[發明專利]光傳輸系統、光收發單元及其相干頻率調整方法

有效

• 申請號: 201210525866.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102946282A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 陳德華;李玲;汪俊芳
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，具體涉及光傳輸系統、光收發單元及其相干頻率調整方法。

背景技術

移動互聯、視頻、寬帶上網等業務的迅猛增長，給運營商城域網、骨干網帶來了巨大流量壓力。為了保障用戶體驗，運營商必須提升城域網、骨干網的容量，從而推動40Gbit/s、100Gbit/s甚至400Gbit/s、1Tbit/s等超高速WDM系統部署和研制。

隨著WDM系統傳輸速率的提高，傳輸技術的發展也遇到了更高的挑戰，為提高頻譜效率、抑制線性損傷，提高OSNR容限以及提高接收機的動態范圍，WDM系統需要依靠高級調制格式以及相干光通信技術來解決，如現有的40Gbit/s和100Gbit/s的WDM系統中，采用了相干雙極化四相相移鍵控（DP-QPSK）調制方式，使系統達到與10Gbit/s?WDM系統傳輸性能相近的水平。

相干光通信系統中，光收發單元的發送機采用外調制方式將用戶輸入信號調制到發送光信號上進行傳輸；在接收端，接收信號首先與一本振光信號進行相干耦合，然后由平衡接收機進行探測。根據本振光信號頻率與發送信號光頻率不等或相等，可分為外差檢測和零差檢測，零差檢測要求本振光頻率與信號光頻率嚴格匹配并且相位鎖定，而外差檢測要求本振光頻率和信號光頻率相差保持在一定范圍內，差異越小性能越高。

圖1顯示了現有相干光收發單元的原理框圖。以西向發送、東向接收為例，西向光收發單元中的發送激光器的頻率固定，用戶信號經調制后加載到發送光信號上再由合波器形成相干信號發送給WDM網絡。相干信號到達東向光收發單元后，與本振光混頻輸出中頻信號供接收機接收，接收機根據中頻信號的質量輸出控制信號控制頻率調整控制器調整本振激光器的輸出頻率，通過這種反饋控制，使得東向光收發單元的本振光頻率接近于西向光收發單元的發送激光器的頻率，實現傳輸性能的最優化。東向發送、西向接收的機理與以上描述類似，在此不再贅述。

由此可見，現有的相干光通信系統中，光收發單元都具有兩個激光器，一個作為發送激光器，另一個作為本振激光器，由于激光器比較昂貴，體積和功耗都較大，從而提高了WDM系統的成本，并帶來光收發單元體積和功耗的限制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決WDM系統中，由于光收發單元必須設置兩個激光器，從而提高了WDM系統成本的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種光收發單元，包括激光器、頻率調整控制器、發送機、接收機、握手協議處理器和光功率調整器，所述頻率調整控制器控制所述激光器的產生的光信號的頻率；所述發送機通過調制器將用戶信號加載到所述光信號上并生成相干信號輸出給WDM網絡；所述接收機通過混頻器將收到經WDM網絡傳輸來的相干信號轉變為中頻信號，并轉變為輸出信號供用戶使用，所述混頻器利用所述激光器的光信號作為本振光信號；所述握手協議處理器與對應的光收發單元交互各自的激光器頻率鎖定狀態信號，并根據收到的激光器頻率鎖定狀態信號鎖定所述激光器的輸出光信號的頻率；所述光功率調整器根據收到的相干光信號的光功率調整所述激光器的輸出光功率，使所述本振光信號的光功率達到最優化值。

在上述光收發單元中，所述頻率鎖定狀態信號依次經光收發單元、WDM設備背板總線和光監控信道收發單元傳輸給WDM網絡。

本發明還提供了一種光傳輸系統，包括經WDM網絡連接的第一光收發單元和第二光收發單元，所述第一光收發單元和第二光收發單元采用的是上述的光收發單元。

在上述光傳輸系統中，所述頻率鎖定狀態信號通過WDM網絡的光監控信道在第一光收發單元和第二光收發單元之間傳輸，且所述頻率鎖定狀態信號依次經光收發單元、WDM設備背板總線和光監控信道收發單元傳輸給WDM網絡。

本發明還提供了一種光傳輸系統的相干頻率調整方法，包括以下步驟：

東向和西向光收發單元初始化，并通過握手協議協商確定主機和從機地位；

主機鎖定主機激光器的頻率，并通過握手協議發送主機激光器鎖定狀態信號給從機；

從機接收到所述主機激光器鎖定狀態信號后，調整從機激光器到從機混頻器的輸入光功率，使輸入到從機混頻器的光功率達到最優化值；

從機調整從機激光器的頻率，同時持續檢測接收信號的質量，在接收信號質量達到最佳時將從機激光器頻率鎖定；

從機激光器頻率鎖定后，通過握手協議發送從機激光器鎖定狀態信號給主機，主機根據輸出到從機的光功率調整主機激光器到主機混頻器的輸入光功率，使輸入到主機混頻器的光功率達到最優化值。