CN114978335B - 一种波分复用系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及光通信技术领域，公开了一种波分复用系统及方法，该系统包括依次连接的信号发送端、传输光纤和信号接收端，信号发送端用于将至少两束光信号功率耦合后输出，传输光纤用于传输功率耦合后的光信号，信号接收端则配置为通过设置所述信号接收端中激光器的频点以实现目标波道的光信号的解调输出，本发明实施例提供的波分复用系统通过接收端频点调制的方式实现目标波道可调制输出，其具有频点配置精度高、波道可调、价格低、功耗小的优点。

Description

一种波分复用系统和方法

技术领域

本发明实施例涉及光通信技术领域，特别涉及一种波分复用系统和方法。

背景技术

在光通信领域中，如何获得更大的带宽、更长的传输距离、更高的接收灵敏度，是目前光通信领域中主要研究的方向，相干光通信是一种主要利用了相干调制和外差检测的技术，其具备灵敏度高、中继距离长的优点。随着相干光通信超100G技术的发展，产生非常繁多的码型以匹配细分场景，繁多的码型导致光谱宽度呈现多样化，波分复用系统传输时需要的波道间隔也对应的呈现多样化。

在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，市面上实现单纤多码型混传的密集型光波复用(DWDM，Dense Wavelength DivisionMultiplexing)系统的架构主要分为固定波道间隔架构和基于波长选择开关(WSS，Wavelength-Selective Switch)的可调波道间隔架构，这两种架构都是通过光滤波(梳状滤波)的方式实现的合波或分波，两者都存在一定的缺陷。

其中，固定波道间隔架构以单纤中传输的最宽谱宽信号可通过的波道间隔作为固定的波道间隔值，保证所有码型/谱宽的信号可以不受损的通过，这种架构主要存在三种问题：一是在设备搭建好之后，无法灵活增加最大谱宽超过已配置波道间隔的光信号进入光纤，必须更换合分波单元才能够实现波道间隔的调整，造成正在使用的信道信号长时间中断；二是以传输光纤中最宽光谱宽度为整个光纤的固定波道间隔，光谱宽度小于最宽光谱宽度的光信号也只能按这个固定波道间隔传输，是以牺牲频谱效率来换取混传的实现；三是受固定波道间隔合分波单元光学特性限制，一套系统仅能支持40nm的频谱带宽，若单纤要支持C+L band约80nm的频谱带宽，需搭建2套系统来实现。

基于WSS的可调波道间隔架构则是采用波长选择开关(WSS，Wavelength-Selective Switch)进行合分波，该架构可以灵活配置不同的波道间隔，但这种架构同样存在三种问题：一是价格昂贵且功耗大，波长选择开关的目前市场售价需要几万元，功耗几十瓦，远高于固定波道间隔架构的合分波单元售价和功耗；二是其滤波器中心频点配置精度仅6.25GHz且滤波宽度与波道间隔的关系固定不可调，人就无法完全匹配实际光谱宽度的多样性，存在光纤频谱的浪费；三是受波长选择开关本身光学特性限制，一套系统仅能支持40nm的频谱带宽，若单纤要支持C+L band约80nm的频谱带宽，需搭建2套系统来实现。

发明内容

本申请实施例提供了一种波分复用系统和方法，其通过相干调制的方式实现波道可调制输出。

本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种波分复用系统，包括：

信号发送端，用于将至少两束光信号功率耦合后输出；

传输光纤，其一端与所述信号发送端连接，用于传输功率耦合后的光信号；

信号接收端，其与所述传输光纤的另一端连接，通过设置所述信号接收端中激光器的频点以实现目标波道的光信号的解调输出。

在一些实施例中，所述信号接收端包括：

第一功率耦合器，所述第一功率耦合器反向设置，其包括至少两个输出端口，所述第一功率耦合器的至少两个输出端口用于分别输出至少两束包含所有波道的光信号；

至少两个第一光转换单元，其分别与所述第一功率耦合器的至少两个输出端口一一对应连接，用于解调输出所述目标波道的光信号。

在一些实施例中，所述至少两个第一光转换单元内皆设置有本振激光器，所述至少两个第二光转换单元配置为通过调整所述本振激光器的频点实现所述目标波道的光信号的解调。

在一些实施例中，所述信号接收端还包括：

第一放大器，其输入端与所述传输光纤的另一端连接，其输出端与所述第一功率耦合器的输入端连接，用于放大经所述传输光纤传输后的所述功率耦合后的光信号。

在一些实施例中，所述信号发送端配置为可通过调整所述至少两束光信号的频点以调整所述至少两束光信号的波道间隔。

在一些实施例中，所述信号发送端包括：

至少两个第二光转换单元，其与所述至少两束光信号的数量一致，用于分别获取所述至少两束光信号；

第二功率耦合器，其包括至少两个输入端口，所述第二功率耦合器的至少两个输入端口分别与所述至少两个第二光转换单元一一对应连接，用于将所述至少两束光信号功率耦合后输出。

在一些实施例中，所述至少两个第二光转换单元内皆设置有频点可调的激光器，所述至少两个第二光转换单元配置为通过调整所述激光器的频点实现所述至少两束光信号的波道间隔的调整。

在一些实施例中，所述信号发送端还包括：

第二放大器，其输入端与所述第二功率耦合器的输出端连接，其输出端与所述传输光纤的一端连接，用于放大所述功率耦合后的光信号。

为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种波分复用方法，通过如上述第一方面所述的波分复用系统实现波分复用，所述方法包括：

通过所述信号发送端接收至少两束光信号，并将所述至少两束光信号功率耦合后输出；

通过所述传输光纤传输所述功率耦合后的光信号；

根据目标波道的光信号的频点，配置所述信号接收端的输出，以通过所述信号接收端解调输出所述目标波道的光信号。

在一些实施例中，在所述通过所述信号发送端接收至少两束光信号之前，所述方法还包括：

调整所述至少两束光信号的频点，以调整所述至少两束光信号的波道间隔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种波分复用系统及方法，该系统包括依次连接的信号发送端、传输光纤和信号接收端，信号发送端用于将至少两束光信号功率耦合后输出，传输光纤用于传输功率耦合后的光信号，信号接收端则配置为通过设置所述信号接收端中激光器的频点以实现目标波道的光信号的解调输出，本发明实施例提供的波分复用系统通过相干调制的方式实现目标波道可调制输出，其具有频点配置精度高、波道可调、价格低、功耗小的优点。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例一提供的一种波分复用系统的结构框图示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种波分复用系统的具体结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种波分复用方法的流程示意图；

图4是本发明实施例二提供的另一种波分复用方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种波道的相关参数定义示意图；

图6是本发明实施例提供的一种非固定波道间隔混传下的切波方法流程图；

图7是本发明实施例提供的一种频点变化波道的频点配置流程图；

图8是本发明实施例提供的一种相邻波道的频点调节示意图；

图9是本发明实施例提供的一种波道j的波道间隔分配流程图；

图10是本发明实施例提供的一种形成映射关系表的流程图；

图11是本发明实施例提供的一种目前常见的波道码型情况示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第二”、“第一”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决如上述目前市面上两种主要的单纤多码型混传的密集型光波复用系统架构所存在的问题，本发明实施例提供了一种波分复用系统及方法，该系统通过功率耦合的方式实现多种波长的光信号的功率耦合和解调输出，同时，光纤信道中不存在光滤波器，通过接收端频点调制的方式实现目标波道可调制输出，其具有频点配置精度高、波道可调、价格低、功耗小的优点。

具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

实施例一

本发明实施例提供了一种波分复用系统，请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种波分复用系统的结构框图，该波分复用系统100包括：信号发送端110、传输光纤120和信号接收端130。其中，

所述信号发送端110，用于将至少两束光信号功率耦合后输出。进一步地，所述信号发送端110还可通过调整所述至少两束光信号的频点以调整所述至少两束光信号的波道间隔。本发明实施例提供的波分复用系统支持波道间隔非固定，可通过调整信号发送端110中激光器的频点来改变波道间隔，根据不同波特率不同光谱宽度的相干信号的具体信号谱宽情况任意调整激光器的频点，使得在需要时光谱信号可以更密集地通过所述波分复用系统100传输。

所述传输光纤120，其一端与所述信号发送端110连接，用于传输功率耦合后的光信号。在本发明实施例中，所述传输光纤120能够限制所述波分复用系统100所能支持的最高频谱宽度，进一步地，结合所述光信号的数字调制方式还能够确定所述传输光纤120对波道间隔的限制，因此，通过调整所述传输光纤120的光谱宽度可以实现对系统频谱宽带的调整，例如，区别于上述背景技术中所述的现有的两种架构，可轻松支持C+L band约80nm的频谱带宽甚至更多。

所述信号接收端130，其与所述传输光纤120的另一端连接，通过设置所述信号接收端130中激光器的频点以实现目标波道的光信号的解调输出。

具体地，请一并参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种波分复用系统的具体结构，所述信号接收端130包括：第一功率耦合器131和至少两个第一光转换单元132。

其中，所述第一功率耦合器131，所述第一功率耦合器反向设置，其包括至少两个输出端口，所述第一功率耦合器131的至少两个输出端口用于分别输出至少两束包含所有波道的光信号。具体地，所述第一功率耦合器131采用反向使用的N:1功率耦合器进行功率分束，所述第一功率耦合器131能够分出功率相同的多份混合光信号，每份光信号中都包含所有波导的信号光。

所述至少两个第一光转换单元132，其分别与所述第一功率耦合器131的至少两个输出端口一一对应连接，用于解调输出所述目标波道的光信号。本发明实施例在所述信号接收端解调制功率耦合后的光信号时，可以通过与本振激光器的频点相干解调制来提取出目标波道的光信号，因此，优选地，所述至少两个第一光转换单元132内皆设置有本振激光器，所述至少两个第二光转换单元132通过调整所述本振激光器的频点实现所述目标波道的光信号的解调。

进一步地，请继续参见图2，所述信号接收端130还包括：第一放大器133，其输入端与所述传输光纤120的另一端连接，其输出端与所述第一功率耦合器131的输入端连接，用于放大经所述传输光纤120传输后的所述功率耦合后的光信号。在本发明实施例中，由于功率耦合后的光信号在经过所述传输光纤120传输后会产生一定的信号衰减，因此，还需要设置所述第一放大器133将衰减后的所述功率耦合后的光信号进行放大后输出。

进一步地，请继续参见图2，所述信号发送端110包括：至少两个第二光转换单元111和第二功率耦合器112。

其中，至少两个第二光转换单元111，其与所述至少两束光信号的数量一致，用于分别获取所述至少两束光信号。优选地，所述至少两个第二光转换单元111内皆设置有频点可调的激光器，所述至少两个第二光转换单元111通过调整所述激光器的频点实现所述至少两束光信号的波道间隔的调整。

所述第二功率耦合器112，其包括至少两个输入端口，所述第二功率耦合器112的至少两个输入端口分别与所述至少两个第二光转换单元111一一对应连接，用于将所述至少两束光信号功率耦合后输出。所述第二功率耦合器112可以是反向使用的所述第一功率耦合器131，也即是N:1功率耦合器。

进一步地，请继续参见图2，所述信号发送端110还包括：第二放大器113，其输入端与所述第二功率耦合器112的输出端连接，其输出端与所述传输光纤120的一端连接，用于放大所述功率耦合后的光信号。

如图2所示的结构中，在本发明实施例中，至少两束光信号通过所述第二功率耦合器112进行功率耦合，通过所述第一功率耦合器131将光信号分波为多束混合光信号，每束混合光信号皆包含所有波道的光信号，混合光信号在进入所述第一光转换单元132后通过所述第一光转换单元132来实现目标波道的光信号的解调制，也即是说，本发明实施例采用的是相干调制技术来实现调制和解调制，通过功率耦合的方式替代传统的波分复用及分波的方式，因此不需要牺牲波道间隔，来达到不同波特率不同光谱宽度的相干信号的混传，能够有效提升信道利用率。

此外，区别于如上背景技术所述的两种架构，本发明实施例如桑所述的通过功率耦合的方式实现多种波长的光信号的耦合和滤波解调输出，因此采用的所述第二功率耦合器112和第一功率耦合器131可以是功分器(功率耦合器)或者合路器，其价格远低于现有技术中采用的波分器或者第二功率耦合器，并且，采用的功分器(功率耦合器)或者合路器还具备能耗低的优点。

实施例二

本发明实施例提供了一种波分复用方法，请参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种波分复用方法的流程，该方法可以通过如上述实施例一所述的波分复用系统实现波分复用，所述方法包括但不限于以下步骤：

步骤210：通过所述信号发送端接收至少两束光信号，并将所述至少两束光信号功率耦合后输出；

步骤220：通过所述传输光纤传输所述功率耦合后的光信号；

步骤230：根据目标波道的光信号的频点，调整所述信号接收端的输出，以通过所述信号接收端解调输出所述目标波道的光信号。

在本发明实施例中，可通过如上述实施例一所述的波分复用系统来实现波分复用，具体地，在信号接收端接收需要传输的多束光信号并将多束光信号进行功率耦合处理，功率耦合处理后的光信号输入到传输光纤中进行传输，传输光纤则根据实际需要的传输距离和路径来铺设，然后连接至信号接收端，信号接收端再通过频点调制的方式将功率耦合后的光信号进行滤波，相干解调后输出目标波道的光信号。

进一步地，请参见图4，其示出了本发明实施例提供的另一种波分复用方法的流程，在所述步骤210之前，所述方法还包括：

步骤240：调整所述至少两束光信号的频点，以调整所述至少两束光信号的波道间隔。

进一步地，在本发明实施例中，还可以通过调整所述信号发送端一侧光信号的频点来实现对光信号的波导间隔的调整，从而进一步地实现对频谱宽带/谱宽的调整，其中，所述频谱宽带的调整范围由所述传输光纤的光谱宽度限定，具体地，可根据实际需要在设置所述波分复用系统时选择需要铺设的传输光纤的型号，不需要拘泥于本发明实施例的限定。

实施例三

在实施例一中提到过，本发明实施例提供的波分复用系统支持波道间隔非固定，可通过调整信号发送端110中激光器的频点来改变波道间隔，根据不同波特率不同光谱宽度的相干信号的具体信号谱宽情况任意调整激光器的频点，使得在需要时光谱信号可以更密集地通过所述波分复用系统100传输；接下来，在本发明实施例中，通过结合实例的方式，对其调整方法过程进行详见的阐述。

为解决非固定波道间隔混传场景下，切波不断非切换波道业务、节约光纤资源、切波时间短这三项关键特性不能兼得的技术问题，基于上述实施例1中提供的系统，本发明实施例进一步提供了一种非固定波道间隔混传下的切波方法。

相关参数定义可参考图5，设总共有n个波道，分别记为波道1、2、...、n。对于任一波道x，对应的信号波特率以B_x表示，信号光谱宽度以ΔF_x表示，信号光的频点以f_x表示，且ΔF_x＝B_x+2δ_x；δ_x为保护带宽，可根据可忍受的受扰程度进行灵活配置。其中，B_x可由发射侧的光模块上报得到；在发射侧，各路光信号按照计算的各个频点，分别配置对应光模块的可调激光器的频点为f₁～f_n；在接收侧，通过配置各路光模块的可调激光器的频点为f₁～f_n中的任意一个频点，完成在固定光接口对任意波道光信号的获取。

假设波道x和波道y上的光信号需要互换在波带中的频分复用位置(按照图5中波道排序有x＜y，即波道x位于波道y左侧)，波道x和波道y当前对应的频点分别为f_x、f_y，对应的信号光谱宽度分别为ΔF_x、ΔF_y；波道x左侧的相邻波道为波道x-1，对应的频点为f_x-1，对应的信号光谱宽度分别为ΔF_x-1；波道x和波道y之间的波道个数为m，按照从左到右的顺序分别记为波道x+1、x+2、...、x+m。

以上述场景为例，本发明实施例提供的波长切换方法如图6，主要包括：

步骤301，根据各波道的信号光谱宽度和光信号互换需求，计算互换后每个发生频点变化的波道对应的目标频点，并关闭波道x和波道y的光信号输出。

完成光信号互换后，所述发生频点变化的波道包括波道x、波道y以及位于波道x和波道y之间的m个波道，即总共m+2个波道，对应的目标频点(即新的光信号频点)分别为f_x’、f_y’、f_x+1’、f_x+2’、...、f_x+m’。

其中：

1)所述波道x对应的目标频点f_x’为：

f_x’＝f_x-1+ΔF_x-1/2+ΔF_y/2；

2)所述m个波道中的波道x+k(1≤k≤m)对应的目标频点f_x+i’为：

当k＝1时，f_x+1’＝f_x-1+ΔF_x-1/2+ΔF_y+ΔF_x+1/2；

当k≥1时，其中：

f_x+2’＝f_x-1+ΔF_x-1/2+ΔF_y+ΔF_x+1+ΔF_x+2/2；

f_x+3’＝f_x-1+ΔF_x-1/2+ΔF_y+ΔF_x+1+ΔF_x+2+ΔF_x+3/2；

...

f_x+m’＝f_x-1+ΔF_x-1/2+ΔF_y+ΔF_x+1+ΔF_x+2+...+ΔF_x+m-1+ΔF_x+m/2

3)所述波道y对应的目标频点f_y’为：

基于上述公式计算出各波道对应的目标频点之后，关闭波道x和波道y的光信号输出，其余波道无需关闭，仍正常工作。

步骤302，根据计算结果分别将每个发生频点变化的波道在发射侧和接收侧配置到对应的目标频点，并在配置完成后打开波道x和波道y的光信号输出。具体配置调节过程可参考图7，主要包括：

步骤401，根据波道x与波道y的信号光谱宽度大小关系，按照预设顺序依次将所述m个波道在发射侧和接收侧配置到对应的目标频点。

由于波道x与波道y之间的m个波道仍处于工作状态，并未关闭，因此在调节这m个波道的频点时需要按照一定的顺序进行，避免波道之间的相互干扰，具体根据波道x与波道y的信号光谱宽度大小关系来决定调节顺序。其中：

1)如果波道y的信号光谱宽度大于波道x的信号光谱宽度，即ΔF_y>ΔF_x，则每个波道的频点均需向右移动，为避免调整某个波道的过程中对相邻波道造成干扰，需要从右到左进行各波道的频点调整，即按照从波道x+m到波道x+1的顺序，依次将所述m个波道在发射侧和接收侧配置到对应的目标频点。

2)如果波道y的信号光谱宽度小于波道x的信号光谱宽度，即ΔF_y＜ΔF_x，则每个波道的频点均需向左移动，为避免调整某个波道的过程中对相邻波道造成干扰，需要从左到右进行各波道的频点调整，即则按照从波道x+1到波道x+m的顺序，依次将所述m个波道在发射侧和接收侧配置到对应的目标频点。

无论是按照上述哪种顺序进行调整，对于所述m个波道中的波道x+k，将所述波道x+k配置到对应目标频点的过程具体如下：

首先计算所述波道x+k的当前频点与对应目标频点之间的差值，即θ＝f_x+k’-f_x+k，并将该差值θ与第一预设阈值比较；其中，所述第一预设阈值为波道工作状态下进行频点调整的最大步距，一般选择2.5GHz。

如果所述差值小于等于所述第一预设阈值，即θ≤2.5GHz，则可直接将所述波道x+k分别在发射侧和接收侧利用光模块的可调激光器配置到对应的目标频点f_x+k’；

如果所述差值大于所述第一预设阈值，即θ＞2.5GHz，则需要以所述第一预设阈值为步距逐步将所述波道x+k在发射侧和接收侧配置到对应的目标频点f_x+k’，即以所述第一预设阈值为步距对所述波道x+k在发射侧和接收侧进行频点配置，直至所述波道x+k的当前频点与对应目标频点之间的差值小于等于所述第一预设阈值时，将所述波道x+k直接配置到对应的目标频点f_x+k’。如果ΔF_y>ΔF_x，则每次将所述波道x+k配置到当前频率+2.5GHz的频点上，直到当前频率与目标频率的差小于等于2.5GHz时，一步到位配置到对应的目标频点f_x+k’；如果ΔF_y＜ΔF_x，则每次将所述波道x+k配置到当前频率-2.5GHz的频点上，直到当前频率与目标频率的差小于等于2.5GHz时，一步到位配置到对应的目标频点f_x+k’。

按照上述方法，完成波道x与波道y之间所有m个波道的频点调整，可保证在调整过程中不会对相邻波道产生干扰。

步骤402，分别将波道x和波道y在发射侧和接收侧配置到对应的目标频点。

由于波道x与波道y已经关闭，频点调整时不会影响相邻波道，因此调整时无需考虑最大步距的问题，可直接根据计算结果分别在发射侧和接收侧利用光模块内的可调激光器配置到对应的目标频点即可。其中，波道x配置到目标频点f_x’，波道y配置到目标频点f_y’。调整完成后，即可打开波道x和波道y的光信号输出，此时光信号互换完成，各波道均可按照新的光信号频点进行光信号输出。

在上述实施例中，主要是以两个波长的切换为例进行说明，但并不用以限制本发明。当有多个波长需要切换时，与两个波长切换时类似，实际上可以看做是多次进行两个波长的切换，仍然先按照步骤301，根据各待切换波道的ΔF计算互换后每个发生频点变化的波道对应的目标频点，再按照步骤302完成各波道的频点配置即可。

本发明实施例提供的上述波长切换方法中，通过功率耦合器实现信号的合波，反向使用功率耦合器实现信号的分波，功率耦合器不存在梯形的梳状光滤波通道；当需要进行波长切换时，仅需根据切换需求在收发侧利用光模块调节信号的波长频点，而无需像WSS那样再去调节波道，极大地节省了波长切换波道重分配的时间。基于该DWDM系统可解决非固定波道间隔混传场景下，切波不断非切换波道业务、节约光纤资源、切波时间短这三项关键特性不能兼得的技术问题。

实施例四

在进行实施例三所述的波长切换之前，需要对所有的n个波道完成波道间隔分配，期望满足所需的目标传输距离。其中，传输距离与光模块的极限OSNR性能相关，极限OSNR值越小传输距离就越远。极限OSNR值又与相邻信号光谱之间的干涉相关，参考图8，两个相邻信号的频点越近，即保护带宽δ越小，则信号光谱间的干涉就越大，信号的极限OSNR性能劣化越严重。

因此，为灵活调整波道间隔的分配，减少光层重路由的限制，在进行波长切换之前，可根据各波道对应的目标传输距离以及极限OSNR值确定各波道的保护带宽δ，进而确定各波道的信号光谱宽度ΔF，完成波道间隔分配，实现传输距离和光纤资源之间的平衡。

对于n个波道中的任一波道j，波道间隔分配过程如图9所示，主要包括以下步骤：

步骤301’，分别测试并记录所述波道j与其相邻波道处于不同频点间距时，所述波道j对应的极限OSNR值以及保护带宽，并形成对应的映射关系表。

所述波道j的相邻波道包括其左侧的波道j-1以及右侧的波道j+1，频点间距即两个波道的频点之间的距离，在这里所述波道j与所述波道j-1之间的频点间距等于所述波道j与所述波道j+1之间的频点间距。取多组不同的频点间距，分别测试并记录所述波道j对应的极限OSNR值以及保护带宽，即可得到所需要的映射关系表。参考图10，具体实施过程如下：

步骤501，测试初始频点位置下所述波道j对应的极限OSNR值以及保护带宽。

参考图8，本发明实施例以波道2作为待测信号(即j＝2)，对应信号为Signal2；相邻波道为波道1和波道3，对应的信号为Signal1和Signal3，作为Signal2的旁波信号，提供光谱干涉的干扰。

首先，需要确定上述3个信号的初始频点。结合图8，定义Signal2的信号3dB光谱宽度为w，旁波光谱边缘频点距待测信号3dB谱宽位置频点的宽度为δ，作为保护带宽。其中，为保证Signal2的极限OSNR值不受两个旁波的影响，需确保Signal1光谱的边缘距Signal2光谱的边缘大于等于w/2，Signal3光谱的边缘距Signal2光谱的边缘大于等于w/2。由于各种相干码型模式和速率的信号抗光谱干涉干扰程度不同，光谱形状也不尽相同，这3个信号起始的边缘距离可根据实际测试情况调整，保证足够边缘距离使极限OSNR性能不受影响即可。

然后，测试初始频点位置的情况下，Signal2信号的极限OSNR值，可记为S1；以及旁波光谱边缘频点距Signal 2信号3dB谱宽位置频点的宽度，可记为δ1。其中，Signal1光谱边缘频点距Signal2信号3dB谱宽位置频点的宽度与Signal3光谱边缘频点距Signa2信号3dB谱宽位置频点的宽度是相同的，因此只需要测试两者中的一个即可。

步骤502，以第二预设阈值为步距，将波道j-1和波道j+1的光信号同时向所述波道j靠拢移动，每次移动后测试所述波道j对应的极限OSNR值以及保护带宽，直至所述波道j的业务不通时为止。

所述第二预设阈值与具体的信号码型光谱形状相关，实验操作人员可根据得到的极限OSNR数据进行灵活调整，此处以选择0.5GHZ为例。如图8所示，需要以0.5GHz为步距，使Signal1和Signal3同时向Signal2靠拢，并测试每次移动后Signal2的极限OSNR值，记为Sm(m≥2)；以及测试旁波光谱边缘频点距Signal2信号3dB谱宽位置频点的宽度，记为δm。直到由于旁波光谱干涉过大，导致Signal2不通为止。其中，Signal1和Signal3每次向Signal2靠拢的距离始终是相同的。

步骤503，根据初始频点位置下以及每次移动后的测试结果，得到所述波道j的极限OSNR值与保护带宽的映射关系表。

根据所述步骤501和所述步骤502中的测试结果，可得到多组极限OSNR值与保护带宽的映射关系Sm-δm，进而形成所述波道j对应的映射关系表。

步骤302’，根据所述波道j的目标传输距离计算出对应的目标OSNR值，并通过查找所述映射关系表找到对应的最小保护带宽；

每个波道都设有期望的目标传输距离，已知所述波道j的目标传输距离后，可利用58公式完成目标传输距离到目标极限OSNR值的换算；然后再基于所述目标极限OSNR值通过查找所述映射关系表，找到满足条件的一个或多个保护带宽，并确定其中的最小保护带宽δ。其中，传输距离与极限OSNR值的换算公式如下：

S＝58+Pin-NF-Loss-10lgN-Smargin (1)

D＝N*(Loss/r) (2)

S＝58+Pin-NF-Loss-10lg(D*r/Loss)-Smargin (3)

通过公式(1)和公式(2)可得到公式(3)，利用公式(3)即可实现传输距离到极限OSNR值的换算。其中，Pin表示入纤光功率，NF表示光放大器的噪声指数，Loss表示每个光跨段的功率损耗，N表示光跨段数，Smargin表示光传输线路的系统OSNR裕量，r表示光纤衰减系数，D表示传输距离，上述参数在光线路系统中均是已知的，因此可直接由公式(3)计算出极限OSNR值S。

步骤303，根据查找到的所述最小保护带宽确定所述波道j的信号光谱宽度，并基于该信号光谱宽度完成所述波道j的波道间隔分配。

信号波特率B可由发射侧的光模块上报得到，则确定最小保护带宽δ后，根据公式ΔF＝B+2δ即可确定所述波道j的信号光谱宽度，对所述波道j的波道间隔进行分配，可获得最高的频谱利用率。

上述实施例中主要是以波道2的波道间隔分配为例进行说明，其余各波道的波道间隔分配过程均可参照上述实施例进行，从而完成所有n个波道的波道间隔分配，实现各波道上传输距离和光纤资源之间的平衡。

进一步地，对于码型和单波容量均相同的波道，其波道间隔分配结果是一致的，因此可根据码型和单波容量预先对所有n个波道进行波道分类，即码型和单波容量均相同的波道作为一类；对于同一类型的波道，从中任选一个波道按照上述步骤进行相关计算，确定该类型波道对应的最小保护带宽，利用该最小保护带宽完成该类型的所有波道的波道间隔分配。

如图11所示，假设波道2的单波容量为200G，码型为正交相移键控(QuadraturePhase Shift Keying，简写为QPSK)调整；波道5的单波容量为200G，码型为QPSK，即波道5的码型和单波容量均与波道2相同。则波道2按照上述步骤确定对应的最小保护带宽后，波道5无需再进行相应映射关系表的建立和查找，直接根据波道2查找到的该最小保护带宽确定波道5的信号光谱宽度，进而完成波道5的波道间隔分配即可。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种波分复用系统，其特征在于，包括：

信号发送端，用于将至少两束光信号功率耦合后输出；

传输光纤，其一端与所述信号发送端连接，用于传输功率耦合后的光信号；

信号接收端，其与所述传输光纤的另一端连接，通过设置所述信号接收端中激光器的频点以实现目标波道的光信号的解调输出；

计算波道的当前频点与对应目标频点之间的差值；

如果所述差值大于第一预设阈值，则以所述第一预设阈值为步距对所述波道在发射侧和接收侧进行频点配置，直至所述波道的当前频点与对应目标频点之间的差值小于等于所述第一预设阈值时，将所述波道直接配置到对应的目标频点；其中，第一预设阈值为2.5GHz。

2.根据权利要求1所述的波分复用系统，其特征在于，所述信号接收端包括：

第一功率耦合器，所述第一功率耦合器反向设置，其包括至少两个输出端口，所述第一功率耦合器的至少两个输出端口用于分别输出至少两束包含所有波道的光信号；

至少两个第一光转换单元，其分别与所述第一功率耦合器的至少两个输出端口一一对应连接，用于解调输出所述目标波道的光信号。

3.根据权利要求2所述的波分复用系统，其特征在于，

所述至少两个第一光转换单元内皆设置有本振激光器，所述至少两个第二光转换单元配置为通过调整所述本振激光器的频点实现所述目标波道的光信号的解调。

4.根据权利要求2所述的波分复用系统，其特征在于，

所述信号接收端还包括：

第一放大器，其输入端与所述传输光纤的另一端连接，其输出端与所述第一功率耦合器的输入端连接，用于放大经所述传输光纤传输后的所述功率耦合后的光信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的波分复用系统，其特征在于，

所述信号发送端配置为可通过调整所述至少两束光信号的频点以调整所述至少两束光信号的波道间隔。

6.根据权利要求5所述的波分复用系统，其特征在于，

所述信号发送端包括：

至少两个第二光转换单元，其与所述至少两束光信号的数量一致，用于分别获取所述至少两束光信号；

第二功率耦合器，其包括至少两个输入端口，所述第二功率耦合器的至少两个输入端口分别与所述至少两个第二光转换单元一一对应连接，用于将所述至少两束光信号功率耦合后输出。

7.根据权利要求6所述的波分复用系统，其特征在于，

所述至少两个第二光转换单元内皆设置有频点可调的激光器，所述至少两个第二光转换单元配置为通过调整所述激光器的频点实现所述至少两束光信号的波道间隔的调整。

8.根据权利要求6所述的波分复用系统，其特征在于，

所述信号发送端还包括：

第二放大器，其输入端与所述第二功率耦合器的输出端连接，其输出端与所述传输光纤的一端连接，用于放大所述功率耦合后的光信号。

9.一种波分复用方法，其特征在于，通过如上述权利要求1-8任一项所述的波分复用系统实现波分复用，所述方法包括：

通过所述信号发送端接收至少两束光信号，并将所述至少两束光信号功率耦合后输出；

通过所述传输光纤传输所述功率耦合后的光信号；

根据目标波道的光信号的频点，配置所述信号接收端的输出，以通过所述信号接收端解调输出所述目标波道的光信号。

10.根据权利要求9所述的波分复用方法，其特征在于，

在所述通过所述信号发送端接收至少两束光信号之前，所述方法还包括：

调整所述至少两束光信号的频点，以调整所述至少两束光信号的波道间隔。