，实际安排取决于要被模拟的结果。为了说明起见，光元件708可从系统整体中略去。

时钟和NRZ格式WDM数据信号在涂铒光纤放大器720和722中被放大，这些放大器为下一级提供必要的信号电平：时钟信号被放大到约12dBm以及NRZ格式信号被放大到1到3dBm之间。然后，信号通过WDM耦合器740被馈送到TWSLA 745。TWSLA 745是耦合损耗为每晶面约6dB的整体器件。

通过使用在双折射光纤中的极化旋转做成的周期滤波器750(上面参照图2所描述的)，在TWSLA 745的下行处执行鉴频功能，以同时处理全部四个信道。滤波器周期约是0.7nm，且衰减比约是30dB。实际上，滤波器750去除了数据信号的未扰乱部分(背景分量)，使得与时钟信号相一致的信号通过，因而它由时钟信号加以调频。

周期滤波器750的输出被色散元件760色散，此元件是一段长度的标准光纤。对于相隔1.4nm的WDM信道，相邻信道之间的25ps时延需要17.8ps/nm的色散，它由约1km长的标准光纤提供。另外，也可使用提供所需要的色散量的任何适合的色散光纤长度。

色散后的信号被放大器726放大，并通过WDM耦合器765连同由放大器724放大的和来自光放大的DFB半导体激光器772的原先的CW参考信号一起被馈送到第二TWSLA 770。WDM脉冲流被放大到+12dBm的平均光功率，共同传播的CW参考信号被放大到4.9dBm的平均光功率。

可任选地，分开地被光放大的反向传播的(或共同传播的)CWDFB泵浦光束从DFB半导体激光器775被注入到第二TWSLA 770，以压制否则可能由于随时间的非线性载流子浓度动态变化而发生的数据构图效果。

第二TWSLA 770是具有波峰波长为1.54μm的极化不敏感整体一层器件，工作在200mA的直流偏置电流。位于TWSLA 770下行处的滤波器元件780包括可调谐带通滤波器和极化器，它被用来消除残余放大的自发杂散发射和用来限定在TWSLA 770输出端处的参考信号的极化。滤波器780典型地类似于在上面参照图2所描述的周期滤波器。然而，对于此滤波器，重点在于准确的单个通带和关于所需要的输出信号波长的强衰减，而不是四个同样的有效通带和阻带。

图8A和8G表示出现在图7的相应位置A到G的脉冲时钟信号(表示为CL)和四个波长信道(表示为W，X，Y，Z)的谱。可以看到，图8B中的四个信适(W＝1554.2nm，X＝1555.6nm，Y＝1557nm和Z＝1558.4nm)是由图8A所示的脉冲时钟信号(1545nm)被进行波长展宽的，如图8C所表示的。图8D和8E显示了已通过滤波被除去了其CW背景分量的信道。图8F表示在第二TWSLA 770中由CW参考信号进行波长变换为单波长OTDM信号后的四个信道。图8G表示在参考信号的CW背景已被滤除后在1545nm上的最终OTDM信号。

图9A到9G表示相应于图7上同样点A到G的时钟信号和四个信道(表示为Cl，W，X，Y，Z)。图9A表示脉冲时钟信号。图9B表示添加在全部四个信道上的数据图案(为了简明起见，全部数据图案对于每个信道都是同样的)。图9C表示第一TWSLA 745的输出，它包括数据图案分量和时钟脉冲信号。图上显示了在数据图案中信号恰好重合的地方波形的理想叠加，实际上它更接近类似于扰动或电涌。滤波器750的输出被表示在图9D上。在此图上可看到，除被扰动的部分(交叉相位调制)外，波形的全部被滤去，留下一脉冲序列，相应于原先NRZ信号的RZ表示。

图9E上显示了用于把每个波长信道色散不同的量的色散元件760的作用，其中WDM RZ脉冲序列被变换成在不同信道波长上的交错脉冲W，X，Y，Z。此脉冲图形在其余系统中保持为相同，其中只有脉冲的谱组合按照图8A到8D变化。

技术人员将会看到，在图1和7中的系统只与实现本发明的可能方式有关。具体地，所描述的非线性元件可由除TWSLC以外的提供同样结果的替换器件或器件装置(例如NOLM)来实现。

事实上，在本发明的每一级中所描述的器件(非线性元件，色散元件和第二非线性元件)每个都可以以不同方式来实现，但并非处在本发明的范围之外。

另外，所有的信号电平，信号频率，重复速率和器件偏置电流等都是以实例的形式给出的，但它们并不是本发明的本质性特征。

而且，技术人员将会看到，在所描述的系统中的光放大(如果有的话)类型和光放大级的确切定位完全取决于所使用的器件安排和类型，因此它也不是本发明的本质方面。

Claims (15)

1.用于处理波分复用光信号的装置，包括：

接收第一光信号和第二光信号的输入装置，所述第一光信号包括至少两个不同波长的数据信道，所述第二光信号是单一波长的，并包括脉冲流，该脉冲具有的脉冲重复速率至少与最高数据速率的数据信道的比特速率一样高；

非线性光元件，具有接收所述第一和第二光信号的输入装置以及提供第三光信号的输出装置，第三光信号是第一和第二光信号的逻辑“与”门功能的表示，并包括许多其每个具有相应于各个数据信道的波长分量的脉冲；以及

用于把取决于波长的延时加到第三光信号的每个波长分量以提供第四光信号的装置。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于，其中延时装置包括色散元件，用于提供色散。

3.按照权利要求2的装置，其特征在于，其中色散元件包括一定长度的光纤单元。

4.按照权利要求1的装置，其特征在于，进一步包括周期滤波器，置于光元件的下行处，其通带的中心基本上定在第三光信号的每个不同波长分量处。

5.按照权利要求4的装置，其特征在于，其中周期滤波器包括双折射元件。

6.按照权利要求1的装置，其特征在于，进一步包括：

第二非线性光元件，用以接收第四光信号和第五光信号，第五光信号包括具有单一波长的脉冲流，其重复速率至少等于第二光信号的脉冲重复速率乘以数据信道数；以及

输出装置，用以提供第六光信号，第六光信号包括代表第四和第五光信号的逻辑“与”门功能的单波长的光信号。

7.按照前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，其中各非线性光元件或至少一个非线性光元件包括半导体激光放大器。

8.按照权利要求7的装置，其特征在于，其中各非线性光元件或至少一个非线性光元件构成部分的光学环状镜。

9.按照权利要求1到6中任一项的装置，其特征在于，其中各非线性光元件或至少一个非线性光元件包括具有电的时钟输入装置的电-光调制器。

10.光通信系统，包括用于载送波分复用光信号的第一光纤传输路径，用于载送时分复用光信号的第二光纤传输路径，以及连接第一和第二传输路径、用于把波分复用信号变换成时分复用信号的装置，所述用于变换的装置包括按照前述权利要求中任一项的装置。

11.光处理系统，用于把包括多个离散波长方波数据信道的输入光数据信号变换成包括单波长时分复用脉冲信号的输出光数据信号，所述系统包括：

第一非线性光器件，被安排来接收输入信号和第一时钟信号，以及提供原先的方波信号的输出光脉冲信号表示，所述输入信号包括具有较低光功率的多个离散波长方波数据信道，所述时钟信号包括其频率至少与最高数据速率的数据信道的一样高并具有较高光功率的脉冲序列；

用于在时间上色散输出光信号的不同波长分量以各个预定量以便提供波长交织的输出光脉冲信号的装置；以及

第二非线性光器件，被安排来接收结果的输出光脉冲信号和第二时钟信号，以及提供单波长输出的光脉冲信号，所述输入信号具有较低的光功率，所述时钟信号包括其频率基本上等于脉冲信号的频率并具有较高光功率的脉冲序列。

12.用于处理波分复用光信号的方法，包括以下步骤：

把第一光信号和第二光信号引入到非线性光元件，所述第一光信号包括至少两个不同波长的数据信道，所述第二光信号是单一波长的并包括脉冲流，该脉冲具有的脉冲重复速率至少与最高数据速率的数据信道的比特速率一样高，光处理装置被安排来提供代表第一和第二光信号的逻辑“与”门功能的脉冲流，其中每个脉冲包括相应于各个数据信道的波长分量；以及

把取决于波长的延时加到第三信号，以提供延时的第四光信号。

13.按照权利要求12的方法，其特征在于，其中第一输入信号包括多个离散波长方波数据信号。

14.按照权利要求12或13的方法，其特征在于，进一步包括将第四和第五光信号引入第二非线性光器件以提供第六光信号的步骤，第五光信号包括一个脉冲流，它具有单波长，其脉冲重复速率至少等于第二光信号的脉冲重复速率乘以数据信道数，第六光信号包括单个波长的光脉冲，它是第四和第五光信号的逻辑“与”功能的表示。

15.从多波长信道方波数据信号产生多信道脉冲数据信号的方法，所述方法包括的步骤有：

将该多波长信道方波数据信号引入非线性光器件，

将其重复频率至少与方波数据信道最高数据速率一样高的脉冲时钟信号引入该器件；及

安排各个信号的功率电平，以提供输出数据信号，此信号包括从该方波数据信号和时钟信号的交叉相位调制产生的扰动数据信号部分，所述扰动数据信号部分相应于表示该方波数据波长信道的脉冲信号。

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