CN113037423B - 弹性光网络通信系统及其信道变换装置、弹性光网络通信系统的信道变换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弹性光网络通信系统及其信道变换装置、弹性光网络通信系统的信道变换方法，该信道变换装置的串并转换器接收数字基带信号并转换成并行通信的数字信号输出至奈奎斯特差分正交振幅调制器，奈奎斯特差分正交振幅调制器向升余弦脉冲产生器输出信号，升余弦脉冲产生器输出的脉冲信号依次经过信号放大器、信号偏置器后输出至第一双通道光电调制器，第一双通道光电调制器输出的光信号经过合光后输出；连续光波激光器向光学调制器输出光信号，光学调制器还接收可调微波发生器输出的微波信号，光学调制器输出的信号经过可调滤波器后输入至第一双通道光电调制器。该方法应用上述装置实现信道的变换。本发明能够低成本、灵活的实现信道的变换。

Description

弹性光网络通信系统及其信道变换装置、弹性光网络通信系统的信道变换方法

技术领域

本发明涉及光学通信的技术领域，具体地，是涉及一种弹性光网络通信系统及其信道变换装置、弹性光网络通信系统的信道变换方法。

背景技术

新一代通信技术是当前科技研究的重点技术，伴随着数据中心的大规模部署和基于云服务流量的持续增长，对网络带宽提出了巨大的需求。当前，网络通信运营商正在寻求更先进的光传输和光网络解决方案，以增加其网络容量。光网络技术将传统的ITU网络逐步向具有细粒度频谱的更高弹性光网络演进，这种技术通过按需频谱分配和实施先进的自适应调制格式，显著的提高频谱效率、提升网络的总体容量。此外，几个级联的子信道组成的超级信道，更能建立支持新的超级高带宽需求。

微波光子学是一种光子与射频相结合的信息交叉学科，其有效利用了光纤的低损耗、高带宽、抗干扰和微波无线的传输特性来解决传统的光纤通信向毫米波频段发展中的“瓶颈”问题。利用微波光子技术构建相位同步的多波长光梳，可为超高速信息传送提供频带宽度可调的“颗粒度”较小的“透明载体”，进而为新一代智能光网络提供高弹性光网络解决方案。

高阶正交振幅调制、相干调制与检测以及多载波技术，例如正交频分复用(OFDM)和奈奎斯特波分复用(Nyquist-WDM)技术在光传输技术中得到了广泛的研究。随着这些技术的进一步发展，将逐渐向城域网和接入网领域“渗透”。

由于波长转换器通常具有波长依赖性，在弹性光网络的波长转换中，需要权衡传输速率和频谱效率这对矛盾。在波长转换器的选择权衡中，路由和频谱分配算法可以用来处理复杂的调制格式、多波长竞争和网络配置等问题，并且这些算法也“非常支持”WDM的弹性光网络。

在弹性光网络WDM系统中，由于波长转换器的典型表现是波长的相关性，这使得其同时追求高比特率和高频谱效率的整体要求变得复杂。波长变换存在的这些可以预知的“矛盾”，可以通过路由和频谱分配算法来应对同时具有先进调制格式、多波长技术和光网络存在的“复杂场景”。

将微波光子学的技术应用在弹性光网络将大幅提高弹性光网络的通信质量与数据传输速度，例如通过对光信号的调制形成多波长的光信号，并且通过滤波器选择特定波长的光信号进行处理，从而实现光波长的选择，也就是实现了信道变换。因此，基于微波光子学的弹性光网络能够提供多个可用的信道，不同信道的中心波长不相同，为弹性光网络在现实应用提供便利。

微波光子信号处理是信道变换的前提和基础，相位同步锁定的多波长光信号的产生主要由射频信号通过双通道马赫-增德尔调制器(DMZM)调制窄带激光光波来实现，然后通过非对称射频相移处理、合理的参数配置、脉冲整形滤波来获得所需光信道，其原理如图1所示。

中心频率为15GHz至36GHz的射频(RF)信号从可调谐射频信号发生器(TRFG)11输出后，通过消光比为15dB、转换偏置电压和转换射频电压均为4V、插入损耗为5dB、偏置电压-1和偏置电压-2均为0V的双通道光电调制器13，双通道光电调制器13还接收激光发生器12输出的激光信号，通过射频信号对激光信号进行调制，获得调制中心频率为194.1THz、线宽为1MHz的窄带激光光波信号，如图1中右侧的多个信道的激光光波信号。此时，双通道光电调制器13的输出端形成由多个光波信道组成的已调光子载波信号，这些波长信道间隔与RF调制信号的频率相同。因此，可以通过配置可调谐射频信号发生器11的频率，获得信道间隔从15GHz到36GHz不等的多波长光信号。

基于上述原理，研究人员研发了一种基于微波光子学实现全光信道变换的弹性光网络，参见图2，该弹性光网络包括数字基带信号发生器21、串并转换器22、连续光波激光器23、两个奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25，还包括可调谐射频信号发生器30、四个第一双通道光电调制器、第二双通道光电调制器31、光纤放大器32、本地振荡激光器34、光学滤波器35、光子相干接收探测模块36以及数字信号处理器37，四个第一双通道光电调制器分别是第一双通道光电调制器26、27、28、29。图2中虚线箭头表示的电信号的信号流，实线箭头表示的光信号的信号流。

数字基带信号发生器21产生数字基带信号被串并转换器22所接收，将串行通信的数字信号转换成并行通信的数字信号，即串并转换器22将所接收的数字基带信号分成两路并行的数字信号并分别输出至两个奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25中。

奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25对所接收到的信号进行差分正交振幅调制，每一个奈奎斯特差分正交振幅调制器向两个第一双通道光电调制器输出信号。具体的，奈奎斯特差分正交振幅调制器24向第一双通道光电调制器26、27输出信号，并且，奈奎斯特差分正交振幅调制器向每一个第一双通道光电调制器均输出两路信号，其中一路信号为I信号，另一路信号为Q信号，I信号与Q信号的相位相差90°。

连续光波激光器23向四个第一双通道光电调制器26、27、28、29输出连续的光信号，四个第一双通道光电调制器26、27、28、29接收到相同的光信号，即光信号的波长相同。两个奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25需要对信号进行差分正交振幅调制输出至四个第一双通道光电调制器26、27、28、29，但由于奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25输出的信号波形不够规整，并且会出现信号功率过小等情况，往往需要对奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25输出的信号进行整形、放大以及偏置处理。

参见图3，串并转换器22将两路并行通信的数字信号分别输出至两个奈奎斯特差分正交振幅调制器24、25后，奈奎斯特差分正交振幅调制器24输出两路信号，分别是I信号以及Q信号，并分别输出至多进制的升余弦脉冲产生器(MRCP Generator)51、52进行波形整形处理。以升余弦脉冲产生器51为例，其输出两路信号，其中一路信号输出至信号放大器EG1进行信号放大处理，经过放大后的信号再输入至信号偏置器EB1进行信号偏置处理，例如对电信号添加偏置电压，经过偏置处理的信号输入至第一双通道光电调制器26。升余弦脉冲产生器51输出的另一路信号则依次经过信号放大器EG2进行放大处理以及经过信号偏置器EB2进行信号偏置处理后，输入至第一双通道光电调制器26。

相应的，升余弦脉冲产生器52输出两路信号，其中一路信号依次经过信号放大器EG3、信号偏置器EB3后输出至第一双通道光电调制器27，另一路信号依次经过信号放大器EG4、信号偏置器EB4后输出至第一双通道光电调制器27。

奈奎斯特差分正交振幅调制器25输出的两路信号分别输入至升余弦脉冲产生器53、54，其中，升余弦脉冲产生器53输出两路信号，其中一路信号依次经过信号放大器EG5、信号偏置器EB5后输入至第一双通道光电调制器28，另一路信号依次经过信号放大器EG6、信号偏置器EB6后输入至第一双通道光电调制器28。相同的，升余弦脉冲产生器54输出两路信号，其中一路信号依次经过信号放大器EG7、信号偏置器EB7后输入至第一双通道光电调制器29，另一路信号依次经过信号放大器EG8、信号偏置器EB8后输入至第一双通道光电调制器29。

连续光波激光器23输出的光信号先经过分光器41分成两路光信号后，每一路光信号再经过光耦合器进行分光，例如其中一路光信号经过光耦合器CP1分成两路光信号并分别输出至第一双通道光电调制器26、27，另一路光信号经过光耦合器CP2分成两路光信号并分别输出至第一双通道光电调制器28、29。

第一双通道光电调制器利用接收到的电信号对光信号进行调制形成第一调制信号后，四个第一双通道光电调制器26、27、28、29输出的信号需要进行合光处理。由于第一双通道光电调制器26、27是应用源自于奈奎斯特差分正交振幅调制器24输出的I信号、Q信号作为调制信号，由于I信号、Q信号存在相位差，因此，第一双通道光电调制器27输出的信号需要先经过相移处理，例如经过90°的相移后，再与第一双通道光电调制器26输出的光信号进行合光。从图3可见，第一双通道光电调制器26输出的光信号与第一双通道光电调制器27输出的光信号进行相移后输入至光耦合器CP3进行合光。

相同的，第一双通道光电调制器28输出的光信号与第一双通道光电调制器29输出的光信号进行相移后输入至光耦合器CP4进行合光，光耦合器CP3、CP4输出的光信号最后经过合光器48合光后输出，并输入至第二双通道光电调制器31。

第二双通道光电调制器31向光纤放大器32输出第二调制信号，光纤放大器32输出的光信号被光学滤波器35接收，光学滤波器35用于将特定波长的光信号滤出。

光学滤波器35将预设波长的信号过滤后向光子相干接收探测模块36输出信号，光子相干接收探测模块36还接收本地振荡激光器34输出的光信号，利用本地振荡激光器34输出的光信号与光学滤波器35输出的光信号进行光子相干处理后，向数字信号处理器37输出电信号。

通常，通过改变可调谐射频信号发生器30输出的射频信号的频率，可以改变第二双通道光电调制器31输出的相邻两个光信号的波长的间隔，从而改变各信道的中心波长。由于不同信道的光功率不相同，为了获得光功率最高的信道作为传输信道，通常需要对当前信道的光功率进行检测，如果当前信道的光功率较低，则需要对当前信道进行变换，以获得合适的信道进行信号传输。

然而，现有的对信道变换的方式是通过改变射频信号的频率实现的，这种方式对信道的中心波长的调整往往是较大的调整，即改变射频信号的频率后，弹性光网络的信道中心波长通常是较大的变化。然而，实际应用中，当前信道的光功率可能只是比预设的阈值稍低，只需要对当前信道的中心波长进行微调，信道的光功率就可以满足通信的要求。由于现有的信道切换方式不能够实现对当前信道的中心波长的微调，不利于弹性光网络的推广应用。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种能够灵活、方便对弹性光网络信道中心波长进行微调的弹性光网络通信系统的信道变换装置。

本发明的第二目的是提供一种应用上述信道变换装置的弹性光网络通信系统。

本发明的第三目的是提供上述弹性光网络通信系统的信道变换方法。

为实现本发明的第一目的，本发明提供的弹性光网络通信系统的信道变换装置包括串并转换器、奈奎斯特差分正交振幅调制器、升余弦脉冲产生器、多个信号放大器、多个信号偏置器以及第一双通道光电调制器；串并转换器接收数字基带信号并转换成并行通信的数字信号输出至奈奎斯特差分正交振幅调制器，奈奎斯特差分正交振幅调制器向两个升余弦脉冲产生器输出信号，每一升余弦脉冲产生器输出的脉冲信号依次经过信号放大器、信号偏置器后输出至第一双通道光电调制器，多个第一双通道光电调制器输出的光信号经过合光后输出；其中，该信道变换装置还包括连续光波激光器，连续光波激光器向光学调制器输出光信号，光学调制器还接收可调微波发生器输出的微波信号，光学调制器输出的信号经过可调滤波器后输入至第一双通道光电调制器。

由上述方案可见，通过对可调微波发生器输出的微波信号的频率进行调整，可以改变光学调制器输出的光信号的频率，因此，对微波信号的频率进行微调后，可以改变输入至各个第一双通道光电调制器的光信号的频率，进而对弹性光网络通信系统的信道的波长进行微调。

一个优选的方案是，可调滤波器为可调光栅。由于可调光栅结构简单且体积小，生产成本较低，使用可调光栅可以降低弹性光网络的生产成本。

进一步的方案是，通过可调滤波器的光信号为光学调制器的上边带信号或者下边带信号。

进一步的方案是，第一双通道光电调制器的数量为四个，其中两个第一双通道光电调制器输出的信号经过90°相移后合光。

更进一步的方案是，经过相移后的光信号与另一个第一双通道光电调制器输出的未经过相移的光信号合光。

更进一步的方案是，可调滤波器输出的光信号经过分光器后输出至四个第一双通道光电调制器。

为实现本发明的第二目的，本发明提供的弹性光网络通信系统包括数字基带信号发生器、可调谐射频信号发生器、光纤放大器、第二双通道光电调制器、光学滤波器、光子相干接收探测模块；还包括上述的信道变换装置，其中，数字基带信号发生器向串并转换器输出的数字基带信号，第二双通道光电调制器接收第一双通道光电调制器输出的信号，并接收可调谐射频信号发生器输出的射频信号，第二双通道光电调制器向光纤放大器输出调制信号；光纤放大器向光学滤波器输出信号，光学滤波器将预设波长的信号过滤后向光子相干接收探测模块输出信号。

为实现本发明的第三目的，本发明提供上述的弹性光网络通信系统的信道变换方法包括判断光学滤波器当前信道的光功率是否低于预设光功率阈值且在预设范围内，如是，调节可调微波发生器输出的微波信号的频率，改变当前信道的中心波长。

由上述方案可见，如果当前信道的光功率较低且仅仅是稍低于光功率阈值，则通过对微波信号的频率进行调整，实现对信道的中心波长的微调，使得微调后的信道的光功率满足要求。这样，用户可以方便的对弹性光网络的信道的中心波长进行微调，有利于弹性光网络的推广应用。

一个优选的方案是，调节可调微波发生器输出的微波信号的频率后，还调节可调滤波器的滤波频段。

由于微波信号的频率调整后，光学滤波器输出的信号的频率也跟随发生改变，通过调节可调滤波器的滤波频段，可以确保可调滤波器能够准确的将光学滤波器调整后的光信号输出，进而确保后级的调制。

进一步的方案是，调节可调滤波器的滤波频段包括：将滤波频段调节为光学调制器的上边带信号或者下边带信号。

附图说明

图1是基于微波光子学的多信道变换原理示意图。

图2是现有弹性光网络的结构图。

图3是现有弹性光网络通信系统的信道变换装置的结构图。

图4是本发明弹性光网络通信系统的信道变换装置实施例的结构图。

图5是本发明弹性光网络通信系统的信道变换方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的弹性光网络通信系统可以动态的调节信道，即信道的中心波长是可以动态调节的，因此，如果当前使用的信道光功率较低，不能满足通信的要求，则需要对信道进行切换，切换至光功率满足要求的信道。本发明的弹性光网络通信系统设置有信道变换装置，用于对信道进行调整，具体的，用于对当前信道的中心波长进行微调。本发明的信道变换方法是应用上述的信道变换装置实现弹性光网络通信系统的信道中心波长微调的方法。

弹性光网络通信系统实施例：

本实施例包括基带信号发生器、可调谐射频信号发生器、光纤放大器、第二双通道光电调制器、光学滤波器、光子相干接收探测模块以及信道变换装置，其中，信道变换装置包括串并转换器、奈奎斯特差分正交振幅调制器、升余弦脉冲产生器、多个信号放大器、多个信号偏置器以及第一双通道光电调制器，还包括连续光波激光器、光学调制器、可调微波发生器以及可调滤波器。

本实施例的弹性光网络通信系统与现有的弹性光网络通信系统的结构及工作原理基本相同，仅在于信道变换装置的具体结构发生改变，因此，下面主要针对信道变换装置进行重点说明，弹性光网络通信系统的其他结构参照图2的现有弹性光网络通信系统的结构，在此不再赘述。

信道变换装置实施例：

参见图4，信道变换装置的串并转换器62接收基带信号发生器产生的基带信号，并输出两路并行通信的数字信号，且串并转换器62将两路并行通信的数字信号分别输出至两个奈奎斯特差分正交振幅调制器64、65后，奈奎斯特差分正交振幅调制器64输出两路信号，分别是I信号以及Q信号，并分别输出至多进制的升余弦脉冲产生器(MRCP Generator)81、82进行波形整形处理。以升余弦脉冲产生器81为例，其输出两路信号，其中一路信号输出至信号放大器EG11进行信号放大处理，经过放大后的信号再输入至信号偏置器EB11进行信号偏置处理，例如对电信号添加偏置电压，经过偏置处理的信号输入至第一双通道光电调制器66。升余弦脉冲产生器81输出的另一路信号则依次经过信号放大器EG12进行放大处理以及经过信号偏置器EB12进行信号偏置处理后，输入至第一双通道光电调制器66。

相同的，升余弦脉冲产生器82输出两路信号，其中一路信号依次经过信号放大器EG13、信号偏置器EB13后输出至第一双通道光电调制器67，另一路信号依次经过信号放大器EG14、信号偏置器EB14后输出至第一双通道光电调制器67。

奈奎斯特差分正交振幅调制器65输出的两路信号分别输入至升余弦脉冲产生器83、84，其中，升余弦脉冲产生器83输出两路信号，其中一路信号依次经过信号放大器EG15、信号偏置器EB15后输入至第一双通道光电调制器68，另一路信号依次经过信号放大器EG16、信号偏置器EB16后输入至第一双通道光电调制器68。相同的，升余弦脉冲产生器84输出两路信号，其中一路信号依次经过信号放大器EG17、信号偏置器EB17后输入至第一双通道光电调制器69，另一路信号依次经过信号放大器EG18、信号偏置器EB18后输入至第一双通道光电调制器69。

可见，同一个升余弦脉冲产生器输出的两路信号分别经过放大以及偏置处理后，输出至同一个第一双通道光电调制器，这样，可以确保一个第一双通道光电调制器接收来自同一个升余弦脉冲产生器输出的信号，相当于通过第一双通道光电调制器对同一个升余弦脉冲产生器分开的两路信号进行合光处理。

由于本实施例设置了四个第一双通道光电调制器66、67、68、69，因此，连续光波激光器63输出的光信号需要通过分光器80进行分光。例如，光信号经过分光器80分成两路光信号后，每一路光信号再经过光耦合器进行分光，例如其中一路光信号经过光耦合器CP11分成两路光信号并分别输出至第一双通道光电调制器66、67，另一路光信号经过光耦合器CP12分成两路光信号并分别输出至第一双通道光电调制器68、69。

第一双通道光电调制器利用接收到的电信号对光信号进行调制形成第一调制信号后，四个第一双通道光电调制器66、67、68、69输出的信号需要进行合光处理。由于第一双通道光电调制器66、67是应用源自于奈奎斯特差分正交振幅调制器64输出的I信号、Q信号作为调制信号，由于I信号、Q信号存在相位差，因此，第一双通道光电调制器67输出的信号需要先经过相移处理，例如经过90°的相移后，再与第一双通道光电调制器66输出的光信号进行合光。第一双通道光电调制器66输出的光信号与第一双通道光电调制器67输出的光信号进行相移后输入至光耦合器CP13进行合光。

相同的，第一双通道光电调制器68输出的光信号与第一双通道光电调制器69输出的光信号进行相移后输入至光耦合器CP14进行合光，光耦合器CP13、CP14输出的光信号最后经过合光器88合光后输出，并输入至第二双通道光电调制器。

为了对连续光波激光器63输出的光信号的频率进行微调，本实施例设置了可调微波发生器71、光学调制器72以及可调滤波器73。可调微波发生器71可以产生微波信号，微波信号的频率可以调整，连续光波激光器63输出的光信号以及可调微波发生器71产生的微波信号均输入至光学调制器72中。光学调制器72为马赫增德尔调制器，连续光波激光器63输出的光信号被微波信号调制后形成两束频率不同的光信号，即上边带信号与下边带信号，其中上边带信号的频率是连续光波激光器63输出的光信号的频率与微波信号的频率之和，下边带信号是连续光波激光器63输出的光信号的频率与微波信号的频率之差。

经过调制后的信号输出至可调滤波器73，可调滤波器73将上边带信号或者下边带信号滤出，也就是上边带信号与下边带信号中只一个通过可调滤波器73，通过可调滤波器73的信号输入至分光器80，因此，四个第一双通道光电调制器66、67、68、69接收到的信号是经过调制后的光信号。

本实施例中，第二双通道光电调制器仅设置一个，并且四个第一双通道光电调制器66、67、68、69均向第二双通道光电调制器输出第一调制信号，同时，第二双通道光电调制器还接收可调谐射频信号发生器输出的信号。四个第一双通道光电调制器66、67、68、69输出的第一调制信号进行合光后输入至第二双通道光电调制器，因此，第二双通道光电调制器接收到的光信号包含有四个第一双通道光电调制器66、67、68、69的第一调制信号，合光后的光信号被可调谐射频信号发生器输出的射频信号所调制，从而形成多个信道的光信号，该光信号就是第二调制信号，不同信道的光信号均有不同的波长。

从第二双通道光电调制器输出的第二调制信号与合光获得的光信号具有相位同步的特征，且多波长的信道间隔与射频调制信号的频率相同。实际上，通过调节射频调制信号的频率，可以改变信道的中心波长，也就是改变弹性光网络的输出波长。

第二双通道光电调制器向光纤放大器输出第二调制信号，光纤放大器输出的光信号被光学滤波器接收，优选的，光学滤波器为矩形光学滤波器，用于将特定波长的光信号滤出，也就是只有特定波长的光信号才能够通过光学滤波器，其他波长的光信号无法通过光学滤波器。

光学滤波器将预设波长的信号过滤后向光子相干接收探测模块输出信号，光子相干接收探测模块还接收本地振荡激光器输出的光信号，利用本地振荡激光器输出的光信号与光学滤波器输出的光信号进行光子相干处理后，向数字信号处理器输出电信号。

弹性光网络的信道变换方法实施例：

下面结合图5介绍弹性光网络对信道切换的方法。首先，执行步骤S1，获取当前信道的光功率，例如，获取光学滤波器输出端的光信号的光功率，由于光学滤波器从多个波长的光信号中选择其中一个光信号输出，即选择中心波长为特定波长的光信号输出，该光信号即为当前信道的光信号。优选的，每间隔一段时间检测一次当前信道的光功率，例如每间隔10秒或者30秒检测一次当前信道的光功率。

然后，执行步骤S2，判断当前信道的光功率是否小于预设的光功率阈值。为了满足弹性光网络通信系统的通信要求，需要设定信道的光功率下限阈值，如果信道的光功率过低，将影响通信质量，例如传输的信号出现丢帧、误码率过高等，为此，需要设定一个光功率阈值，如果信道的光功率低于该阈值，则表示当前信号不能满足通信的要求，需要切换信号。

如果当前信道的光功率大于或者等于光功率阈值，则执行步骤S3，不对可调微波信号的频率进行调整，也不对可调谐射频信号发生器输出的射频信号的频率进行调节，并且，也不对光学滤波器35过滤的光信号的中心频率进行调整，也就是继续使用当前的信道进行通信。

如果当前信道的光功率小于光功率阈值，在执行步骤S4，判断当前信道的光功率是否在预设范围内，例如预设范围是光功率阈值小10％的范围，即预设范围是光功率阈值的90％至100％之间的范围。如果步骤S4的判断结果为是，则执行步骤S5，对微波信号的频率进行调整，例如增大微波信号的频率或者减小微波信号的频率，这样，光学调制器72输出的光信号的频率也跟随发生变化，输入至四个第一双通道光电调制器66、67、68、69的光信号的频率也随即发生变化。

然后，需要执行步骤S6，调节可调节滤波器的滤波频段。由于可调节滤波器的滤波频段是光学调制器输出的光信号的上边带信号或者下边带信号，当微波信号的频率调节后，上边带信号或者下边带信号也跟随发生变化，因此，需要对可调滤波器的滤波频段进行调节。优选的，可调滤波器是可调光栅，例如改变可调光栅的位置，实现对滤波频段的调节。当然，对可调滤波器的滤波频段的调节，也可以是切换上边带或者下边带的信号，例如，当前滤波频段是上边带信号，调节后滤波频段为下边带信号，或者当前滤波频段是下边带信号，调节后滤波频段为上边带信号。

接着，执行步骤S7，对光学滤波器中心波长进行调节，使得光学滤波器的中心波长与当前信道的中心波长相匹配。这样，通过对微波信号的调节，可以实现对当前信道的中心波长的微调，而不是对当前信号的中心波长进行大幅度的调整，满足当前信道光功率的要求。

如果步骤S4的判断结果为否，即当前信道的光功率较低，则需要提供调节射频信号的频率的方式切换当前信道，因此需要执行步骤S8，调节可调谐射频信号发生器输出的射频信号的频率，进而改变相邻两个信道的间隔频率，从而使得信道的中心波长发生变化，进而重新选择新的信道。

当然，执行步骤S8后，还需要执行步骤S7，对光学滤波器中心波长进行调节，使得光学滤波器的中心波长与当前信道的中心波长相匹配。

可见，针对当前信道光功率低于光功率阈值的情况，本实施例根据当前信道光信号的光功率实际情况，对微波信号的频率进行调整或者对射频信号的频率进行调整，能够快速、有效的对当前信道的光功率进行调整，提高信道变换的灵活性，有利于弹性光网络系统的推广应用，实现智能化的信道管理。

此外，由于串并转换器将接收到的数字基带信号并转换成并行通信的数字信号，可以降低数字基带信号的通信速率，奈奎斯特差分正交振幅调制器处理的数字信号的速率降低。并且，由于奈奎斯特差分正交振幅调制器向两个升余弦脉冲产生器输出信号，因此，升余弦脉冲产生器所处理的数字信号的速率将进一步降低，从而降低升余弦脉冲产生器等器件的性能要求，进而降低信道变换装置的生产成本。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，例如所设定的光功率阈值的改变，或者，微波信号频率、射频信号频率的改变等，这些改变也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.弹性光网络通信系统，包括数字基带信号发生器、可调谐射频信号发生器、光纤放大器、第二双通道光电调制器、光学滤波器、光子相干接收探测模块；

其特征在于：

该弹性光网络通信系统还包括信道变换装置，该信道变换装置包括串并转换器、奈奎斯特差分正交振幅调制器、升余弦脉冲产生器、多个信号放大器、多个信号偏置器以及第一双通道光电调制器；

所述串并转换器接收数字基带信号并转换成并行通信的数字信号输出至所述奈奎斯特差分正交振幅调制器，所述奈奎斯特差分正交振幅调制器向两个所述升余弦脉冲产生器输出信号，每一所述升余弦脉冲产生器输出的脉冲信号依次经过所述信号放大器、所述信号偏置器后输出至所述第一双通道光电调制器，多个所述第一双通道光电调制器输出的光信号经过合光后输出；

该信道变换装置还包括连续光波激光器，所述连续光波激光器向光学调制器输出光信号，所述光学调制器还接收可调微波发生器输出的微波信号，所述光学调制器输出的信号经过可调滤波器后输入至所述第一双通道光电调制器；

所述数字基带信号发生器向所述串并转换器输出的数字基带信号，所述第二双通道光电调制器接收所述第一双通道光电调制器输出的信号，并接收所述可调谐射频信号发生器输出的射频信号，所述第二双通道光电调制器向所述光纤放大器输出调制信号；

所述光纤放大器向所述光学滤波器输出信号，所述光学滤波器将预设波长的信号过滤后向所述光子相干接收探测模块输出信号；

在所述光学滤波器当前信道的光功率低于预设光功率阈值且在预设范围内时，所述可调微波发生器输出的微波信号的频率被调节以改变当前信道的中心波长。

2.根据权利要求1所述的弹性光网络通信系统，其特征在于：

所述可调滤波器为可调光栅。

3.根据权利要求1所述的弹性光网络通信系统，其特征在于：

通过所述可调滤波器的光信号为所述光学调制器的上边带信号或者下边带信号。

4.根据权利要求1至3任一项所述的弹性光网络通信系统，其特征在于：

所述第一双通道光电调制器的数量为四个，其中两个所述第一双通道光电调制器输出的信号经过90°相移后合光。

5.根据权利要求4所述的弹性光网络通信系统，其特征在于：

经过相移后的光信号与另一个所述第一双通道光电调制器输出的未经过相移的光信号合光。

6.根据权利要求1至3任一项所述的弹性光网络通信系统，其特征在于：

所述可调滤波器输出的光信号经过分光器后输出至四个第一双通道光电调制器。

7.弹性光网络通信系统的信道变换方法，应用如权利要求1所述的弹性光网络通信系统，其特征在于，包括：

判断所述光学滤波器当前信道的光功率是否低于预设光功率阈值且在预设范围内，如是，调节所述可调微波发生器输出的微波信号的频率，改变当前信道的中心波长。

8.根据权利要求7所述的弹性光网络通信系统的信道变换方法，其特征在于：

调节所述可调微波发生器输出的微波信号的频率后，还调节所述可调滤波器的滤波频段。

9.根据权利要求8所述的弹性光网络通信系统的信道变换方法，其特征在于：

调节所述可调滤波器的滤波频段包括：将所述滤波频段调节为所述光学调制器的上边带信号或者下边带信号。

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