CN105829963B - 波长转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种波长转换器，包括接收端和发送端；接收端包括：相干检测前端模块，用于提取进入接收端的第一光信号的相位和偏振信息，将第一光信号根据不同的相位和偏振进行信号分离处理；其中第一光信号的波长为第一波长；光探测模块，用于对处理后的光信号进行检测，将处理后的光信号转化为电模拟信号；发送端包括：载波光源模块，产生目的载波；其中目的载波的波长为第二波长；多个线性驱动器，用于使多路电模拟信号同步加载到相应的光调制模块上；光调制模块，用于将电模拟信号调制到目的载波上，生成已调制光信号；本发明实施例提供的波长转换器，组成元件成熟，制作工艺简单，降低了成本，减小了功耗，可靠性更好，并且更容易实现。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波长转换器。
背景技术
光纤通信技术的发展方向，是最大可能地利用光纤给人们提供巨大带宽资源，将信息进行无阻塞地传输和交换。随着人们对带宽资源的需求日益增大，网络交换节点的交换需求容量也日趋增大。一般来说提高交换容量有以下几条途径：1)提高载波的速率；2)增加交换的网络的灵活性，充分利用波长资源，提高波长利用率；3)增加交换节点的维度，从原来的2维/4维，发展到8维/16维以及更多维度。现在的光网络交换节点，无论是采用基于波长选择开关(Wavelength Selective Switch，WSS)的可重构的光分插复用器(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM)，还是备受关注的基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)技术的光交叉连接(Optical cross-connect，OXC)，都存在着更高维度和更大容量的情况下会引入严重的波长阻塞的问题。
波长转换是增加光交换节点灵活性，降低阻塞的必要手段，目前成熟的波长变换技术是光-电-光(O-E-O)的技术，将需要进行波长转换的光载波信号解调，补偿，均衡，定时再生，在彻底恢复出原始基带信号后，再重新调制出新的波长。因此现有波长转换器在光信号通过光电探测后还需要通过数字信号处理(Digital signal processing，DSP)芯片进行模数转换(ADC)、信号的频域均衡、时域均衡、载波恢复，前向纠错(FEC，Forward ErrorCorrection)解码，时钟信号恢复等过程，将信号完成恢复出原始数字基带信号。由于该技术中DSP芯片的使用，使得现在的波长转换器的成本很高，功耗很高。
人们一直在研究全光型(O-O)波长转换器，全光型波长转换器是指不经过光电转换，直接把信息从一个光波长调制到另一个光波长的转换器。全光波长转化的实现一般是利用光学物质的各种非线性效应，比如利用光纤的四波混频调制(Four WavelengthMixing，FWM)或利用半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)的交叉增益调制(Cross-Gain Modulation，XGM)，交叉相位调制(Cross-Phase Modulation，XPM)等。但这些新技术都有各种可靠性的问题，因此全光型的波长转换器应用到商用产品中还需要很长的时间。
发明内容
本发明实施例提供了一种波长转换器，无需经过DSP解调芯片进行ADC采样、时钟恢复、载波恢复和FEC解码等过程即可实现波长调制的功能，降低了成本，减小了功耗，组成元件成熟、制作工艺简单、可靠性更好、更容易实现。
第一方面，本发明实施例提供了一种正交相位调制波长转换器，包括接收端和发送端；
所述接收端包括：
相干检测前端模块，用于提取进入接收端的第一光信号的相位和偏振信息，将所述第一光信号根据不同的相位和偏振进行信号分离处理；其中，所述第一光信号的波长为第一波长；
光探测模块，用于对处理后的光信号进行检测，将处理后的光信号转化为电模拟信号；
所述发送端包括：
载波光源模块，产生目的载波；其中，所述目的载波的波长为第二波长；
光调制模块，用于将所述电模拟信号调制到所述目的载波上，生成已调制光信号；
所述发送端还包括多个线性驱动器，用于使多路所述电模拟信号同步加载到相应的光调制模块上。
在第一种可能的实现方式中，所述相干检测前端模块具体包括：本振光源和混频器；
所述本振光源用于产生本振光信号；
所述混频器，接收所述第一光信号和所述本振光信号，并将所述第一光信号与所述本振光进行混频，输出相位不同的多路光信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
所述载波光源模块具体包括：可调谐激光器和分离器；
所述可调谐激光器用于生成目的载波；
所述分离器将所述目的载波分离为两路相同的目的载波，分别发送给所述光调制模块。。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，
所述光调制模块具体包括：光调制器和耦合器；
所述光调制器将电模拟信号调制到所述目的载波上，生成目的载波调制信号；
所述耦合器将相位不同的多个目的载波调制信号进行耦合，生成一路已调制光信号。
在第四种可能的实现方式中，所述相干检测前端模块具体包括：本振光源、混频器、第一偏振分束器和第二偏振分束器；
所述第一偏振分束器用于将所述第一光信号分离成偏振态垂直的第一偏振光信号和第二偏振光信号。
所述本振光源用于产生本振光；
所述第二偏振分束器用于将所述本振光分离成分别与所述的第一偏振光信号和第二偏振光信号偏振态相同的两路本振光；
所述混频器为两个，分别用于：接收并对所述的第一偏振态光信号和本振光进行混频，输出相位正交的具有第一偏振态的两路光信号；以及接收并对所述的第二偏振态光信号和本振光进行混频，输出相位正交的具有第二偏振态两路光信号。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述载波光源模块具体包括：可调谐激光器、第三偏振分束器和分离器；
所述可调谐激光器用于生成目的载波；
所述第三偏振分束器用于将所述目的载波分离成偏振态垂直的第一偏振目的载波和第二偏振目的载波；
所述分离器为两个，分别用于将所述第一偏振目的载波分离为两路相同的目的载波，并分别发送给相应的光调制模块，以及第二偏振目的载波分离为两路相同的目的载波，并分别发送给相应的光调制模块。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述光调制模块具体包括：光调制器、耦合器和偏振合路器；
所述光调制器将电模拟信号分别调制到与所述电模拟信号偏振态相同的目的载波上，生成多个目的载波调制信号；
所述耦合器用于将相位不同的已调光信号进行耦合，生成相位复用的已调制光信号；
所述偏振合路器用于将所述相位复用的已调光信号进行耦合，生成偏振复用的已调制光信号。
结合第一方面的第三种可能的实现方式或第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述光调制器包括：电光调制器，热光调制器，声光调制器；所述光调制器工作在线性区。在第八种可能的实现方式中，，所述光探测模块具体为：多个独立的光电探测器或者集成的光电探测器阵列。
本发明实施例的波长转换器，无需经过DSP解调芯片进行ADC采样、时钟恢复、载波恢复和FEC解码等过程即可实现波长调制的功能，降低了成本，减小了功耗，组成元件成熟、制作工艺简单、可靠性更好、更容易实现。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种波长转换器的示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种用于正交相位调制传输系统的波长转换器的示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种用于PM-16QAM传输系统的波长转换器的示意图。
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
图1为本发明实施例一提供的一种调制波长转换器的示意图。来自源节点的第一光信号的波长为λ1，当发生源节点的第一光信号业务在某交换节点进行重路由时，遇到λ1资源被占用，就必须在此交换节点进行波长转换，波长转换器将原来在波长为λ1的载波上携带的信号调制到波长为λ2的新载波上去，形成新的已调制光信号进行发送。
如图1所示，波长转换器包括接收端1和发送端2两部分。
接收端1主要包括相干检测前端模块11和光探测模块12。由于光探测模块12只能检测光信号的幅度信息，所以在光信号进入光探测模块12前首先通过相干检测前端模块11将相位、偏振等信息进行提取，转化为只具有幅度信息的光信号。比如在正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)的传输系统，同一波长的载波，如载波λ1携带两路相位正交的不同信号，那么首先需要先将这两路相位正交的不同信号通过相干检测前端模块11进行分离，同时还需要将每路的相位信息转化为幅度信息，然后才能进入光探测模块12进行检测。再比如偏振复用的传输系统，同一波长携带两路不同的信号，这两路信号的偏振态相互正交，所以信号进入光探测模块12前首先得将这两路偏振态正交的不同信号进行分离。不同调制格式的传输系统，相干检测前端模块11中的器件可能是不同的。光探测模块12主要是对光信号进行检测，转化为电模拟信号。实现光探测模块12的器件可能是多个单独封装的光电探测器(photo detector，PD)，也可能是集成的光电探测器阵列(PDarray)。
发送端主要包括载波光源模块13、线性驱动器14(linear driver)和光调制模块15。载波光源模块13主要用来产生新的载波波长；例如原来的波长为λ1，转换后的波长为λ2，则新的载波λ2由发送端2的载波光源模块13发出。发送端2的载波光源模块13可以是单个可调谐激光器(tunable laser)，也可以是多个固定波长的激光器。线性驱动器14的一端与接收端1相连，另一端与光调制模块15相连，可以将原来λ1上的携带的信号加载到光调制模块15上。光调制模块15再将原来λ1上的携带的信号调制到载波光源模块13发出的新载波λ2上，形成新的已调制光信号发出去，所述已调制光信号的波长也为λ2。
具体的，本发明实施例提供的波长转换器的波长转换过程如下：光信号λ1进入波长转换器后首先经过相干检测前端模块11进行信号的相位、偏振等信息的提取。然后信息提取后的每路光信号进入光探测模块12中，进行光信号的检测，检测后的信号为电的模拟信号(electrical-analog-signal)。电模拟信号通过线性驱动器14加载到光调制模块15上，光调制模块15再将此信号调制到载波光源模块13发出的新载波λ2上，形成新的已调制光信号。整个波长转换的过程实现了信号从光信号-电模拟信号-光信号的转换过程，将信号由载波λ1转换到新载波λ2上，波长转换过程无需经过DSP解调芯片进行ADC采样、时钟恢复、载波恢复和FEC解码等过程，易于实现，同时降低了成本，减小了功耗，组成元件成熟、可靠性更好。
如图2所示的波长转换器可以用于正交相移键控(Quadrature Phase ShiftKeying，QPSK)的传输系统中。如图2所示，波长转换器包括接收端1和发送端2两部分。其中，接收端1包括：本振光源(LO)21、混频器22和两个光电探测器231、232；发送端2包括：载波光源模块24、两个线性驱动器251、252、两个光调制器261、262和耦合器27。
本振光源21，用于产生本振光；
混频器22，接收来自源节点的第一光信号(图中以λ1表示，第一光信号的波长为λ1)和所述本振光，并将所述第一光信号与所述本振光进行混频，分离出I、Q两路相位正交的光信号，分别发送给光探测器231、232；
两个光电探测器(photo detector，PD)231、232，它们分别接收I路光信号和Q路光信号，并将I路光信号和Q路光信号分别转换为I路电信号和Q路电信号；其中，I路电信号和Q路电信号为两路相位正交的电模拟信号。
载波光源模块24，用于产生目的载波，在中以λ2表示；载波光源模块24具体可以包括可调谐激光器241和分离器242；
其中，可调谐激光器241用于生成波长为λ2的目的载波；分离器242将所述目的载波分离为两路相同的目的载波，分别发送给两个光调制器261、262。
两个线性驱动器251、252，分别接收光电探测器231、232发送的I路电信号和Q路电信号，并将所述I路电信号和Q路电信号分别同步加载到电光调制器261、262上。
两个光调制器261、262，分别用于将I路电信号和Q路电信号调制到所述目的载波上，分别生成I路调制光信号和Q路调制光信号；所述I路调制光信号和Q路调制光信号分别为两路相位正交的光信号。
耦合器27，接收I路调制光信号和Q路调制光信号，对I路调制光信号和Q路调制光信号进行耦合，生成一路已调制光信号。所述已调制光信号的波长为λ2。
下面，对本发明实施例提供的正交相位调制波长转换器的具体工作过程进行详细说明。
在QPSK传输系统中，发送到波长转换器的接收端1的光信号如：λ1首先与本振光源21产生的本振光信号通过混频器22进行混频，混频后输出两路相位正交的光信号(I路和Q路)，分别通过光电探测器(PD)231、232进行检测，将I路和Q路光信号转换为相位正交的I路和Q路电模拟信号。在发送端2的可调谐激光器241(tunable laser)可调谐激光器发出的新的载波如λ2，在进入光调制器261、262之前，首先通过一个分离器(splitter)242分成两路相同的载波连接到光调制器261、262上。具体的，光调制器261、262可以为包括电光调制器，热光调制器，声光调制器等。本实施例以两个马赫曾德尔电光调制器(Mach-ZehnderModulator，MZM)为例说明。线性驱动器251、252将接收端1发送的两路相位正交(I路和Q路)的电模拟信号分别加载到两个MZM，两个MZM分别将两路相位正交(I路和Q路)调制到新载波λ2上。进一步具体的，在某一个MZM261或者262中，输入的目的光载波分成振幅和相位完全相同的两束光，分别进入调制器的两个光支路进行传输。由于两个光支路完全对称，在不加调制电压时，两支路光束在输出端重新合并成与原输入光信号相同的光束。如果在MZM的其中一个光支路上加调制电压，则由于这两个光支路采用的材料是电光性材料，其折射率随外部施加的电压大小而变化，从而使得两光支路中的两束光的相位差发生改变。设两臂相位差为当为0°则光束在输出端发生相长干涉，此时得到代表逻辑‘1’的“开状态”信号；当为180°时，光束在输出端发生相消干涉，此时得到代表逻辑‘0’的“关状态”信号。这样，通过对调制电压进行调节可以产生不同的信号，从而实现对信号的编码。所加调制电压的大小是由线性驱动器接收到的电模拟信号来控制，如I路电模拟信号通过线性驱动器251发出不同的调节电压控制调整器261对目的载波进行调制编码，Q路电模拟信号通过线性驱动器252发出不同的调节电压控制调整器262对目的载波进行调制编码。在整个调制过程中，线性驱动器251、252和MZM261、262都需要工作在线性区。最后将调制后的I路和Q路的光信号通过耦合器27进行耦合，形成一路具有新的载波波长λ2的QPSK已调信号，完成了从载波λ1到载波λ2的波长转换的过程。
本发明实施例二提供的波长转换器应用于正交相移键控传输系统中，无需经过DSP解调芯片进行ADC采样、时钟恢复、载波恢复和FEC解码等过程即可实现波长调制的功能，降低了成本，减小了功耗，相对于现有100G的O-E-O波长转换器来说大约可以减少75W的功耗，更容易实现单片集成。同时，相对于全光的波长转换器来说，本实施例提供的波长转换器，组成元件成熟、制作工艺简单、可靠性更好、更容易实现。
本发明上述实施例二提供了一种用于QPSK系统中的波长转换器，下面本发明实施例三，提供了一种能够用于偏振复用16QAM(PM-16QAM)传输系统中的波长转换器。
在PM-16QAM传输系统中，来自源节点的第一光信号的波长如λ1，当发生源节点的第一光信号业务在某交换节点进行重路由时，遇到λ1资源被占用，就必须在此交换节点进行波长转换，波长转换器将原来在波长为λ1的载波上携带的信号调制到波长为λ2的新载波上去，形成新的已调制光信号进行发送。
因为在PM-16QAM传输系统中，来自源节点的第一光信号的调制方式除了相位正交外，还存在偏振的复用，因此在接收端需要加两个偏振分束器(polarization beamsplitter，PBS)，一个PBS用于将需要波长转换的第一光信号分离成两路偏振态垂直的信号，另一个PBS用于将本振光源(LO)分为偏振态垂直的两路本振光源，目的是使信号光和本振光具有相同的偏振态，获得良好的混频效果，提高接收质量。在发送端需要加一个PBS和一个偏振耦合器(polarization beam coupler，PBC)，其中的PBS用于将可调谐激光器发出的新载波分成两路偏振态垂直的载波，另外的PBC用于将重新调制后的两路不同偏振态的光信号耦合到一起。
图3为本发明实施例三提供的一种波长转换器的示意图。如图3所示的波长转换器可以应用于偏振复用16QAM(PM-16QAM)的传输系统中。如图所示，波长转换器包括：接收端1和发送端2。
其中，接收端1包括：第一偏振分束器31、本振光源31、第二偏振分束器32、两个混频器321、322和光探测器阵列33；发送端2包括：载波光源模块34、四个线性驱动器351、352、353、354、四个光调制器361、362、363、364、两个耦合器371、372和偏振耦合器33。
第一偏振分束器31用于将第一光信号分离成偏振态垂直的V方向偏振的光信号和H方向偏振的光信号。
第二偏振分束器32用于将本振光源31产生的本振光信号分离成偏振态垂直的V方向偏振的本振光信号和H方向偏振的本振光信号。
混频器321、322与前述实施例2中混频器22的作用相同，经过混频器321，生成V方向偏振的相位正交的两路(I路和Q路)光信号(为便于表述，后续记为V-I、V-Q光信号)；经过混频器322，生成H方向偏振的相位正交的两路(I路和Q路)光信号(为便于表述，后续记为H-I、H-Q光信号)。
光电探测器阵列(PD array)33，分别对V-I、V-Q、H-I、H-Q光信号进行光电转换，转换为相应的V-I、V-Q、H-I、H-Q电模拟信号，发送给发送端2。
发送端2的载波光源模块34，用于产生目的载波；其中，在实施例例中，所述目的载波的波长为λ2；载波光源模块34具体可以包括可调谐激光器241、第三偏振分束器342和两个分离器343、344；
其中，可调谐激光器341用于生成波长为λ2的目的载波；第三偏振分束器342分成将目的载波偏振态垂直的V方向偏振和H方向偏振的两路载波；分离器343、344分别将V方向偏振和H方向偏振的目的载波分别各自分离为两路目的载波，并将分离后的一共四路目的载波分别发送给四个光调制器361、362、363、364
四个线性驱动器351、352、353和354，分别接收光电探测器阵列33发送的V-I、V-Q、H-I、H-Q电模拟信号，并将所述V-I、V-Q、H-I、H-Q电模拟信号分别同步加载到四个光调制器361、362、363、364上。
光调制器361、362、363、364，分别将V-I、V-Q、H-I、H-Q电模拟信号调制到相应的目的载波上，生成V-I、V-Q、H-I、H-Q调制光信号。具体的，光调制器可以为包括电光调制器，热光调制器，声光调制器等。本实施例以四个马赫曾德尔电光调制器(Mach-ZehnderModulator，MZM)为例说明。
耦合器371接收V-I、V-Q调制光信号并进行耦合，生成V方向偏振的已调制光信号，耦合器372接收H-I、H-Q调制光信号并进行耦合，生成H方向偏振的已调制光信号。
偏振合路器33，将V方向偏振的已调制光信号和H方向偏振的已调制光信号耦合生成波长已调制光信号。
下面，对本发明实施例提供的偏振复用波长转换器的具体工作过程进行详细说明。
在偏振复用16QAM(PM-16QAM)的传输系统中，发送到波长转换器接收端1的波长为λ1的第一光信号，在进入波长转换器接收端1后首先通过第一偏振分束器31分成两路偏振态垂直的光信号，记为V偏振光信号和H偏振光信号。V偏振光信号与对应的本振光源(偏振态为V方向)在混频器321中进行混频，混频后输出两路相位正交的光信号(V-I路和V-Q路)。H偏振光信号与对应的本振光源(偏振态为H方向)在混频器322中进行混频，混频后输出两路相位正交的光信号(H-I路和H-Q路)。共分出的四路光信号V-I，V-Q，H-I，H-Q均进入到光探测器阵列33中进行检测，上述光电探测器阵列33还可以采用四个独立的光电探测器来实现相同的功能。经过光电探测器阵列探测后的信号为电模拟信号。在波长转换器的发送端2，可调谐激光器341产生的波长为λ2的新载波首先通过第三偏振分束器342分成偏振态垂直的两路新载波(V方向偏振和H方向偏振)。V方向偏振的新载波通过分离器343分成两路，分别进入两个Mach-Zehnder调制器(MZM)361、362中；通过线性驱动器351、352同步接收端1发送的两路电模拟信号V-I和V-Q，对V方向偏振的两路新载波分别进行调制，调制后的信号通过耦合器371耦合在一起形成一路16QAM已调信号。同样H方向偏振的新载波通过分离器344分成两路分别进入两个MZM 363、364中，通过线性驱动器353、354同步接收端1发送的两路电模拟信号H-I和H-Q，对两路H方向偏振的新载波分别进行调制，调制后的信号通过耦合器372耦合在一起形成另外一路16QAM已调信号。在整个的调制过程中MZM需要工作在线性区。最后V方向偏振和H方向偏振的两路16QAM已调信号通过偏振合路器(PBC)33耦合在一起，形成了一路PM-16QAM信号，此时的信号的载波波长已由原来的λ1转换为新波长λ2，完成了波长转换的过程。
本发明实施例三提供的波长转换器，无需经过DSP解调芯片进行ADC采样、时钟恢复、载波恢复和FEC解码等过程即可实现波长调制的功能，降低了成本，减小了功耗，相对于现有100G的O-E-O波长转换器来说大约可以减少75W的功耗，更容易实现单片集成。同时，相对于全光的波长转换器来说，本实施例提供的波长转换器，组成元件成熟、制作工艺简单、可靠性更好、更容易实现。
以上仅给出了波长转换器的两种可能的具体实现方式，本领域技术人员可以清楚的意识到，基于本发明上述实施例2和3中的波长转换器，对其具体实现形式稍作变换，即可实现在不同的传输系统中的应用。专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种波长转换器，包括接收端和发送端，其特征在于，
所述接收端包括：
相干检测前端模块，用于提取进入接收端的第一光信号的相位和偏振信息，将所述第一光信号根据不同的相位和偏振进行信号分离处理；其中，所述第一光信号的波长为第一波长；
光探测模块，用于对处理后的光信号进行检测，将处理后的光信号转化为电模拟信号；
所述发送端包括：
载波光源模块，产生目的载波；其中，所述目的载波的波长为第二波长；
光调制模块，用于将所述电模拟信号调制到所述目的载波上，生成已调制光信号；
所述发送端还包括多个线性驱动器，用于使多路所述电模拟信号同步加载到相应的光调制模块上；其中，
所述相干检测前端模块具体包括：本振光源、混频器、第一偏振分束器和第二偏振分束器；
所述第一偏振分束器用于将所述第一光信号分离成偏振态垂直的第一偏振光信号和第二偏振光信号；
所述本振光源用于产生本振光；
所述第二偏振分束器用于将所述本振光分离成分别与所述的第一偏振光信号和第二偏振光信号偏振态相同的两路本振光；
所述混频器为两个，分别用于：接收并对所述的第一偏振态光信号和本振光进行混频，输出相位正交的具有第一偏振态的两路光信号；以及接收并对所述的第二偏振态光信号和本振光进行混频，输出相位正交的具有第二偏振态两路光信号；其中，
所述载波光源模块具体包括：可调谐激光器、第三偏振分束器和分离器；
所述可调谐激光器用于生成目的载波；
所述第三偏振分束器用于将所述目的载波分离成偏振态垂直的第一偏振目的载波和第二偏振目的载波；
所述分离器为两个，分别用于将所述第一偏振目的载波分离为两路相同的目的载波，并分别发送给相应的光调制模块，以及第二偏振目的载波分离为两路相同的目的载波，并分别发送给相应的光调制模块。
2.根据权利要求1所述的波长转换器，其特征在于，所述光调制模块具体包括：光调制器、耦合器和偏振合路器；
所述光调制器将电模拟信号分别调制到与所述电模拟信号偏振态相同的目的载波上，生成多个目的载波调制信号；
所述耦合器用于将相位不同的已调光信号进行耦合，生成相位复用的已调制光信号；
所述偏振合路器用于将所述相位复用的已调光信号进行耦合，生成偏振复用的已调制光信号。
3.根据权利要求2所述的波长转换器，其特征在于，所述光调制器包括：电光调制器，热光调制器，声光调制器；所述光调制器工作在线性区。
4.根据权利要求1所述的波长转换器，其特征在于，所述光探测模块具体为：多个独立的光电探测器或者集成的光电探测器阵列。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1375957A (zh) * | 2001-03-15 | 2002-10-23 | 朗迅科技公司 | 延迟干涉波长转换和/或2r再生器 |
| CN1918827A (zh) * | 2004-02-06 | 2007-02-21 | 通用仪表公司 | 全光波长转换器电路 |
| CN102289129A (zh) * | 2011-09-02 | 2011-12-21 | 电子科技大学 | 一种可集成的高速全光波长转换装置 |
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Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1375957A (zh) * | 2001-03-15 | 2002-10-23 | 朗迅科技公司 | 延迟干涉波长转换和/或2r再生器 |
| CN1918827A (zh) * | 2004-02-06 | 2007-02-21 | 通用仪表公司 | 全光波长转换器电路 |
| CN102289129A (zh) * | 2011-09-02 | 2011-12-21 | 电子科技大学 | 一种可集成的高速全光波长转换装置 |
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