[发明专利]采用F-P腔滤波器的多路光载波产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种采用F-P腔滤波器的多路光载波产生装置。

背景技术

光通信领域中，光传输容量主要取决于光纤中可用的波道数目和每波道的传输速率。超密集波分复用系统可以有效增加波道数目，如果每个波道配备一个独立的光源，意味着光源数量可能达到几百个。目前商用系统的波道速率已达40Gbps，实验室系统的波道速率可达到400Gbps，甚至1Tbps。对于波道速率超过100Gbps的系统，业界基本达成共识，即必须采用多载波技术和相干光接收技术，而它们都意味着光源数量的极大增长。因此，由一个光源(通常称为种子光源)的输出光生成多个光载波的技术，成为光通信系统向前演进的重要支撑技术之一，尤其对于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)光通信系统，受制于DAC(Digital-Analog Converter，数字-模拟转换器)等电域器件的商用化水平，需要数量众多的光子载波。

目前，光通信中的多路光载波发生器，主要有OFC(Optical Frequency Comb，光频梳)和RFS(Re-circulate Frequency Shifter，循环移频器)两种技术。

OFC技术可以分成两种类型：第一种基于锁模激光器，产生的光梳覆盖带宽大，频率精准，但梳线不平坦，梳线中心频率和梳线频率间隔难以调整，多用于光谱和测量领域；第二种基于强E/O(电/光)调制，可以产生较平坦的梳线，梳线中心频率和梳线间隔易于调整，适合通信中使用，缺点是要求很高的射频驱动电压，导致成本较高、器件的稳定性较差。

RFS技术能产生平坦的光载波。最初的RFS技术方案中，调制器采用的是IQ调制器，优点是不需要高的射频驱动电压，缺点是所产生的光载波数量较为有限。因此，OFC2011上有提出用相位调制器级联代替IQ调制器以增加光载波数量的解决方案；同时，在RFS中选用的EDFA(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器)、尾纤等器件都要求是保偏型的，以减小偏振对性能的影响。需要注意的是，该方法选用相位调制器，借助强E/O调制效应，故要求较高的射频驱动电压，产生与OFC第二种技术同样的缺陷。

无论RFS技术怎样变型或改进，RFS技术的最本质特征是一个环路，参见图1所示，该环路中的移频器件产生新频率的光载波(如上文提到的IQ调制器、相位调制器等)，光放大器补偿环路中各器件引入的损耗，光带通滤波器滤除掉光载波所覆盖频带外的噪声。由于RFS中必须使用光放大器，并且信号在环路中多次循环(相当于多次经过光放大器)，这就带来较为严重的噪声问题，即通过RFS所得到的光载波，其OSNR(Optical Signal Noise Ratio，光信噪比)比较小。在业界进行过的实验中，该OSNR值甚至可能低于20dB，显然，这会直接限制系统传输性能。

可见，随着光通信系统传输容量的提升，非常需要一种合适的多路光载波产生技术，以满足超密集波分复用系统或OFDM等多载波传输系统对大量光载波的需求。RFS作为一种很有前景的多路光载波产生技术，如果能克服OSNR较低的问题，其应用前景将更加广阔。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种采用F-P腔滤波器的多路光载波产生装置，能够显著提高输出光载波的OSNR，提升系统传输性能，并推动OFDM系统的实用化。

本发明提供的采用F-P腔滤波器的多路光载波产生装置，包括光源、第一耦合器、移频器、第二耦合器、光带通滤波器和至少一个光放大器，所述光带通滤波器和光放大器之间设有F-P腔滤波器，第一耦合器、移频器、第二耦合器、光带通滤波器、光放大器和F-P腔滤波器共同构成一个环路；光源输出的光经第一耦合器进入所述环路，光带通滤波器用于滤除环路中产生的多路光载波所覆盖带宽之外的噪声，F-P腔滤波器用于滤除相邻光载波之间的频率间隔范围内的噪声，环路中最终所得的多路光载波经由第二耦合器输出。

在上述技术方案中，所述光源为单个连续波激光器，用于输出频率稳定的光载波。

在上述技术方案中，所述光源为多个波长不同的激光器、光频梳、循环移频器RFS或者所述采用F-P腔滤波器的多路光载波产生装置中的一种，用于输出多个频率稳定的光载波。

在上述技术方案中，所述移频器采用IQ调制器或者相位调制器，用于频率搬移。

在上述技术方案中，所述光放大器有多个。