[發(fā)明專(zhuān)利]基于OOFDM信號(hào)的低成本低偏振敏感寬可調(diào)諧的波長(zhǎng)變換裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910029787.7
• 申請(qǐng)日: 2019-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109581699B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周慧;莘云龍;陳明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/01
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/01;G02F2/00;H04L27/26
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種屬于全光波長(zhǎng)變換領(lǐng)域中的基于OOFDM信號(hào)的低成本低偏振敏感寬可調(diào)諧的波長(zhǎng)變換裝置及方法。采用一個(gè)直接調(diào)制激光器實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度調(diào)制產(chǎn)生光OFDM信號(hào)，采用偏振分集的結(jié)構(gòu)，利用偏振分束器將耦合后的信號(hào)光和泵浦光分成兩個(gè)相互正交的偏振模（X偏振方向和Y偏振方向），在兩個(gè)SOA中分別實(shí)現(xiàn)同一偏振態(tài)上基于FWM的全光波長(zhǎng)變換，利用偏振合束器將FWM后的兩個(gè)相互正交的偏振模耦合在一起，再利用光帶通濾波器將轉(zhuǎn)換光OFDM信號(hào)濾出，經(jīng)光電檢測(cè)后轉(zhuǎn)換成電OFDM信號(hào)，并利用接收機(jī)對(duì)OFDM信號(hào)進(jìn)行接收。本發(fā)明無(wú)需額外的外部調(diào)制器來(lái)調(diào)制信號(hào)，降低了系統(tǒng)成本。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有寬可調(diào)、低偏振敏感度、易于系統(tǒng)集成和實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于全光波長(zhǎng)變換（All Optical Wavelength Conversion,縮寫(xiě)為AOWC）技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于OOFDM信號(hào)的低成本低偏振敏感寬可調(diào)諧的波長(zhǎng)變換裝置及方法。

背景技術(shù)

自1966年高錕提出可以用石英玻璃纖維作為光通信的媒介，光纖便由于容量大、抗干擾能力強(qiáng)、損耗低、保密性好等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代通信中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸增長(zhǎng)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求量成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，高速率，高質(zhì)量，超大容量的光纖通信系統(tǒng)已成為必然的發(fā)展目標(biāo)。雖然光纖通信窗口處的波長(zhǎng)數(shù)很大，將波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，縮寫(xiě)為WDM）網(wǎng)的傳輸帶寬可以保證每個(gè)用戶(hù)的需求，但受諸多因素限制，實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)容納波長(zhǎng)的數(shù)目遠(yuǎn)小于節(jié)點(diǎn)數(shù)目和用戶(hù)數(shù)目，不能達(dá)到節(jié)點(diǎn)數(shù)與波長(zhǎng)數(shù)目的一一對(duì)應(yīng)。這種情況下，可以在這些WDM鏈路的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置光交叉連接設(shè)備（OXC）或光分插復(fù)用器（OADM），形成全光通信網(wǎng)，減少了信息傳輸?shù)膿矶拢瑯O大提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。因此，將波分復(fù)用技術(shù)和全光交換技術(shù)融合起來(lái)實(shí)現(xiàn)比特速率和調(diào)制方式透明的全光網(wǎng)絡(luò)（AON），可以克服現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在傳送和交換時(shí)的電子瓶頸，滿(mǎn)足未來(lái)各種新業(yè)務(wù)發(fā)展的要求，是目前研究的主流方向。而WDM技術(shù)和和全光交換技術(shù)的全面應(yīng)用依賴(lài)于全光波長(zhǎng)變換技術(shù)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)引入全光波長(zhǎng)變換器，在全光網(wǎng)中能夠有效解決WDM系統(tǒng)中的波長(zhǎng)阻塞，使網(wǎng)絡(luò)更具高效性、智能性和生存性。

目前提出的全光波長(zhǎng)變換器主要包括：基于半導(dǎo)體光放大器的交叉增益調(diào)制(SOA-XGM)特性的波長(zhǎng)變換器，基于半導(dǎo)體光放大器的交叉相位調(diào)制(SOA-XPM)特性的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，基于半導(dǎo)體激光器或光纖中的四波混頻（FWM）效應(yīng)或差分頻率產(chǎn)生（DFG）效應(yīng)的波長(zhǎng)變換器。其中基于FWM效應(yīng)的波長(zhǎng)變換器是唯一能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行透明變換的AOWC，且變換速率在100Git/s以上。與基于高非線(xiàn)性光纖中的FWM效應(yīng)的波長(zhǎng)變換器相比，基于SOA中FWM效應(yīng)的波長(zhǎng)變換器具有響應(yīng)時(shí)間短、非線(xiàn)性系數(shù)高、避免非線(xiàn)性色散效應(yīng)的影響、易于系統(tǒng)集成等優(yōu)勢(shì)。

正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種特殊的多載波調(diào)制技術(shù)，將高速串行的比特流并行地分配到各個(gè)子載波上，它們?cè)跁r(shí)域上相互正交，在頻域上相互重疊，因而可以最大效率得利用頻帶資源。各個(gè)子載波可依據(jù)信道狀態(tài)信息自適應(yīng)地采用二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）、正交相移鍵控（QPSK）、正交幅度調(diào)制(QAM)等方式以最大限度提高系統(tǒng)容量，有效提升系統(tǒng)的頻譜利用效率。OFDM技術(shù)已成熟地廣泛應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路等無(wú)線(xiàn)與有線(xiàn)通信系統(tǒng)中。2005年N.E.Jolley和J.M.Tang等人首次將OFDM技術(shù)與光通信系統(tǒng)相結(jié)合，光正交頻分復(fù)用（OOFDM）技術(shù)由此興起。OOFDM系統(tǒng)具有抗色度色散和偏振模色散能力強(qiáng)、頻譜利用率高、較好的靈活性和擴(kuò)展性，是未來(lái)大容量光纖通信技術(shù)重要的研究領(lǐng)域。