全光无栅格频谱整合器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种全光无栅格频谱整合器，由信号发生装置为其提供第一信号光，包括设置在光纤两侧的泵浦光源，光纤两侧分别连接一光环行器。该全光无栅格频谱整合器进行波长转换时，左边的信号光与泵浦光由耦合器耦合后送入HNLF之中，HNLF右侧输出端处的环行器的第三端口连接一光带通滤波器用于滤出第一次波长转换之后所得的转换信号，将此转换信号进行放大，滤波处理后作为第二次波长转换的信号光，此信号光与右侧的泵浦光耦合后由HNLF右侧输入，实现第二次波长转换过程，第二次波长转换所得的转换信号由HNLF左侧的环行器的第三端口输出，用光带通滤波器即可将其滤出。此结构仅仅使用一级HNLF就完成了两次波长转换过程。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种波长转换装置，尤其涉及一种全光无栅格频谱整合器。
技术介绍
波长转换作为光网络中实现频谱分配策略的一项关键技术，一直以来备受关注，在解决光网络频谱碎片化问题时，除了网络层的频谱分配算法，传输层的波长转换结构同样非常重要。在各种波长转换技术中，基于高非线性光纤(HNLF)四波混频效应(FWM)的波长转换因为对信号格式、比特率透明，转换速率高，可实现多波长同时转换等优势而拥有更加广阔的前景。弹性光网络中，由于业务流量的复杂多变，系统频谱资源被不断的分配释放，由于时间的积累，整个网络中会出现一些空闲的频谱，这些空闲频谱不但造成了频谱资源的浪费，而且增加了网络出现阻塞的概率。如图1所示，节点A，B，C，D由链路1、2、3组成一个简单通信网络，由A节点发出的e和f信号经由链路1传输至节点C，从图1中可以看出e与f之间存在一定频谱间隙，即所谓的频谱碎片；由B节点发出的g信号由链路2也传输至节点C，在节点C之后，若无频谱整合过程则会发生链路3的情况，e与f之间存在频谱碎片，e和g发生频谱混叠造成网络阻塞问题，如果在节点C处有一个频谱整合过程，则可实现消除频谱碎片同时使信号顺利通过节点。另一种针对以上频谱碎片化问题的频谱整合方案：如图2所示，此方案中波长转换过程涉及的主要对象是1号链路中的e信号，转换的主要目的是消除e频谱与f频谱之间的频谱间隙，经观察发现，此处频谱间隙较小，一次波长转换过程无法实现预期目标，故此处使用两次波长转换过程：首先将e频谱转换至f频谱右侧，然后更换泵浦波长位置，使f频谱右侧的转换信号重新转换至其左侧，并消除频谱间隔，最终达到既避免频谱混叠，又消除频谱间隔的目的。该方案具体实施过程中涉及两次波长转换过程，现有技术的处理方法是应用两级HNLF进行两次波长转换过程应用两级HNLF进行两次波长转换实现频谱整合过程的示意图如图3所示：第一次波长转换中，可调激光器发出的连续光经EDFA放大后，再由光带通滤波器滤除自适应放大噪声，形成泵浦光，泵浦光与调制后的信号经由耦合器耦合进入第一级HNLF中，进行四波混频过程，第二次波长转换过程，泵浦光部分除了波长，结构上无需变动，然而此处的信号来源于第一次波长转换过程的所得闲频光，即第一次波长转换的转换信号作为第二次波长转换的信号源。从目前的实际应用角度来看，HNLF仍属于价格较为昂贵的非线性材料，应用两级HNLF进行两次波长转换实现频谱整合虽然可以实现整合目的，但是两级HNLF使得系统成本过高。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的全光无栅格频谱整合器，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种利用光纤的双向传输特性，仅使用一级HNLF即可完成两次波长转换过程的全光无栅格频谱整合器，以减少光纤使用数量，降低成本。本技术的全光无栅格频谱整合器，由信号发生装置为其提供第一信号光，包括：第一泵浦光源，其输出第一泵浦光；第一光环行器，所述第一泵浦光与第一信号光耦合后输入所述第一光环行器的第一端口，并由所述第一光环行器的第二端口输出；光纤，其接收并引导由所述第一光环行器第二端口输出的所述第一泵浦光与第一信号光，并利用所述光纤在引导所述第一泵浦光与第一信号光时产生的非线性光学现象来产生第一转换信号；第二光环行器，其第二端口输入所述第一转换信号并由其第三端口输出，作为第二信号光；第二泵浦光源，其输出第二泵浦光；所述第二泵浦光与第二信号光耦合后输入所述第二光环行器的第一端口，并由所述第二光环行器的第二端口输出；所述光纤接收并引导由所述第二光环行器第二端口输出的所述第二泵浦光与第二信号光，并利用所述光纤在引导所述第二泵浦光与第二信号光时产生的非线性光学现象来产生第二转换信号；所述第一光环行器第二端口输入所述第二转换信号并由其第三端口输出。进一步的，所述第二光环行器的第三端口还连接有对所述第一转换信号进行滤波、放大和去噪的滤波器和放大器。进一步的，所述第一光环行器的第三端口还连接有对所述第二转换信号进行滤波的滤波器。进一步的，所述第一泵浦光源与第二泵浦光源均包括依次连接的可调激光光源、放大器、滤波器和偏振控制器。进一步的，所述信号发生装置包括依次连接的可调激光光源、调制器、放大器、滤波器和偏振控制器，所述调制器还连接有任意波形发生器。进一步的，与所述第一光环行器连接的所述滤波器还连接有相干接收器。进一步的，所述光纤为高非线性光纤。进一步的，所述滤波器为光带通滤波器。进一步的，所述放大器为掺铒光纤放大器。进一步的，所述调制器为麦赫增德调制器。借由上述方案，本技术的全光无栅格频谱整合器利用光纤的双向传输特性，仅使用一级高非线性光纤即可完成两次波长转换，节约了高非线性光纤使用数量，降低了成本。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是
技术介绍
中网络频谱碎片化问题及频谱整合效果示意图；图2是
技术介绍
中两次波长转换频谱整合方案示意图；图3是
技术介绍
中两级HNLF实现两阶波长转换结构示意图；图4是本技术中基于单级HNLF的双向波长转换结构示意图；图5是本技术中环行器的结构示意图；图6是本技术完成频谱整合的仿真结构图；图7是未整合频谱初始状态示意图；图8是第一次波长转换之后频谱示意图；图9是频谱整合最终效果示意图；图10是转换信号星座图、眼图；图11是全光频谱整合器转换信号的BER曲线图；图中英文简称中文对照：TLS：可调激光光源；AWG：任意波形发生器；MZM：麦赫增德调制器；EDFA：掺铒光纤放大器；OBPF：光带通滤波器；PC：偏振控制器；ISO：光隔离器；Circulator：光环行器；HNLF：高非线性光纤；CR：相干接收。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参见图4，本技术一较佳实施例所述的一种全光无栅格频谱整合器，由信号发生装置为其提供第一信号光，设置在光纤两侧的泵浦光源，光纤两侧分别连接一光环行器，光环行器共有三个端口，位于光纤左侧的为第一光环行器，位于光纤右侧的为第二光环行器。其中，信号发生装置包括依次连接的可调激光光源、调制器、放大器、滤波器和偏振控制器，调制器还连接有任意波形发生器，信号发生装置用于输出第一信号光。两泵浦光源均包括依次连接的可调激光光源、放大器、滤波器和偏振控制器，用来分别输出第一泵浦光(光纤左侧)和第二泵浦光(光纤右侧)。第一泵浦光与第一信号光耦合后输入第一光环行器的第一端口，并由第一光环行器的第二端口输出；光纤接收并引导由第一光环行器第二端口输出的第一泵浦光与第一信号光，并利用光纤在引导第一泵浦光与第一信号光时产生的非线性光学现象来产生第一转换信号；第一转换信号输入第二光环行器的第二端口，并由第二光环行器第三端口输出，作为第二信号光；第二泵浦光与第二信号光耦合后输入第二光环行器的第一端口，并由第二光环行器的第二端口输出；光纤接收并引导由第二光环行器第二端口输出的第二泵浦光与第二信号光，并利用光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全光无栅格频谱整合器，由信号发生装置为其提供第一信号光，其特征在于包括：第一泵浦光源，其输出第一泵浦光；第一光环行器，所述第一泵浦光与第一信号光耦合后输入所述第一光环行器的第一端口，并由所述第一光环行器的第二端口输出；光纤，其接收并引导由所述第一光环行器第二端口输出的所述第一泵浦光与第一信号光，并利用所述光纤在引导所述第一泵浦光与第一信号光时产生的非线性光学现象来产生第一转换信号；第二光环行器，其第二端口输入所述第一转换信号并由其第三端口输出，作为第二信号光；第二泵浦光源，其输出第二泵浦光；所述第二泵浦光与第二信号光耦合后输入所述第二光环行器的第一端口，并由所述第二光环行器的第二端口输出；所述光纤接收并引导由所述第二光环行器第二端口输出的所述第二泵浦光与第二信号光，并利用所述光纤在引导所述第二泵浦光与第二信号光时产生的非线性光学现象来产生第二转换信号；所述第一光环行器第二端口输入所述第二转换信号并由其第三端口输出。

【技术特征摘要】
1.一种全光无栅格频谱整合器，由信号发生装置为其提供第一信号光，其特征在于包括：第一泵浦光源，其输出第一泵浦光；第一光环行器，所述第一泵浦光与第一信号光耦合后输入所述第一光环行器的第一端口，并由所述第一光环行器的第二端口输出；光纤，其接收并引导由所述第一光环行器第二端口输出的所述第一泵浦光与第一信号光，并利用所述光纤在引导所述第一泵浦光与第一信号光时产生的非线性光学现象来产生第一转换信号；第二光环行器，其第二端口输入所述第一转换信号并由其第三端口输出，作为第二信号光；第二泵浦光源，其输出第二泵浦光；所述第二泵浦光与第二信号光耦合后输入所述第二光环行器的第一端口，并由所述第二光环行器的第二端口输出；所述光纤接收并引导由所述第二光环行器第二端口输出的所述第二泵浦光与第二信号光，并利用所述光纤在引导所述第二泵浦光与第二信号光时产生的非线性光学现象来产生第二转换信号；所述第一光环行器第二端口输入所述第二转换信号并由其第三端口输出。2.根据权利要求1所述的全光无栅格频谱整合器，其特征在于：所述第二光环行器的第三端口还连接有对所述第一转换信号进行滤波、放...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明义，邹瑶，沈纲祥，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32