CN115276785B - 光谱处理装置、光谱处理方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种光谱处理装置、光谱处理方法及相关设备，光谱处理装置包括梳状滤波器、相干接收机、低通滤波器和处理单元，其中，梳状滤波器，用于对待测波分复用WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号；相干接收机，用于将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号；低通滤波器，用于对混频信号进行滤波，得到低频带信号；处理单元，用于对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱。采用本申请实施例，能够提高对WDM光信号光谱的测量效率。

Description

光谱处理装置、光谱处理方法及相关设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光谱处理装置、光谱处理方法及相关设备。
背景技术
在波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)网络中，WDM光信号的光谱可能会由于某些因素导致不同信道间功率的不均衡，比如说光放大器的增益不平坦、受激拉曼散射导致的短波功率向长波转移，等等因素。另外，在动态可重构的WDM网络中，由于波长的上传下载、系统故障而导致信道中断等因素，可能会引起光放大器的增益谱或者受激拉曼增益谱的动态变化，从而导致WDM光信号功率的瞬时波动以及WDM信号的光谱形状发生动态变化。WDM光信号的功率的不平衡可能会导致整个系统性能的劣化，甚至可能会导致某些业务发生中断，而WDM光信号的功率的瞬态效应也可能会引起业务的瞬时中断。因此需要通过光谱处理技术对WDM信号的光谱进行随时监控，从而可以在检测到光谱不均衡或者光谱发生瞬时变化的情况下及时对WDM光信号进行反馈处理。
目前，传统的光栅式光谱分析仪通过光栅将WDM光信号的不同波长展开到不同的空间位置，然后通过空间上的狭缝来选取某一波长分量并由狭缝后的光电探测器检测器功率。可以看出，需要对光栅进行机械旋转，依次让不同的波长分量通过狭缝，完成所有波长分量的功率检测，从而可以获得WDM信号的光谱。这种光谱分析仪的测量速度受限于机械扫描的速度，且其空间光路体积大，不易集成。
发明内容
本申请实施例公开了一种光谱处理装置、光谱处理方法及相关设备，能够提高WDM光信号的光谱的测量效率。
本申请实施例第一方面提供一种光谱处理装置，该光谱处理方法包括梳状滤波器、相干接收机、低通滤波器和处理单元。其中，梳状滤波器，用于对待测波分复用WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号；相干接收机，用于将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号；低通滤波器，用于对混频信号进行滤波，得到低频带信号；处理单元，用于对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱。
可以看出，通过梳状滤波器对WDM光信号进行滤波可以一次得到待测WDM光信号中多个不同的波长位置处的光谱取样。滤波得到的多个波长通过与梳状本振光信号进行相干混频得到的混频信号，实现波长到混频信号频率的映射，而混频信号的频谱可以通过处理单元进行数字信号处理的方法来得到。因此，通过一次测量完成对待测WDM光信号多个波长的功率测量，提高了光谱测量速度，以便在待测WDM光信号的光谱发生瞬时变化时可以给与及时反馈。
一种可能的实施方式中，第一WDM光信号的相邻波长的第一波长间隔与梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔具有频率差，相干接收机，具体用于：根据频率差将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号，所述混频信号包括第一混频信号和第二混频信号，所述第一混频信号的频谱带宽小于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半，所述第二混频信号的频谱带宽大于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
可以理解的是，因为在相干混频的过程中可能会出现信号的混叠，所谓信号的混叠是某一混频信号与另一混频信号在频谱上发生了重叠，而混叠的出现可能会导致对待测WDM光信号的光谱测量的不准确。所以，为了避免混叠的出现，保证可以得到准确的WDM光信号的光谱，需要确定梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔与第一WDM光信号的第一波长间隔的频率差，使得根据频率差进行混频所得到的混频信号中与待测WDM光信号的光谱有关联的信号的频率带宽小于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
一种可能的实施方式中，低通滤波器的截止频率小于或等于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
可以理解的是，混频信号中可能包括频谱带宽大于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半的信号，而频谱带宽小于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半的信号是可以反映待测WDM光信号的光谱的信号，所以低通滤波器需要过滤掉大于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半的信号。
一种可能的实施方式中，待测WDM光信号的载波间隔为梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，a为大于或等于1的整数。
一种可能的实施方式中，待测WDM光信号包括N个等间隔分布的载波，第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，待测WDM光信号的载波间隔为第一WDM光信号的第一波长间隔的a倍，M等于a*N，其中，M和N均为正整数。
可以看出，因为待测WDM光信号的载波间隔为梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，所以通过梳状滤波器对待测WDM光信号进行滤波，可以得到待测WDM光信号中一个或多个波长位置处的光功率，因此可以得到一个或多个波长位置处的WDM光信号的光谱。
一种可能的实施方式中，梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔与第一WDM光信号的第一波长间隔的频率差大于或等于梳状滤波器的滤波带宽。
可以理解的是，第一WDM光信号的带宽等于梳状滤波器的滤波带宽，所以当频率差大于梳状滤波器的滤波带宽时，可以区分待测WDM光信号的不同信道，
一种可能的实施方式中，光谱处理装置还包括调谐电路，调谐电路，用于调节梳状滤波器的滤波通带中心。
可以看出，通过调谐电路调节梳状滤波器的滤波通道中心，可以对待测WDM光信号内所有波长位置的功率进行步进扫描测量，实现波长级的高精度光谱测量。
一种可能的实施方式中，处理单元，具体用于：将低频带信号转换为数字信号；将数字信号进行快速傅里叶变换后得到数字信号的频谱；根据数字信号的频谱得到待测WDM光信号的光谱。
一种可能的实施方式中，梳状滤波器包括法布里珀罗FP腔或者光学微环。
可以看出，法布里珀罗FP腔和光学微环这类器件具有尺寸小、易集成等特性，所以使得光谱处理装置的体积小，从而可以将光谱处理装置集成到现有的光学模块中。
一种可能的实施方式中，梳状本振光信号包括基于光学微环产生的光学频率梳。
可以理解的是，光学微环可以通过热光效应或电光效应进行滤波带宽的调谐，光学微环的滤波带宽可以达到几十MHz量级，热调谐响应时间可以达到几十μs量级，而电光调谐响应时间甚至可以达到ns量级，所以光学微环可以实现快速且高精度的光谱测量。
本申请实施例第二方面提供一种光谱处理方法，该方法可以应用于光谱处理装置，该光谱处理装置包括梳状滤波器、相关接收机、低通滤波器和处理单元。该方法包括：通过梳状滤波器对待测WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号；将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行拍频，得到混频信号；通过低通滤波器对混频信号进行滤波，得到低频带信号；对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱。
一种可能的实施方式中，第一WDM光信号的相邻波长的第一波长间隔与梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔具有频率差，将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号，包括：根据频率差将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行拍频，得到混频信号，所述混频信号包括第一混频信号和第二混频信号，所述第一混频信号的频谱带宽小于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半，所述第二混频信号的频谱带宽大于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
一种可能的实施方式中，低通滤波器的截止频率小于或等于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
一种可能的实施方式中，待测WDM光信号的载波间隔为梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，a为大于或等于1的正整数。
一种可能的实施方式中，待测WDM光信号包括N个等间隔分布的载波，第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，待测WDM光信号的载波间隔为第一WDM光信号的第一波长间隔的a倍，M等于a*N，其中，M和N均为正整数。
一种可能的实施方式中，梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔与第一WDM光信号的第一波长间隔的频率差大于梳状滤波器的滤波带宽。
一种可能的实施方式中，上述光谱处理方法还包括：通过调谐电路调节梳状滤波器的滤波通带中心。
一种可能的实施方式中，对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱，包括：将低频带信号转换为数字信号；将数字信号进行快速傅里叶变换后得到数字信号的频谱；根据数字信号的频谱得到待测WDM光信号的光谱。
一种可能的实施方式中，梳状滤波器包括法布里珀罗FP腔或者光学微环。
一种可能的实施方式中，梳状本振光信号包括基于光学微环产生的光学频率梳。
本申请实施例第三方面提供一种光网络设备，该光网络设备包括处理器和存储器，处理器用于读取并执行存储器中存储的指令，执行如第二方面或第二方面的任意一种可能的实施方式所描述的方法。
本申请实施例第四方面提供一种WDM系统，WDM系统包括第一方面或者第一方面的任意一种可能的实施方式所描述的光谱处理装置。
本申请实施例第五方面提供一种片上系统芯片，该片上系统芯片包括上述第一方面的任意一种实现方式所提供的光谱装置。该片上系统芯片，可以由处理芯片构成，也可以包含处理芯片和其他分立器件。
本申请实施例第六方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当该计算机程序处理器执行时，使得该处理器可以执行上述第二方面中任意一项的光谱处理方法流程。
上述第二方面至第六方面提供的方案，用于实现或配合实现上述第一方面提供的光谱处理装置，因此可以与第一方面达到相同或相应的有益效果，此处不再进行赘述。
综上，采用本申请实施例提供的方案能够提高WDM光信号的光谱的测量效率。
附图说明
以下对本申请实施例用到的附图进行介绍。
图1A是本申请实施例提供的一种光谱处理的原理示意图；
图1B是本申请实施例提供的另一种光谱处理的原理示意图；
图1C是本申请实施例提供的再一种光谱处理的原理示意图；
图2是本申请实施例提供的一种波分复用WDM系统的架构示意图；
图3A是本申请实施例提供的一种光谱处理装置的结构示意图；
图3B是本申请实施例提供的一种梳状滤波器的滤波示意图；
图3C是本申请实施例提供的又一种梳状滤波器的滤波示意图；
图3D是本申请实施例提供的一种相干接收机的混频示意图；
图3E是本申请实施例提供的另一种相干接收机的混频示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种光谱处理装置400的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种光谱处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
首先，对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
(1)波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)，WDM是将载有信息的两路或多路不同波长的光信号在发送端经复用器(也称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(也称分波器或称复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用技术，简称WDM。
(2)法布里-珀罗谐振腔(Fabry–Pérot cavity)，简称F-P腔，也即平面平行腔，是光学谐振腔的一种，由两个平行平面反射镜组成。
(3)快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)，即利用计算机计算离散傅里叶变换的高效、快速计算方法的统称。它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。
(4)波分复用网络，将单模光纤的可用带宽划分成多个独立的波长，每个波长是一个通道，各信道的速率在技术所能实现的范围内(如100Mbit/s～10Gbit/s)任意选择。网络中不同用户的不同业务可在不同逻辑通道上传送，这样多个信道速率的总和就构成了网络的速率，增加波分复用的信道数，就可进一步挖掘光纤的带宽资源；而多个独立非重叠信道可以同时传送不同类型的服务，这样也实现了网络综合业务的功能。
为了便于理解本申请实施例，下面先分析并提出本申请所具体要解决的技术问题。
请参见图1A，图1A是本申请实施例提供的一种光谱处理的原理示意图。从图1A看出，光谱处理装置通过图1A所示的处理方式可以通过可调谐的滤波器(比如说F-P干涉仪)对待测WDM光信号进行滤波，然后依次选取待测WDM光信号的不同波长，再将不同波长的光信号通过单路的光电探测器进行功率检测，从而可以得到待测WDM光信号的光谱。因此，光谱处理装置通过图1A所示的处理方式将上述滤波器的滤波信号扫描待测WDM光信号的光谱带宽范围后，可以得到待测WDM光信号的光谱。
但是，上述光谱处理装置的光谱测量速度可能会受限于可调谐的滤波器的扫描速度，尤其是当待测WDM光信号的光谱带宽较大时，需要扫描的点数会就很多，而所需要的测量时间就会很长，不利于在待测WDM光信号的光谱发生瞬时变化时给与及时反馈。
请参见图1B，图1B是本申请实施例提供的一种光谱处理的原理示意图。从图1B可以看出，光谱处理装置通过图1B所示的处理方式可以调节可调谐的单频本振光信号的波长，然后再将其依次与待测WDM光信号进行相干拍频得到混频信号，根据混频信号的强度可以得到待测WDM光信号不同波长处的功率，即得到光谱。因此，光谱处理装置通过图1B所示的处理方式将本振光信号的波长依次扫描待测WDM光信号的光谱带宽范围后，可以得到待测WDM光信号的光谱。
但是，上述光谱处理装置的光谱测量速度可能会受限于可调谐本振光源的扫描速度，尤其是当待测WDM光信号的光谱带宽较大时，所需要的测量时间就会很长，不利于在待测WDM光信号的光谱发生瞬时变化时及时给与反馈。
请参见图1C，图1C是本申请实施例提供的一种光谱处理的原理示意图。从图1C可以看出，将两个重复频率不等的梳状光源产生的光信号分别作为探测光(重复频率f0)和本振光(重复频率f0+Δf)。探测光与待测样品分子的相互作用后，探测光的光谱受到吸收分子的调制，从而携带了样品吸收谱信息的探测光与本振光在光电探测器处通过光外差过程产生干涉电信号。将该干涉电信号经过傅里叶变换后可以得到其频谱，该频谱由频谱间隔为Δf的等间隔分布的离散频率组成，并且其频谱形状与探测光的频谱形状相同，因此通过该频谱可以得到探测光的光谱信息。
采用上述方法得到的混频信号中不同信道的信号可能会混叠在一起，从而无法区分不同信道的混频信号，因此上述无法实现对WDM光信号的光谱测量。
基于上述描述，本申请所解决的技术问题可以包括如下：
1、WDM光信号光谱的测量时间过长的问题。
2、WDM光信号不能与具有梳状光谱的本振光进行干涉拍频的问题。
3、光谱处理装置体积较大、不易于集成的问题。
为了解决上述技术问题，首先，本申请提供一种系统。请参见图2，图2是本申请实施例提供的一种波分复用WDM系统200的架构示意图。WDM系统200可以应用于局域网(Localarea network，LAN)、城域网(Metropolitan area network，MAN)以及广域网(Wide areanetwork，WAN)等网络中。从图2可以看出，WDM系统200包括光发射机201、光中继放大器202、光接收机203和光监控信道204。其中，光发射机201、光中继放大器202和光接收机203之间通过光纤进行信号的传输。
光发射机201位于WDM系统200的发送端，产生多路载有信息的不同波长的光信号，然后利用合波器合成一路多波长的光信号，该多波长的光信号即为WDM光信号。最后，通过光功率放大(Booster Amplifiter，BA)器放大后输出到光纤链路中。
光中继放大器202，用于对WDM光信号进行中继放大，补偿光纤线路传输损耗。可以理解的是，经过一定距离传输后，WDM光信号会存在传输损耗，因此需要对WDM信号进行中继放大。
光接收机203，通过光前置放大器放大经传输而衰减的WDM光信号，通过波分解复用器从WDM光信号中分出特定波长的光信号。
光监控信道204，用于监控WDM系统200内各信道的传输情况。光监控信道204包括光谱处理装置，可以对WDM信号进行滤波，得到第一WDM光信号。然后，光谱处理装置可以将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行拍频，得到混频信号。接下来，光谱处理装置可以对混频信号进行滤波，得到低频带信号。最后，光谱处理装置可以对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱。因此，光谱处理装置可以对WDM系统200中传输的WDM信号的光谱进行实时监控，在检测到光谱不均衡或者光谱发生瞬时变化的情况下及时给与反馈处理。
需要说明的是，光谱处理装置还可以集成于光发射机201的光功率放大器中，或者集成于光中继放大器202中，或者集成于光接收机203的光前置放大器中。本申请实施例对于光谱处理装置在WDM系统的位置不做任何限制。
接下来，本申请提供一种装置。请参见图3A，图3A是本申请实施例提供的一种光谱处理装置300的结构示意图，光谱处理装置300可以位于WDM系统的任意一个电子设备中，如光发射机的光功率放大器中。该装置300具体可以是芯片或芯片组或搭载有芯片或者芯片组的电路板。该芯片或芯片组或搭载有芯片或芯片组的电路板可在必要的软件驱动下工作。
光谱处理装置300包括梳状滤波器301、相干接收机302、低通滤波器303、处理单元304和梳状光源305。
当光谱处理装置300需要对WDM系统中传输的待测WDM信号的光谱进行监控时，梳状滤波器301对待测WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号。可以理解的是，WDM是将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器(也称合波器)汇合在一起，并耦合到同一根光纤中进行传输的技术。因此，在WDM系统的网络中，单模光纤的可用带宽被划分为多个独立的波长，每个波长是一个通道，各信道的速率在技术所能实现的范围内任何选择。网络中不同用户的不同业务可在不同逻辑通道上传输，这样多个信道速率的总和就构成了网络的速率。所以，待测WDM信号可以包括N个等间隔分布的载波，每个载波对应一个信道，N个载波对应于N个信道。可以理解的是，因为N个载波对应N个信道，所以载波间隔也可以是信道间隔，而信道间隔是指两个相邻信道的标称载波的差值，可以用来防止信道间的干扰。
同样地，待测WDM信号经过梳状滤波后得到的第一WDM光信号可以包括M个等间隔分布的波长，M和N均为正整数。因为第一WDM光信号的第一波长间隔与梳状滤波器301的滤波通道间隔相关，所以当待测WDM光信号的载波间隔为梳状滤波器301的滤波通道间隔的a倍时，待测WDM光信号的载波间隔也同样是第一WDM光信号的第一波长间隔的a倍，a为大于或等于1的整数。因此第一WDM光信号的波长数量M等于a*N。可以理解的是，第一WDM光信号中每个波长的带宽同样与梳状滤波器的滤波带宽相关，也即每个波长的带宽＝滤波带宽δf。
在一种可能的实现方式中，请参见图3B，图3B是本申请实施例提供的一种梳状滤波器的滤波示意图。梳状滤波器是由许多按照一定频率间隔相同排列的通道和阻带，只能让某些特定频率范围的信号通过，所以上述频率间隔可以认为是滤波通道间隔。从图3B可以看出，当a＝1时，梳状滤波器301的通道间隔与待测光信号的载波间隔相同，也即滤波通道间隔＝载波间隔＝f1，梳状滤波器301可以选取待测WDM光信号中每个载波中的某一个波长中心附近的频带。举例来说，若梳状滤波器301的滤波通道中心与待测WDM信号中每个载波的中心一样时，梳状滤波器301选取的是每个载波的中心波长。因此，梳状滤波器301对待测WDM光信号进行滤波后得到的第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，每个波长的中心为待测WDM光信号的载波中心，波长间隔为f1。可以理解的是，因为梳状滤波器301的滤波通道间隔与待测WDM信号的载波间隔相同，所以第一WDM信号的波长数量与待测WDM光信号的载波数量相同，即N＝M。举例来说，若待测WDM光信号包括10个光谱带宽为50GHz的载波，且载波间隔为100GHz。梳状滤波器的滤波通带为500MHz，且滤波通带间隔为100GHz。因此，梳状滤波器对待测WDM光信号进行滤波，得到的第一WDM光信号包括10个光谱带宽为500MHz的波长，且波长间隔为100GHz。
在另一种可能的实现方式中，当a>1时，待测WDM光信号的载波间隔为梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，也即，滤波通道间隔＝f1，载波间隔＝a*f1，a为大于1的正整数。梳状滤波器301可以选取待测WDM光信号中每个信道的一个或多个波长位置处的频带，也即对待测WDM光信号进行滤波后得到的第一WDM光信号的波长数量M是待测WDM光信号的载波数量N的a倍，即M＝a*N。请参见图3C，图3C是本申请实施例提供的又一种梳状滤波器的滤波示意图。从图3C可以看出，当a＝2时，也即待测WDM光信号的载波间隔是梳状滤波器的滤波通道间隔的2倍时，载波间隔＝2f1。当梳状滤波器301对待测WDM光信号进行滤波后，可以得到待测WDM光信号中每个载波的两个波长位置处的频带。也即，N个等间隔分布的载波经过梳状滤波器后，可以得到2*N个等间隔分布的波长。可以理解的是，原本待测WDM光信号的一个载波对应于一个信道，因为待测WDM光信号的载波间隔是梳状滤波器的滤波通道间隔的2倍，所以待测WDM光信号经过梳状滤波器之后，两个载波对应于一个信道。需要说明的是，若梳状滤波器的滤波通带间隔为50GHz，则光谱处理装置可以适用于载波间隔为50GHz、100GHz、150GHz、200GHz、300GHz、400GHz、800GHz等多种WDM光信号。举例来说，若待测WDM光信号包括10个光谱带宽为80GHz的载波，且载波间隔为100GHz。梳状滤波器的滤波通带为500MHz，且滤波通带间隔为50GHz。因此，梳状滤波器对待测WDM光信号进行滤波，得到的第一WDM光信号包括20个波长带宽为500MHz的波长，且波长间隔为50GHz。
进一步地，为了实现小型化、可集成的光谱处理装置，梳状滤波器301可以通过法布里珀罗FP腔或者光学微环来实现滤波功能。
光谱处理装置300的梳状光源305，用于生成梳状本振光信号。梳状本振光信号具体可以是光学频率梳(Optical Frequency Comb，OFC)，OFC是指在频谱上由一系列均匀间隔且具有相干稳定相位关系的频率分量组成的光谱。为了可以完全与第一WDM光信号进行相干拍频，梳状本振光信号需要包括等第二波长间隔分布的且数量不少于第一WDM光信号的波长数量的梳线。因此，梳状本振光信号可以包括大于或等于M个等间隔分布的梳线，梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔f2与第一WDM光信号的第一波长间隔f1具有一定的频率差Δf，即频率差Δf＝|f2-f1|。
在一种可能的实现方式中，因为第一WDM光信号中每个波长的带宽等于梳状滤波器的滤波带宽δf。为了可以区分待测WDM光信号的不同信道，避免混频信号中的相邻频率出现重叠的情况。梳状滤波器的滤波带宽δf与频率差Δf需要满足频率差大于或等于梳状滤波器的滤波带宽，即Δf>δf或者Δf≥δf。
进一步地，为了实现小型化的光谱处理装置，梳状光源305可以通过光学微环实现，也即梳状本振光信号包括基于光学微环产生的光学频率梳。
相干接收机(相干光接收机)302可以将第一WDM光信号与梳状光源305输出的梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号。可以理解的是，相干接收机302可以通过空间光学元件或硅光材料等来实现第一WDM光信号和梳状本振光信号这两路光信号的混频，然后再将混频后的光信号进行光电转换，生成电信号。该电信号即为相干接收机302得到的混频信号。可以理解的是，因为相邻梳线的频谱间隔f2与第一WDM光信号的第一波长间隔f1具有一定的频率差Δf，所以混频信号可以包括M个等频率差Δf分布的第一混频信号。举例来说，请参见图3D，图3D是本申请实施例提供的一种相干接收机的混频示意图。从图3D可以看出，第一WDM光信号的波长分量i(记为CHi，i＝1,2,3,…,M-1,M)与梳状本振光信号的梳线i(记为LOi)发生混频，得到CHi与LOi混频所得的第一混频信号。可以看出，第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，第一波长间隔指的是相邻波长之间的差值，比如说波长分量1与波长分量2之间的差值。梳状本振光信号同样包括M个等间隔分布的梳线，第二波长间隔指的是相邻梳线之间的差值，别说梳线1与梳线2之间的差值。因为相邻梳线的第二波长间隔f2与第一WDM光信号的第一波长间隔f1具有一定的频率差Δf，所以混频得到的第一混频信号的相邻信号的间隔为Δf。假设第一WDM光信号的波长分量1与梳状本振光信号的梳线1进行混频后得到频率为f0的混频信号1，则第一WDM光信号的波长分量2与梳状本振光信号的梳线2进行混频后得到频率为f0+Δf的混频信号2。第一WDM光信号的波长分量3与梳状本振光信号的梳线3进行混频后得到频率为f0+2Δf的混频信号3。以此类推，第一WDM光信号的波长分量M与梳状本振光信号的梳线M进行混频后得到频率为f0+(M-1)Δf的混频信号M。
在相干混频过程中，可能出现第一WDM光信号的波长分量i(记为CHi)与梳状本振光信号的梳线j(记为LOj)的相干混频，得到CHi与LOj混频所得的第二混频信号，其中|i-j|＝1。或者，|i-j|≥1。举例来说，第一WDM光信号的波长分量1(CH1)可能与梳状本振光信号的梳线2(LO2)发生相干混频。或者，第一WDM光信号的第1波长分量(CH1)可能与梳状本振光信号的梳线4(LO4)发生相干混频。
综上，相干接收机302得到的混频信号中可能包括CHi与LOi混频所得的第一混频信号、CHi与LOj混频所得的第二混频信号，而CHi与LOi混频所得的第一混频信号与CHi与LOj混频所得的第二混频信号可能会发生混叠。为了避免CHi与LOi混频所得的第一混频信号与CHi与LOj混频所得的第二混频信号发生混叠，保证可以测量得到准确的待测WDM光信号的光谱。相干接收机302需要根据梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔f2和第一WDM光信号的第一波长间隔f1来确定频率差Δf，使得频率差满足Δf<(f1-2 f0)/[2(M-1)]。当CH1与LO1的波长中心完全对准时，f0＝0，则频率差满足Δf<f1/[2(M-1)]。
举例来说，请参见图3E，图3E是本申请实施例提供的另一种相干接收机的混频示意图。从3E可以看出，假设波长分量1(记为CH1)与梳线1(记为LO1)的波长中心完全对准，即f0＝0，第一WDM光信号的波长分量M(记为CHM)与梳状本振光信号的梳线N(记为LOM)发生相干混叠，得到频率为(M-1)Δf的第一混频信号。因为第一WDM光信号的第一波长间隔为f1，所以第一WDM光信号的波长分量M+1(记为CHM+1)与梳状本振光信号的梳线M(记为LOM)发生相干混叠，可以得到频率为f1-(M-1)Δf的第二混频信号。若f1-(M-1)Δf＝(M-1)Δf，则会导致CHM和LOM混频得到的第一混频信号与CHM+1和LOM混频的得到第二混频信号发生混叠。导致无法区分上述第一混频信号和第二混频信号，可能会将第二混频信号的光谱误认为是第一混频信号的光谱，因此混叠的发生可能导致不能得到准确的待测WDM光信号的光谱。为了避免混叠的发生，(M-1)Δf需要小于f1-(M-1)Δf，也即(M-1)Δf<f1-(M-1)Δf，因此，Δf<f1/[2(M-1)]。需要说明的是，CH1与LO1的波长中心没有完全对准时，即f0≠0，频率差满足Δf<(f1-2 f0)/[2(M-1)]。
因此，相干接收机根据上述频率差将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行拍频后，CHi与LOi混频所得的第一混频信号的频谱带宽小于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。从图3E可以看出，第一混频信号的频谱带宽为最高频率与最低频谱之差，而最高频率为(M-1)Δf，最低频率为f0，也即第一混频信号所拥有的频率范围((M-1)Δf-f0)，被定义为第一混频信号的频谱带宽。CHi与LOj混频所得的第二混频信号的频谱带宽大于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。当f0不等于0时，CHi与LOi混频所得的第一混频信号的频谱带宽＝(M-1)Δf+f0，因为Δf<(f1-2 f0)/[2(M-1)]，则CHi与LOi混频所得的第一混频信号的频谱带宽小于f1/2。而CHi与LOj混频所得的第二混频信号的最低频率＝f1-[(M-1)Δf+f0]，可以看出，因为[(M-1)Δf+f0]<f1/2，所以第二混频信号的最低频率大于f1/2。当f0等于0时，CHi与LOi混频所得的第一混频信号的频谱带宽＝(M-1)Δf，因为Δf<f1/[2(M-1)]，则CHi与LOi混频所得的第一混频信号的频谱带宽小于f1/2。同理可知，CHi与LOj混频所得的第二混频信号的频谱带宽大于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半(即f1/2)，所以频率差满足Δf<(f1-2f0)/[2(M-1)]或Δf<f1/[2(M-1)]时，可以避免CHi与LOi混频所得的第一混频信号与CHi与LOj混频所得的第二混频信号发生混叠。
在一种可能的实现方式中，相干接收机的探测带宽fd可以满足fd>(M-1)Δf+f0。为了降低对相干接收机302的带宽要求，可以选择让f0尽量小，比如说CH1与LO1的中心完全对准时，f0＝0。同时，可以让Δf也尽量小，但是Δf>δf或者Δf≥δf，所以相干接收机的探测带宽最终受限于梳状滤波器的滤波带宽δf。
综上所述，因为混频信号中包含CHi与LOj混频所得的第二混频信号，而第二混频信号的频谱带宽大于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半，所以通滤波器的截止频率需要小于或等于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半(即f1/2)。因此，低通滤波器303可以对相干接收机302得到的混频信号进行滤波，得到低频带信号。低频带信号即为CHi与LOi混频所得的第一混频信号，包括M个等频率差Δf分布的频率分量。并且，第M个频率分量的强度正比于第M个第一WDM光信号的功率，而第一WDM光信号可以反映待测WDM光信号的一个或多个波长位置处的功率。所以，上述过程可以实现待测WDM光信号的光谱到电信号的频谱的映射。
处理单元304可以对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱。具体地，处理单元304将低频带信号转换为数字信号，再将数字信号进行快速傅里叶变换后得到数字信号的频谱，然后对数字信号的频谱经过频谱坐标变换及校准后可以得到待测WDM光信号的光谱。从待测WDM光信号的光谱中可以获取待测WDM光信号的光谱情况，在检测到光谱不均衡或者光谱发生瞬时变化的情况下及时给与反馈处理。
需要说明的是，波长与频率的关系是它们之间成反比，具体的公式要看是什么波在什么传输媒介中传播，例如，光的波长＝光速*(1/频率)。因此，波长和频率之间是可以相互转换的。
本申请提供另一种装置。请参见图4，图4是本申请实施例提供的另一种光谱处理装置400的结构示意图，该装置400具体可以是芯片或芯片组或搭载有芯片或者芯片组的电路板。该芯片或芯片组或搭载有芯片或芯片组的电路板可在必要的软件驱动下工作。
光谱处理装置400包括梳状滤波器401、相干接收机402、低通滤波器403、处理单元404、梳状光源405和调谐电路406。
调谐电路406，用于调节梳状滤波器401的滤波通带中心。因此，梳状滤波器401可以对待测WDM光信号中的不同波长位置进行滤波，从而可以得到不同波长位置的第一WDM光信号，因此光谱处理装置400可以得到待测WDM光信号中不同波长位置的光谱，而不同波长位置的光谱进行拼接即可得到待测WDM光信号的高精度光谱。调谐电路406第一次调节梳状滤波器401的滤波通带中心为λ0，则可以选取待测WDM光信号中波长λ0处的光谱；调谐电路406第二次调节梳状滤波器401的滤波通带中心为λ0+Δλ，依次类推，调谐电路406第M次调节梳状滤波器401的滤波通带中心为λ0+M*Δλ；则可以实现光谱分辨率为Δλ的测量精度。
在一种可能的实现方式中，当梳状滤波器401为光学微环时，可以通过热光效应或电光效应进行滤波通带中心的调谐，调谐步长越小则待测WDM光信号的光谱测量精度越高。因为第一WDM光信号中每个波长的带宽等于梳状滤波器的滤波带宽δf，为了可以区分待测WDM光信号的不同信道，避免混频信号中的相邻频率出现重叠的情况，梳状滤波器的滤波带宽δf与频率差Δf需要满足频率差大于或等于梳状滤波器的滤波带宽，即Δf>δf或者Δf≥δf。所以光谱测量精度最终还是取决于梳状滤波器的滤波带宽δf。精度最高时的测量时间为δτ×f1/δf，其中，f1/δf为每个待测WDM光信号中每个信道的采样点数，δτ为光学微环的调谐响应时间。
可以理解的是，光学微环的滤波带宽可以达到几十MHz量级，热调谐响应时间可以达到几十μs量级，而电光调谐响应时间甚至可以达到ns量级，所以光学微环可以实现快速且高精度的光谱测量。
其中，关于梳状滤波器401、相干接收机402、低通滤波器403、处理单元404和梳状光源405的具体描述可参见图3A-图3D，此处不再赘述。
请参见图5，图5是本申请实施例提供的一种光谱处理方法的流程示意图，该方法可应用于光谱处理装置，该光谱处理装置包括梳状滤波器、相干接收机、低通滤波器和处理单元。该光谱处理装置可以是图3A的装置300或者如4所示的装置400。该方法包括但不限于如下步骤：
步骤S501：通过梳状滤波器对待测WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号。
一种可能的实现方式中，上述梳状滤波器包括法布里珀罗FP腔或者光学微环。
一种可能的实现方式中，待测WDM光信号的载波间隔为梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，a为大于或等于1的整数。
一种可能的实现方式中，待测WDM光信号包括N个等间隔分布的载波，第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，待测WDM光信号的载波间隔为第一WDM光信号的第一波长间隔的a倍，M等于a*N，其中，M和N均为正整数。
步骤S502：将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行拍频，得到混频信号。
一种可能的实现方式中，第一WDM光信号的相邻波长的第一波长间隔与梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔具有频率差，根据频率差将第一WDM光信号与梳状本振光信号进行拍频，得到混频信号，所述混频信号包括第一混频信号和第二混频信号，所述第一混频信号的频谱带宽小于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半，所述第二混频信号的频谱带宽大于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
一种可能的实现方式中，梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔与第一WDM光信号的第一波长间隔的频率差大于梳状滤波器的滤波带宽。
一种可能的实现方式中，上述梳状本振光信号包括基于光学微环产生的光学频率梳。
步骤S503：通过低通滤波器对混频信号进行滤波，得到低频带信号。
一种可能的实现方式中，低通滤波器的截止频率小于或等于第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
步骤S504：对低频带信号进行转换，得到待测WDM光信号的光谱。
具体地，将低频带信号转换为数字信号；将数字信号进行快速傅里叶变换后得到数字信号的频谱；根据数字信号的频谱得到待测WDM光信号的光谱。
一种可能的实现方式中，上述方法还包括：
通过调谐电路调节梳状滤波器的滤波通带中心。
需要说明的是，上述图5中所描述的光谱处理装置及其可能的实施方式中的具体流程，可参见上述图2-图4所述的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持电子设备以实现上述任一实施例中所涉及的功能，例如对待测波分复用WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号。在一种可能的设计中，所述芯片系统还可以包括存储器，所述存储器，用于电子设备必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。其中，芯片系统的输入和输出，分别对应方法实施例电子设备的接收与发送操作。
本申请实施例还提供了一种光网络设备，包括处理器、存储器和通信接口。所述处理器可用于执行上述方法实施例中的方法。
应理解，上述光网络设备可以是一个芯片。例如，该光网络设备可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，可以是专用集成芯片(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，还可以是系统芯片(system on chip，SoC)，还可以是中央处理器(central processor unit，CPU)，还可以是网络处理器(networkprocessor，NP)，还可以是数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)，还可以是微控制器(microcontroller unit，MCU)，还可以是可编程控制器(programmable logicdevice，PLD)或其他集成芯片。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
应注意，本申请实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得该计算机执行图4所示实施例中任意一个实施例的方法。
根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得该计算机执行图4所示实施例中任意一个实施例的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriberline，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，高密度数字视频光盘(digitalvideodisc，DVD))、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solidstatedisc，SSD))等。

Claims (14)

1.一种光谱处理装置，其特征在于，所述光谱处理装置包括梳状滤波器、相干接收机、低通滤波器和处理单元，其中，
所述梳状滤波器，用于对待测波分复用WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号；
所述相干接收机，用于将所述第一WDM光信号与梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号；所述第一WDM光信号的相邻波长的第一波长间隔与所述梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔具有频率差，所述梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔与所述第一WDM光信号的第一波长间隔的频率差大于或等于所述梳状滤波器的滤波带宽；
所述相干接收机，具体用于：
根据所述频率差将所述第一WDM光信号与所述梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号，所述混频信号包括第一混频信号和第二混频信号，所述第一混频信号的频谱带宽小于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半，所述第二混频信号的频谱带宽大于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半；
所述低通滤波器，用于对所述混频信号进行滤波，得到低频带信号；
所述处理单元，用于对所述低频带信号进行转换，得到所述待测WDM光信号的光谱。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率小于或等于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述待测WDM光信号的载波间隔为所述梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，a为大于或等于1的整数。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述待测WDM光信号包括N个等间隔分布的载波，所述第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，所述待测WDM光信号的载波间隔为所述第一WDM光信号的第一波长间隔的a倍，M等于aN，其中，M和N均为正整数。
5.根据权利要求1、2或者4任一项所述的装置，其特征在于，所述光谱处理装置还包括调谐电路，所述调谐电路，用于调节所述梳状滤波器的滤波通带中心。
6.根据权利要求1、2或者4任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于：
将所述低频带信号转换为数字信号；
将所述数字信号进行快速傅里叶变换后得到所述数字信号的频谱；
根据所述数字信号的频谱得到所述待测WDM光信号的光谱。
7.根据权利要求1、2或者4任一项所述的装置，其特征在于，所述梳状滤波器包括法布里珀罗FP腔或者光学微环。
8.根据权利要求1、2或者4任一项所述的装置，其特征在于，所述梳状本振光信号包括基于光学微环产生的光学频率梳。
9.一种光谱处理方法，其特征在于，包括：
通过梳状滤波器对待测WDM光信号进行滤波，得到第一WDM光信号；所述第一WDM光信号的相邻波长的第一波长间隔与梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔具有频率差，所述梳状本振光信号的相邻梳线的第二波长间隔与所述第一WDM光信号的第一波长间隔的频率差大于或等于所述梳状滤波器的滤波带宽；
将所述第一WDM光信号与所述梳状本振光信号进行拍频，得到混频信号，包括：
根据所述频率差将所述第一WDM光信号与所述梳状本振光信号进行相干混频，得到混频信号，所述混频信号包括第一混频信号和第二混频信号，所述第一混频信号的频谱带宽小于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半，所述第二混频信号的频谱带宽大于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半；
通过低通滤波器对所述混频信号进行滤波，得到低频带信号；
对所述低频带信号进行转换，得到所述待测WDM光信号的光谱。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率小于或等于所述第一WDM光信号的第一波长间隔的一半。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述待测WDM光信号的载波间隔为所述梳状滤波器的滤波通道间隔的a倍，a为大于或等于1的整数。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述待测WDM光信号包括N个等间隔分布的载波，所述第一WDM光信号包括M个等间隔分布的波长，所述待测WDM光信号的载波间隔为所述第一WDM光信号的第一波长间隔的a倍，M等于aN，其中，M和N均为正整数。
13.一种光网络设备，其特征在于，所述光网络设备包括处理器和存储器，所述处理器用于读取并执行所述存储器中存储的指令，执行如权利要求9至12任一项所述的方法。
14.一种WDM系统，其特征在于，所述WDM系统包括如权利要求1至8任一项所述的光谱处理装置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212427A (ja) * 2006-01-16 2007-08-23 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 光周波数検出装置、光スペクトラムアナライザおよび光信号処理装置
CN102638302A (zh) * 2012-03-20 2012-08-15 北京邮电大学 基于相干光频率梳的信道化宽带多频测量系统
CN105830364A (zh) * 2014-03-27 2016-08-03 华为技术有限公司 监测光性能参数的装置、方法和光传输系统
CN205642621U (zh) * 2016-05-11 2016-10-12 上海朗研光电科技有限公司 一种自适应双光梳光谱补偿信号提取系统
CN108692816A (zh) * 2018-04-11 2018-10-23 南京航空航天大学 基于镜频抑制的快速光谱测量方法及装置
CN111416667A (zh) * 2020-03-06 2020-07-14 北京理工大学 一种宽带信道化接收机
CN111800197A (zh) * 2020-05-12 2020-10-20 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 一种基于频率梳状光源的简化波分复用相干光通信系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6123337B2 (ja) * 2013-02-15 2017-05-10 富士通株式会社 光信号処理装置、送信装置、及び光信号処理方法
US20150139640A1 (en) * 2013-11-19 2015-05-21 Alcatel-Lucent Usa Inc. Optical monitoring using optical frequency combs

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212427A (ja) * 2006-01-16 2007-08-23 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 光周波数検出装置、光スペクトラムアナライザおよび光信号処理装置
CN102638302A (zh) * 2012-03-20 2012-08-15 北京邮电大学 基于相干光频率梳的信道化宽带多频测量系统
CN105830364A (zh) * 2014-03-27 2016-08-03 华为技术有限公司 监测光性能参数的装置、方法和光传输系统
CN205642621U (zh) * 2016-05-11 2016-10-12 上海朗研光电科技有限公司 一种自适应双光梳光谱补偿信号提取系统
CN108692816A (zh) * 2018-04-11 2018-10-23 南京航空航天大学 基于镜频抑制的快速光谱测量方法及装置
CN111416667A (zh) * 2020-03-06 2020-07-14 北京理工大学 一种宽带信道化接收机
CN111800197A (zh) * 2020-05-12 2020-10-20 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 一种基于频率梳状光源的简化波分复用相干光通信系统

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