CN102088328B - 一种基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法 - Google Patents

Abstract

一种基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法：(1)使用一个初始光源，使其产生多个相关波长光源；(2)用相关波长光源作为调制光源，产生多路波分复用信号，同起始光源进行合波后形成密集波分复用信号，接入链路传输；(3)在任意一个站点，下载得到初始光源和要接收的波长信号，初始光源进行放大后分成两路，一路通过该站点上载继续传输，一路再次得到多个新的光源；(4)通过滤波得到接收波长信号频点的光源，将其提取后分光，一路作为相干本振光源进行相干接收，一路作为调制光源在该站点重新加载业务；(5)完成后通过该站点上载，从而完成整个过程，该方法减少激光器的需求，提供高相干性的光源，并不影响相干接收系统的性能。

Description

一种基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法

技术领域

本发明涉及波分复用系统中的相干接收部分，具体来讲是一种基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法

背景技术

在波分复用的相干接收系统中，对于每一个波长信道，都将采用一个激光器作为光源对数据信号进行调制，同时在接收端会采用同样波长的光源作为本振，同接收到的信号进行相干完成接收的过程。目前已有方案中，每个波长信道都需要两个波长相同的光源完成发送和接收的功能，极大增加了整个系统的光源数量，进而增大了对激光器数量的需求。接收端光源波长稳定性和激光器线宽极大的限制了其相干接收的性能，同时对于现有的多波长自相关光源相干接收的方式，其可以不需要如此数量的光源，但其无法在中间站点上传或下载业务，只能用作点对点的传输。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种波分复用相干接收方法，该方法基于自相关光源再生环路，减少线宽稳定的高性能激光器的需求，提供高相干性的光源，并不影响相干接收系统的性能。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是包括以下几个步骤：

(1)使用一个初始光源，对其采用光源频移再生的方法，使其产生覆盖整个波分复用系统波长范围内的多个相关波长光源；

(2)使用上述多个相关波长光源作为调制光源，产生多路波分复用的信号，将多路波分复用的信号同起始光源进行合波后，形成密集波分复用信号，接入链路进行传输；

(3)在任意一个上下波的站点，对于接收信号，先通过下载得到初始光源和要接收的波长信号，将初始光源进行放大后分成两路，一路通过该站点上载继续传输，一路再次采用光源频移再生的方法得到多个新的光源，产生所有波长信道的本振光源以供提取；

(4)通过滤波得到接收波长信号频点的光源，将其进行提取后分光，一路作为相干本振光源进行相干接收，一路作为调制光源，在该站点重新加载业务；

(5)该站点的数据通过调制加载到该波长信道后，通过该站点上载，从而完成整个过程。

在上述技术方案的基础上，所述链路主要由光纤和掺饵光纤放大器构成，起始光源和多路波分复用的信号的相关性保持不变。

在上述技术方案的基础上，所述光源频移再生的方法是将初始光源产生标准密集波分复用信道波长的窄线宽光源，经IQ调制器调制后进入光纤掺饵放大器进行放大，补偿IQ调制器和滤波器产生差损，同时限制其输出信号的范围，最后由环路重新作为输入信号。

本发明的有益效果在于：基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法，利用再生的光源覆盖所有波长信道，从而减小激光器数量的需求，并且再生光源和调制信号之间具有良好的相关性，不会影响系统的相干接收的性能。对于已有的自相关光源产生的波分复用系统，解决了自相关光源再生的问题，从而将其从点对点的传输扩展到网络传输系统中。

附图说明

图1为本发明实施例的自相关光源再生框图；

图2是基于光源环路频移再生的波分复用相干接收流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明实施方式采用的自相关光源再生系统，初始光源101产生为λ₀(为标准密集波分复用信道波长，密集波分服用以下称为DWDM)的窄线宽光源，窄线宽光源进入IQ调制器103，受到频率为f₀的正弦信号的时钟源102的调制，由信号傅里叶变化的性质：

$X\left(e^{j(\mathrm{\ω}+{\mathrm{\ω}}_0}\right)=\mathrm{FT}\left[e^{-j{\mathrm{\ω}}_{0}t}x\left(t\right)\right]=\mathrm{FT}[x\left(t\right)\cos {\mathrm{\ω}}_{0}t-\mathrm{jx}\left(t\right)\sin {\mathrm{\ω}}_{0}t]---\left(0.1\right)$

由式1.1可得：当输入信号在时域受到信号调制时，等价于其频谱进行了ω₀(2πf₀)的搬移。当输入信号进入IQ调制器102后，在I路受到调制为cosω₀t；同时在Q路受到的调制为-sinω₀t。这时输出信号就为波长为λ₁的窄线宽光源信号，并且两者之间的频差为f₀；将f₀设置为DWDM标准信道间距(如25G或者50G)，这样输出的λ₁也为标准DWDM信道波长，从IQ调制器输出信号进入光纤掺饵放大器(EDFA)104、EDFA105进行放大，补偿IQ调制器102和滤波器(filter)106产生差损，同时由filter106限制其输出信号的范围(如C波段)，最后λ₁由环路重新作为输入信号。重新输入时，输入的信号为λ₀、λ₁；输出信号为λ₁、λ₂，其中相邻信号间距为f₀，再次输入时输入信号为λ₀、λ₁、λ₂；输出信号为λ₁、λ₂、λ₃；如此往复最后由RFS最终输出的信号为λ₁、λ₂、…、λ_n；其中λn的波长由filter106截止波长决定。对于初始光源而言，在传输过程中其光源特性会保持不变，同时初始光源和波分复用系统中的各波道信号之间，是经过相同链路传输，因此其相互间的相关性在传输过程中同样得到保持。由初始光源用同样的方式产生的各波长的光源信号必然同各波道中传输的信号间有高度的相干性。

如图2所示，为基于光源环路频移再生的波分复用相干接收流程框图。由初始光源201产生波长为λ₀窄带光源信号，该信号进入RFS202后，由图1及上述内容可知，输出覆盖DWDM带宽范围内的波长为λ₁、λ₂、…、λ_n，频率间隔为f₀的n个窄线宽光源信号。将所述窄线宽光源信号输入到频率间隔为f₀的分波器(DEMUX)203，分别得到各频点的光源信号λ₁、λ₂、…、λ_n；再将光源信号λ₁、λ₂、…、λ_n通过一组光开关204后分别输入到各DWDM发送模块205、206、…、207的调制光源输入端；光开关204的作用在于可将未有信号输入的波长信道的光源进行关闭，从而减小其对其他信道的相互影响。当光源信号λ₁、λ₂、…、λ_n由各DWDM发送模块调制完成后，通过合波器(MUX)208进行合波，同时也要将初始光源加入进行合波；至此在发送端形成完成的用于相干接收的DWDM信号。

信号在链路209、216中进行传输时，由于光纤和EDFA保持信号间的自相关性不变的特性；不会改变其光源本身和各信号间高度的相关性。因此在链路中任意一站点210，当波长信道λ_i信息要进行重新下载和上载时，请参照图2，在站点210时通过下载得到将波长信道λ₀和λ_i的两路信号；将λ₀波道的初始光源进入EDFA211进行放大，放大后将所述信号分光成两路，一路重新进过站点210进行上载；另一路通过RFS212得到各波长点光源信号，所述各波长点光源信号通过filter213得到波长为λ_i的光源信号，将该光源信号也进行分光，一路输入到相干接收端(CO-RXi)214的本振输入端；另一路输入到发送模块(TXi)215作为上载新的信号的调制光源；将从站点210下载得到的λ_i波道的信号输入到CO-RXi214的信号输入端，从而完成λ_i波道相干接收过程；TXi215同时可进行信号上载，通过站点210完成DWDM信号上载过程。

当信号传输到最后节点时，首先将DWDM信号输入到DEMUX217，将各波长信号进行分离；对于得到的λ₀波道初始光源信号输入RFS218，再次得到所有波道的光源信号，将包含所有波道本振光源的信号通过DEMUX222分离得到各个独立的波长光源信号，将各个独立的波长光源信号分别与DEMUX217分离得到的各传输信号一一对应，分别输入在各CO-RX219、220、…、221中的本振信号端和接收信号端；完成最后接收过程。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护方法进行范围之内。

Claims (3)

1.一种基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)使用一个初始光源，对其采用光源频移再生的方法，使其产生覆盖整个波分复用系统波长范围内的多个相关波长光源；具体为初始光源产生波长为λ₀窄带光源信号，该信号进入RFS后，输出覆盖DWDM带宽范围内的波长为λ₁、λ₂、…、λ_n，频率间隔为f₀的n个窄线宽光源信号；

(2)使用上述多个相关波长光源作为调制光源，产生多路波分复用的信号，将多路波分复用的信号同初始光源进行合波后，形成密集波分复用信号，接入链路进行传输；

(3)在任意一个上下波的站点，对于接收信号，先通过下载得到初始光源和要接收的波长信号，将初始光源进行放大后分成两路，一路通过该站点上载继续传输，一路再次采用光源频移再生的方法得到多个新的光源，产生所有波长信道的本振光源以供提取；

(4)通过滤波得到接收波长信号频点的光源，将其进行提取后分光，一路作为相干本振光源进行相干接收，一路作为调制光源，将得到的λ₀波道初始光源信号输入RFS，再次得到所有波道的光源信号，在该站点重新加载业务；

(5)该站点的数据通过调制加载到该波长信道后，通过该站点上载，从而完成整个过程。

2.如权利要求1所述的基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法，其特征在于：所述链路主要由光纤和掺饵光纤放大器构成，起始光源和多路波分复用的信号的相关性保持不变。

3.如权利要求1所述的基于自相关光源再生的波分复用相干接收方法，其特征在于：所述光源频移再生的方法是将初始光源产生标准密集波分复用信道波长的窄线宽光源，经IQ调制器调制后进入光纤掺饵放大器进行放大，补偿IQ调制器和滤波器产生差损，同时限制其输出信号的范围，最后由环路重新作为输入信号。

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