[發明專利]彈性光網絡通信系統及其信道變換裝置、彈性光網絡通信系統的信道變換方法

有效

• 申請號: 202110271709.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113037423B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 李廣;張華;艾子煜
• 申請（專利權）人: 廣東科學技術職業學院
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

本發明提供一種彈性光網絡通信系統及其信道變換裝置、彈性光網絡通信系統的信道變換方法，該信道變換裝置的串并轉換器接收數字基帶信號并轉換成并行通信的數字信號輸出至奈奎斯特差分正交振幅調制器，奈奎斯特差分正交振幅調制器向升余弦脈沖產生器輸出信號，升余弦脈沖產生器輸出的脈沖信號依次經過信號放大器、信號偏置器后輸出至第一雙通道光電調制器，第一雙通道光電調制器輸出的光信號經過合光后輸出；連續光波激光器向光學調制器輸出光信號，光學調制器還接收可調微波發生器輸出的微波信號，光學調制器輸出的信號經過可調濾波器后輸入至第一雙通道光電調制器。該方法應用上述裝置實現信道的變換。本發明能夠低成本、靈活的實現信道的變換。

技術領域

本發明涉及光學通信的技術領域，具體地，是涉及一種彈性光網絡通信系統及其信道變換裝置、彈性光網絡通信系統的信道變換方法。

背景技術

新一代通信技術是當前科技研究的重點技術，伴隨著數據中心的大規模部署和基于云服務流量的持續增長，對網絡帶寬提出了巨大的需求。當前，網絡通信運營商正在尋求更先進的光傳輸和光網絡解決方案，以增加其網絡容量。光網絡技術將傳統的ITU網絡逐步向具有細粒度頻譜的更高彈性光網絡演進，這種技術通過按需頻譜分配和實施先進的自適應調制格式，顯著的提高頻譜效率、提升網絡的總體容量。此外，幾個級聯的子信道組成的超級信道，更能建立支持新的超級高帶寬需求。

微波光子學是一種光子與射頻相結合的信息交叉學科，其有效利用了光纖的低損耗、高帶寬、抗干擾和微波無線的傳輸特性來解決傳統的光纖通信向毫米波頻段發展中的“瓶頸”問題。利用微波光子技術構建相位同步的多波長光梳，可為超高速信息傳送提供頻帶寬度可調的“顆粒度”較小的“透明載體”，進而為新一代智能光網絡提供高彈性光網絡解決方案。

高階正交振幅調制、相干調制與檢測以及多載波技術，例如正交頻分復用(OFDM)和奈奎斯特波分復用(Nyquist-WDM)技術在光傳輸技術中得到了廣泛的研究。隨著這些技術的進一步發展，將逐漸向城域網和接入網領域“滲透”。

由于波長轉換器通常具有波長依賴性，在彈性光網絡的波長轉換中，需要權衡傳輸速率和頻譜效率這對矛盾。在波長轉換器的選擇權衡中，路由和頻譜分配算法可以用來處理復雜的調制格式、多波長競爭和網絡配置等問題，并且這些算法也“非常支持”WDM的彈性光網絡。

在彈性光網絡WDM系統中，由于波長轉換器的典型表現是波長的相關性，這使得其同時追求高比特率和高頻譜效率的整體要求變得復雜。波長變換存在的這些可以預知的“矛盾”，可以通過路由和頻譜分配算法來應對同時具有先進調制格式、多波長技術和光網絡存在的“復雜場景”。

將微波光子學的技術應用在彈性光網絡將大幅提高彈性光網絡的通信質量與數據傳輸速度，例如通過對光信號的調制形成多波長的光信號，并且通過濾波器選擇特定波長的光信號進行處理，從而實現光波長的選擇，也就是實現了信道變換。因此，基于微波光子學的彈性光網絡能夠提供多個可用的信道，不同信道的中心波長不相同，為彈性光網絡在現實應用提供便利。

微波光子信號處理是信道變換的前提和基礎，相位同步鎖定的多波長光信號的產生主要由射頻信號通過雙通道馬赫-增德爾調制器(DMZM)調制窄帶激光光波來實現，然后通過非對稱射頻相移處理、合理的參數配置、脈沖整形濾波來獲得所需光信道，其原理如圖1所示。

中心頻率為15GHz至36GHz的射頻(RF)信號從可調諧射頻信號發生器(TRFG)11輸出后，通過消光比為15dB、轉換偏置電壓和轉換射頻電壓均為4V、插入損耗為5dB、偏置電壓-1和偏置電壓-2均為0V的雙通道光電調制器13，雙通道光電調制器13還接收激光發生器12輸出的激光信號，通過射頻信號對激光信號進行調制，獲得調制中心頻率為194.1THz、線寬為1MHz的窄帶激光光波信號，如圖1中右側的多個信道的激光光波信號。此時，雙通道光電調制器13的輸出端形成由多個光波信道組成的已調光子載波信號，這些波長信道間隔與RF調制信號的頻率相同。因此，可以通過配置可調諧射頻信號發生器11的頻率，獲得信道間隔從15GHz到36GHz不等的多波長光信號。