專利名稱：一種超密集波分復用系統及方法
技術領域：
本發明涉及光通信領域，尤其涉及一種超密集波分復用系統及方法。
背景技術：
在無源光纖網絡(PON)的波分復用(WDM)系統中，光線路終端OLT需要產生多用戶的下行數據信號。目前主流的方法主要有兩種其中一種是通過多路分布式反饋激光器和調制器在片上集成，然后將多路調制信號耦合進同一根光纖中傳輸；另一種是利用單個光頻梳產生多路等間隔頻率的光載波信號，對每路光載波信號進行調制，將多路多路調制信號耦合進同一根光纖中傳輸。這兩種方案都存在各自的弊端。對于第一種方法，由于各個激光器的頻移屬于相互獨立的隨機過程，經過光電調制后，各信號頻譜可能在合波輸出給光纖時就發生混疊；并且對于超密集波分復用系統，需要的載波數甚至上百，由此造成集成芯片上需設置大量的激光器和調制器，目前尚沒有滿足此需求的集成芯片。對于第二種方法，從光頻梳中分離出的多路等間隔頻率的光載波信號不易發生頻譜偏移，且分路實現簡單、但由于現有技術的限制，很難通過單個光頻梳產生幾百路光載波信號，現有的光頻梳不能滿足超密集波分復用的要求。

發明內容
本發明提供了一種超密集波分復用系統及方法，以解決如何利用光頻梳實現超密集波分復用的技術問題。為解決上述技術問題，本發明提供了一種超密集波分復用系統，該系統包含N個用于輸出合波信號的光頻梳波分復用子系統，N為大于或等于2的整數；將N個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號進行間插復用以合為一路信號的華禹合器；其中，該光頻梳波分復用子系統包含光頻梳；用于從光頻梳中分離出K個光載波信號的分波器，K為大于或等于1的整數；與分波器輸出端連接的K個調制器；與K個調制器輸出端均相連的合波器。進一步地，K個光載波信號的頻率間隔相等。進一步地，該系統還包括N個激光器，其中每個激光器的輸出信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源。進一步地，N個激光器的頻率間隔相等，其中，K個光載波信號的頻率間隔等于N個激光器頻率間隔的N倍。
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進一步地，該系統還包括激光器；與激光器輸出端連接的種子光源光頻梳；用于從種子光源光頻梳中分離出N個等頻率間隔光載波信號的分波器；其中N個光載波信號中的每個光載波信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源。為解決上述技術問題，本發明提供了一種實現超密集波分復用的方法，該方法包括以下步驟分別從N個光頻梳中分離出K個光載波信號，N為大于或等于2的整數，K為大于或等于1的整數；對K個光載波信號進行K路調制；將經K路調制后的光載波信號進行合波；將N路合波信號進行間插復用合成一路信號。進一步地，該方法包括，從N個光頻梳中分離出K個等頻率間隔的光載波信號。進一步地，該方法還包括設置N個激光器；將每個不同激光器的輸出信號作為不同光頻梳的種子光源。進一步地，該方法包括設置N個激光器的頻率間隔相等，其中，N個激光器的頻率間隔等于K個光載波信號頻率間隔的1/N。進一步地，該方法還包括設置激光器和種子光源光頻梳；將激光器的輸出信號作為種子光源光頻梳的種子光源；從種子光源光頻梳中分離出N個等頻率間隔的光載波信號；分別將N個光載波信號中的每個不同的光載波信號作為上述N個光頻梳中每個不同光頻梳的種子光源。上述技術方案中光頻梳波分復用子系統包含光頻梳、從光頻梳分離出多個獨立光載波信號的分波器以及合成多個獨立光載波信號的合波器，從而保證每個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號可包含多個光載波信號；將多個上述光頻梳波分復用子系統輸出信號進行耦合，即可實現對光波信號的密集波分復用，實現簡單；另外，對于每個光頻梳波分復用子系統而言，由于不要求其輸出的合波信號包含幾百路光載波信號，因此現有技術中存在的光頻梳產生、分波器均可用于本發明中的光頻梳波分復用子系統，使得本發明更易推廣使用。


圖1為本實施例的超密集波分復用系統組成圖；圖2為本應用示例的一種超密集波分復用系統組成圖；圖3為本應用示例的另一種超密集波分復用系統組成圖；圖4為利用本應用示例的超密集波分復用系統進行波分復用后的頻譜圖5為現有技術利用單個光頻梳進行波分復用后的頻譜圖；圖6為本實施例的超密集波分復用方法流程圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。圖1為本實施例的超密集波分復用系統組成圖。該系統包括N個用于輸出合波信號的光頻梳波分復用子系統，N為大于或等于2的整數；將N個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號進行間插復用以合為一路信號的華禹合器；其中，光頻梳波分復用子系統又包含光頻梳；用于從光頻梳中分離出K個光載波信號的分波器，K為大于或等于1的整數；其中，K個光載波信號的頻率間隔可相等；與分波器輸出端連接的K個調制器；與K個調制器輸出端均相連的合波器。為給上述光頻梳提供種子光源，本系統還可包括N個激光器，其中每個激光器均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源；該N個激光器的頻率間隔可相等，K個光載波信號的頻率間隔等于N個激光器頻率間隔的N倍；或者還可包括激光器、與該單個激光器輸出端連接的種子光源光頻梳、以及用于從該種子光源光頻梳中分離出N個等頻率間隔光載波信號的分波器；其中N個光載波信號中的每個光載波信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源。當然本實施例不限于通過上述2種方式為光頻梳波分復用子系統中的光頻梳提供種子光源，現有技術中已有的為光頻梳提供種子光源的方案均可用于本實施例。本實施例中的光頻梳可包含用于接收來自外部設備(如上述激光器或種子光源光頻梳)的種子光源的強度調制器IM ；與強度調制器IM級聯的相位調制器PM ；以及為強度調制器IM及相位調制器PM提供微波功率的微波源。上述強度調制器IM可使光頻梳產生的頻率包絡平坦，避免經過分波器分離出的光載波信號之間存在較大的功率差異。由于相位調制器PM的輸出信號滿足貝塞爾函數形式，可以通過增加微波源的輸入功率改變相位調制的深度，進而改變各階貝塞爾函數的值以得到多個高階頻率分量，為實現超密集波分復用做準備。但是在實際實施時，由于可獲取的微波源功率受限，或者出于成本的考慮希望控制微波源的輸出功率，此時可利用關于相位調制器級聯個數的微波源功率是單調遞減函數這一特性，在光頻梳中設置多個依次級聯的相位調制器PM。下面針對上述該實施例給出兩種應用示例以對本發明進行進一步詳細說明。應用示例1如圖2所示為本應用示例的一種超密集波分復用系統組成圖。
該系統包括5個用于輸出合波信號的光頻梳波分復用子系統、將5個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號進行間插復用的耦合器、以及5個激光器，每個激光器的輸出信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源，每個激光器輸出信號的頻率間隔為 5GHZ。其中，每個光頻梳波分復用子系統又包含—個光頻梳、用于從該光頻梳中分離出27個光載波信號的分波器、與該分波器輸出端連接的27個調制器、與該27個調制器輸出端均相連的合波器。其中對于光頻梳其內部包括1個強度調制器IM,與強度調制器IM輸出端連接的兩個依次級聯的相位調制器PM，以及為該IM和2個PM提供微波功率的微波源；在本應用示例中，強度調制器 IM和相位調制器PM的半波電壓分別為5V和4V，微波源輸向強度調制器IM，兩個級聯的相位調制器PM的微波輸入功率分別為MdBm、31. 58dBm和28. 62daii。可設置強度調制器IM 和2個相位調制器PM的微波輸入幅度分別為各自調制器半波電壓的1倍，3倍和2倍。當然，在本應用示例中，光頻梳中相位調制器PM的個數也可為1個，此時需設置該相位調制器PM的微波輸入幅度為其調制器半波電壓的5倍。這兩種結構的光頻梳均可產生包含光載波信號數為27，光載波信號頻率間隔為25GHZ，幅度抖動小于2dB的光譜。對于用于從光頻梳中分離出27個光載波信號的分波器可為基于陣列的波導光柵。對于與分波器連接的27個調制器每一個調制器均可使用非歸零碼NRZ對光載波信號進行調制。應用示例2如圖3所示為本應用示例的另一種超密集波分復用系統組成圖。該系統包括該系統包括5個用于輸出合波信號的光頻梳波分復用子系統、將5個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號進行間插復用的耦合器；該系統還包括激光器、與該激光器輸出端連接的種子光源光頻梳、以及用于從該種子光源光頻梳中分離出5個光載波信號的分波器，5個光載波信號中的每個光載波信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源，5個光載波信號的頻率間隔為5GHz。其中，光頻梳波分復用子系統的配置與應用示例1中的配置相同；上述種子光源光頻梳內部包括1個強度調制器IM，與該IM的輸出端連接的1個強度調制器PM，以及為該IM和PM提供微波功率的微波源；在本應用示例中，強度調制器IM 和相位調制器PM的半波電壓同樣分別為5V和4V，微波源輸向強度調制器IM，相位調制器 PM的微波輸入功率分別為30daii和25. ecffim。可設置強度調制器IM和相位調制器PM的微波輸入幅度分別為各自調制器半波電壓的2倍和1. 5倍。從上述應用示例1和應用示例2可明顯看出經具備上述結構的超密集波分復用系統的耦合器輸出的信號在3dB帶寬范圍內可包含5*27 = 135路光載波信號，如圖4所示；遠多于利用現有技術的單個光頻梳在3dB帶寬范圍內獲得的27路光載波信號，如圖5所示； 且該系統中從光頻梳波分復用子系統中的光頻梳中分離出27個光載波信號的分波器僅要求信道間隔為25GHZ，現有的分波器即可滿足該要求，實現簡單。
圖6為本實施例的超密集波分復用方法流程圖。S601分別從N個光頻梳中分離出的K個光載波信號，N為大于或等于2的整數，K 為大于或等于1的整數；K個光載波信號之間的頻率間隔可相等；為給光頻梳提供種子光源，還可設置N個激光器，將每個不同激光器的輸出信號作為不同光頻梳的種子光源；設置的N個激光器的頻率間隔也可相等，N個激光器的頻率間隔等于K個光載波信號頻率間隔的1/N ；或者設置激光器和種子光源光頻梳；將激光器的輸出信號作為種子光源光頻梳的種子光源；從種子光源光頻梳中分離出N個等頻率間隔的光載波信號，分別將從N個光載波信號中分離出的每個不同光載波信號作為上述N個光頻梳中每個不同光頻梳的種子光源。S602對K個光載波信號進行K路調制；S603將經上述K路調制后的光載波信號進行合波；S604將N路合波信號進行間插復用合成一路信號。本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬件完成，所述程序可以存儲于計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁盤或光盤等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現，相應地，上述實施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。本發明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結合。需要說明的是，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種超密集波分復用系統，其特征在于，所述系統包含N個用于輸出合波信號的光頻梳波分復用子系統，N為大于或等于2的整數； 將N個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號進行間插復用以合為一路信號的耦合器；其中，所述光頻梳波分復用子系統包含 光頻梳；用于從光頻梳中分離出K個光載波信號的分波器，K為大于或等于1的整數； 與所述分波器輸出端連接的K個調制器； 與所述K個調制器輸出端均相連的合波器。
2.如權利要求1所述的超密集波分復用系統，其特征在于， 所述K個光載波信號的頻率間隔相等。
3.如權利要求2所述的超密集波分復用系統，其特征在于，所述系統還包括N個激光器，其中每個激光器的輸出信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源。
4.如權利要求3所述的超密集波分復用系統，其特征在于，所述N個激光器的頻率間隔相等，其中，K個光載波信號的頻率間隔等于N個激光器頻率間隔的N倍。
5.如權利要求4所述的超密集波分復用系統，其特征在于，所述系統還包括 激光器；與所述激光器輸出端連接的種子光源光頻梳；用于從所述種子光源光頻梳中分離出N個等頻率間隔光載波信號的分波器；其中N個光載波信號中的每個光載波信號均是一個光頻梳波分復用子系統的種子光源。
6.一種實現超密集波分復用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟分別從N個光頻梳中分離出K個光載波信號，N為大于或等于2的整數，K為大于或等于1的整數；對所述K個光載波信號進行K路調制； 將經所述K路調制后的光載波信號進行合波； 將N路合波信號進行間插復用合成一路信號。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括， 從N個光頻梳中分離出K個等頻率間隔的光載波信號。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 設置N個激光器；將每個不同激光器的輸出信號作為不同光頻梳的種子光源。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括設置所述N個激光器的頻率間隔相等，其中，N個激光器的頻率間隔等于K個光載波信號頻率間隔的1/N。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 設置激光器和種子光源光頻梳；將激光器的輸出信號作為所述種子光源光頻梳的種子光源； 從所述種子光源光頻梳中分離出N個等頻率間隔的光載波信號；分別將N個光載波信號中的每個不同的光載波信號作為上述N個光頻梳中每個不同光頻梳的種子光源。
全文摘要
本發明提供了一種超密集波分復用系統和方法，其中，該系統包含N個用于輸出合波信號的光頻梳波分復用子系統，N為大于或等于2的整數；將N個光頻梳波分復用子系統輸出的合波信號進行間插復用以合為一路信號的耦合器；其中，光頻梳波分復用子系統包含光頻梳；用于從光頻梳中分離出K個光載波信號的分波器，K為大于或等于1的整數；與分波器輸出端連接的K個調制器；與K個調制器輸出端均相連的合波器。本發明利用多個光頻梳波分復用子系統實現超密集波分復用，實現簡單。
文檔編號H04Q11/00GK102546078SQ20111045834
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者何子安, 張佩華, 梁云華, 蘇婕, 謝世鐘, 陳宏偉, 陳明華 申請人:中興通訊股份有限公司