[发明专利]一种具有波长转换功能的全光码型转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及全光网络接口技术领域，尤其涉及的是一种具有波长转换功能的全光码型转换方法。

背景技术

随着视频点播，网络医疗等带宽增强型多媒体业务的不断出现，人们对网络带宽的需求逐年增长，波分复用(WDM)与时分复用(OTDM)是光纤通信系统中两种最主要的信号复用方式，前者普遍采用非归零码(NRZ)格式，因为其具有紧密的通道波长间距，较高的光谱效率，较强的时间抖动和色散容忍度，主要用于城域网和接入网，后者一般采用归零码(RZ)格式，因为其具有小的占空比，较高的偏振模色散容忍度，良好的抗线路非线性损伤能力，非常适用于高速率长距离传输，主要用于主干网。将波分复用(WDM)与时分复用(OTDM)技术相结合，充分发挥两者的优势，是未来光子网络的发展方向。在这样的系统中，网络的不同部分将具有不同的信号调制格式，因此，能够有机的将光网络中的不同部分(广域网/城域网/接入网)相结合的全光网络接口技术日益成为研究热点，引起人们广泛关注。全光NRZ到RZ的码型转换技术就是上述全光网络接口的关键技术之一，它能够有效避免繁冗低效的光电转换，突破传统电子学器件的工作速率极限，在光域内将适用于在城域网/接入网中传输的NRZ码转换为适于在广域网中传输的RZ码，从而完成从WDM到OTDM的转换，实现网络接口功能，因此具有重要的实用价值。并且，全光组播能够同一时刻将同一信息发送到多个目的节点，可以支持视频点播，网络医疗等带宽增强型多媒体业务，对于节省网络成本，提高网络效率具有重要作用。

目前，实现全光NRZ到RZ的码型转换技术可以分为两种，第一种是采用光电结合的方案，主要依靠光电振荡器，相位调制器等高频电子器件，具有设备昂贵且受电子器件“速率瓶颈”限制等弊端，第二种是采用全光的方式，基于各种非线性光学效应来实现。进一步可分为基于半导体光放大器中交叉增益调制，交叉相位调制，交叉偏振调制，四波混频效应；基于色散位移高非线性光纤中交叉相位调制，交叉偏振调制，四波混频效应，基于周期极化铌酸锂波导中级联和频/差频产生效应，基于硅纳米线中的交叉相位调制或四波混频效应，基于硅基微环谐振器的窄带滤波效应等。其中，四波混频效应具有对信号比特率和调制格式透明的优点，因此倍受关注。它进一步可分为两类，第一类是采用单个信号光和泵浦光，同时提高其输入功率，利用高阶四波混频效应连同光纤中的各种非线性效应，产生多个新频率分量，实现单到多的NRZ到RZ码型转换，另一种为利用多个信号光与泵浦光相互作用，仅基于一阶四波混频效应，产生多个四波混频边带，完成单到多的NRZ到RZ码型转换。但半导体光放大器中四波混频效应效率低下，传统色散位移高非线性光纤又需要将泵浦光与信号光设置在光纤零色散波长附近，来满足相位匹配条件，限制了码型转换技术的灵活性。新出现的光子晶体光纤，由在二维方向上紧密排列的纳米级微孔组成，通过改变微孔的形状和尺寸，可以灵活控制光纤的色散和非线性特性，完全避免了传统光纤的弊端，非常适于用作全光信号处理器件。同时，由于是全光纤结构，完全基于光纤中的三阶非线性机理工作，具有结构简单，响应速度快，性能可靠，且易于与现有的商用化超高速光纤通信系统连接等优点，非常具有发展前途。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种具有波长转换功能的全光码型转换方法。

本发明的技术方案如下：

具有波长转换功能的全光码型转换方法，RF信号源发出重复频率为10GHz的射频信号，注入锁模半导体激光器对其进行主动锁模，锁模半导体激光器发出重复频率为10GHz的超短脉冲序列充当泵浦光，脉宽为1.9ps，中心波长为λp，掺铒光纤放大器对泵浦光进行功率放大后，随后使用滤波器1滤出自发辐射噪声，泵浦光经过偏振控制器PC2后，与待转换的NRZ信号光耦合，NRZ信号光支路上的偏振控制器PC1用来调节该光束的偏振态，以保证两束光在高非线性光子晶体光纤中四波混频效果最佳。二者耦合后注入过高功率掺铒光纤放大器进行功率放大，后进入50米光子晶体光纤，信号光与泵浦光在光子晶体光纤中发生四波混频效应，在其两侧产生两个边带，使用两个窄带光学滤波器将边带分别滤出，便得到码型转换信号，同时，完成了波长转换，实现了波长组播功能。