一种实现信号光频谱整合的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光纤通信技术领域，特别是设及一种实现灵活光栅弹性光网络中信号 光频谱整合的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 相对于传统的WDM光网络，基于OFDM技术的弹性光网络有很多优势。OFDM技术将 高速串行数据流转换成低速并行子数据流进行传输，延长了符号周期，提高了抗干扰能力， 子信道间相互正交，提升了频谱利用率，而且其频谱具有弹性和可扩展性的固有特性。因 此，（FDM光网络最显著特点就是频谱网格较小且灵活，可依据用户需求分配所需频谱。但 是，该种光网络结构存在严重的频谱不连续，碎片化问题，需要频谱整合技术去解决该个问 题。
[0003] 频谱整合能够进行频谱的重新分配利用，达到提高频谱利用率、解决交叉连接过 程中波长竞争、进行有效路由选择和降低网络阻塞率问题。
[0004] 现有光-电-光波长转换结构的波长转换器，其需要用到电子器件部分，由于"电 子瓶颈"的限制，转换速率较低，对信号速率不透明；转换过程中对原有信号的相位和幅度 信息不能保留，对信号调制格式不透明。而单级全光波长转换器结构中，累浦光和波长光之 间有一个波长间隔，因此不能实现OFDM信号的任意搬移。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种实现信号频谱整合的方法及系统，目的在于消除现有 光-电-光转换结构中"电子瓶颈"效应影响W及解决单级全光波长转换器不能实现对信 号的任意搬移的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种实现信号光频谱整合的方法，包括：
[0007] 将第一信号光W及第一累浦光禪合后，发送至第一非线性介质光纤中；
[000引在所述第一非线性介质光纤中经四波混频效应，将所述第一信号光的波长转换为 第一波长；
[0009] 提取所述第一波长的信号作为闲频光；
[0010] 将所述闲频光作为第二信号光，与第二累浦光禪合后，发送至第二非线性介质光 纤中；
[0011] 在所述第二非线性介质光纤中经四波混频效应，将所述第二信号光的波长转换为 第二波长；
[0012] 提取所述第二波长的信号作为输出光。
[0013] 可选地，所述第一非线性介质光纤为高非线性光纤。
[0014] 可选地，所述第二非线性介质光纤为高非线性光纤。
[0015] 可选地，所述第一信号光为相干光正交频分复用信号光。
[0016] 可选地，所述第一累浦光为连续光。
[0017]可选地，所述第一信号光的输入功率为9. 1地m，所述第一累浦光的输入功率为 27. 9地m。
[001引可选地，所述第二信号光的输入功率为7. 9地m，所述第二累浦光的输入功率为 22. 3地m。
[0019] 本发明还提供了一种实现信号光频谱整合的系统，包括：
[0020] 第一禪合器，用于将第一信号光W及第一累浦光禪合后，发送至第一非线性介质 光纤中；
[0021] 第一非线性介质光纤，用于经四波混频效应，将所述第一信号光的波长转换为第 一波长；
[0022] 第一带通滤波器，用于提取所述中间波长的信号作为闲频光；
[0023] 第二禪合器，用于将所述闲频光作为第二信号光，与第二累浦光禪合后，发送至第 二非线性介质光纤中；
[0024] 第二非线性介质光纤，用于经四波混频效应，将所述第二信号光的波长转换为第 二波长；
[0025]W及第二带通滤波器，用于提取所述第二波长的信号作为输出光。
[0026] 可选地，还包括：
[0027] 放大器，用于对所述第一信号光、所述第一累浦光、所述第二累浦光、所述闲频光 W及所述输出光进行放大。
[0028] 可选地，所述第一非线性介质光纤的长度为150m、色散斜率为0.024ps.皿-2.虹1一1， 非线性系数为6. 9W-ikm-i，损耗为6. 2地.km-i，受激布里渊阔值为0. 65W;
[0029] 所述第二非线性介质光纤的长度为100m、色散斜率为0. 00化S.rniT2.knTi，非线性 系数为10. 8胖-1虹1-1，损耗为0. 8地.km-i，受激布里渊阔值为0.18W。
[0030] 本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法及系统，通过将第一信号光W及第一 累浦光禪合后，在第一非线性介质光纤中进行第一级波长转换，然后将提取出的闲频光与 第二累浦光禪合后，在第二非线性介质光纤中进行第二级波长转换。本发明所提供的实现 信号光频谱整合的方法及系统，采用两级转换结构全光波长转换器，不包含电子器件，消除 了 "电子瓶颈"效应的影响，提高了转换效率。且本发明采用两级转换结构，能够完成无间 隔波长转换W及消除四波混频效应带来的相位共辆问题。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法的一种【具体实施方式】的流程 图；
[0032] 图2为本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法的另一种【具体实施方式】的流 程图；
[0033] 图3为本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法的另一种【具体实施方式】的波 长转换过程示意图；
[0034] 图4为本发明所提供的实现信号光频谱整合的系统的一种【具体实施方式】的结构 框图；
[0035] 图5为本发明所提供的实现信号光频谱整合的系统的另一种【具体实施方式】的结 构框图；
[0036]图6为本发明所提供的实现信号光频谱整合的系统的CO-OFDM信号波长转换仿真 实验图；
[0037]图7为本发明所提供的实现信号光频谱整合的系统的C0-0FDM信号频谱整合仿真 实验图；
[003引图8为本发明所提供的实现信号光频谱整合的系统的转换效率示意图；
[0039] 图9为第一级输入信号波长不变C0-0抑M信号经两级波长转换后邸R对比图；
[0040] 图10为第二级输出信号波长不变C0-0FDM信号经两级波长转换后B邸对比图；
[0041] 图11为频谱整合前频谱图（(FDM信号频谱在波长1550nm位置）：
[004引图12为频谱整合后频谱图（(FDM信号频谱被转换至1540皿波长位置）；
[004引图13为频谱整合前后C0-0FDM信号B邸及星座图对比。
【具体实施方式】
[0044] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045] 本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法的一种【具体实施方式】的流程图如图1 所示，该方法包括：
[0046] 步骤S101 ;将第一信号光W及第一累浦光禪合后，发送至第一非线性介质光纤 中；
[0047] 步骤S102 ;在所述第一非线性介质光纤中经四波混频效应，将所述第一信号光的 波长转换为第一波长；
[0048] 步骤S103 ;提取所述第一波长的信号作为闲频光；
[0049] 步骤S104;将所述闲频光作为第二信号光，与第二累浦光禪合后，发送至第二非 线性介质光纤中；
[0化0] 步骤S105 ;在所述第二非线性介质光纤中经四波混频效应，将所述第二信号光的 波长转换为第二波长；
[0化1] 步骤S106 ;提取所述第二波长的信号作为输出光。
[0化2] 本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法，通过将第一信号光W及第一累浦光 禪合后，在第一非线性介质光纤中进行第一级波长转换，然后将提取出的闲频光与第二累 浦光禪合后，在第二非线性介质光纤中进行第二级波长转换。本发明所提供的实现信号光 频谱整合的方法及系统，采用两级转换结构全光波长转换器，不包含电子器件，消除了 "电 子瓶颈"效应的影响，提高了转换效率。且本发明采用两级转换结构，能够完成无间隔波长 转换W及消除四波混频效应带来的相位共辆问题。
[0053]现有光-电-光波长转换结构的波长转换器，其需要用到电子器件部分，由于"电 子瓶颈"的限制，转换速率较低，对信号速率不透明。转换过程中对原有信号的相位和幅度 信息不能保留，对信号调制格式不透明（不能完成OFDM信号的波长转换），信号再生费用 高，可靠性低，设备升级有难度。
[0054] 而基于高非线性光纤（HNL巧四波混频效应（FWM)的全光波长转换技术，具有对信 号调制格式和比特率均透明、转换速率块、转换频带较宽、结构简单容易实现等特点。但是 单级全光波长转换器结构中，累浦光和波长光之间有一个波长间隔，因此不能实现OFDM信 号的任意搬移。鉴于此，在本发明所提供的另一种【具体实施方式】中，利用两级波长转换结构 的全光波长转换器对OFDM信号进行频谱整合。该方法结构简单、容易实现，可用于高速率 多调制信号。
[0化5]如图2本发明所提供的实现信号光频谱整合的方法的另一种【具体实施方式】的 流程图所示，与上一实施例相比，本实施例中第一非线性介质光纤具体为高非线性光纤 (HNLF1)，第二非线性介质光纤具体为高非线性光纤（HNLF2)，第一信号光具体为相干光正 交频分复用信号光（C0-0FDM)，第一累浦光为连续光。
[0化6] 该方法包括；
[0化7] 步骤S201 ;将C0-0抑M信号光和第一累浦光经第一禪合器禪合后，发送至第一高 非线性光纤HNLF1中；
[005引步骤S202 ;在第一高非线性光纤（HNLF1)中经四波混频（FWM)效应，将C0-0抑M信 号光转换至第一波长处；
[0化9] Am在转换波段带外，由带通滤波器将中间波长Am的闲频光滤出，至此，完成了第 一级波长转换。
[0060] 步骤S203;将第一波长的信号滤出作为闲频光；
[0061] 步骤S204;将该闲频光作为第二信号光，与第二累浦光经第二禪合器禪合后，发 送至第二高非线性光纤HNLF2中；
[0062] 步骤S205;在第二