[发明专利]采用相干检测及带外信道识别的光学通信链路

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统和方法，更具体地涉及采用相干检测及带外信道识别的光学通信链路和方法。

背景技术

诸如光纤通信系统的光学系统可包括传输光学信号的光学发射器以及利用单光纤上的多个光信道(例如，具有不同载波)从光学发射器接收光学信号的光学接收器。光学接收器可利用光学信号的直接检测来检测这些单光纤上的输入光学信号。直接检测的缺点在于，由于普通光电检测器的光学宽带特性，而导致缺乏区分光信道频率的能力。同样，如果在直接检测接收器上附带有一个以上的光信道(optical channel)，则通过光电检测器(例如，解调的电输出)可以将一个以上的光信道转换为基带，每个转换的光信道可以彼此干涉，从而劣化了光信道中所携带的信息的质量。该干涉可以被称为串扰。

在直接检测的情况下，如果在接收端口上附带有一个以上的光信道，则可以在接收器中使用固定的光频鉴别器(例如，光学滤波器)以减少上述的串扰问题。可选地，可以采用可调谐光学滤波器来代替固定光学滤波器。可调谐滤波器能够在接收端口处提供灵活的光学频率选择，但与在接收端口之前选择光学频率的可选的光学频率选择结构(例如，光分插复用器(optical add/drop multiplexer，OADM)或可重构的OADM(ROADM)结构)相比，可调谐光学滤波器是昂贵和复杂的。

ROADM提供了一种用于构建自动进行分插光学频率分配的光学网络的装置。分插上的光学端口分配的光学频率可以是固定的或可重构的。对于后者，可以使用无色ROADM功能(其中，可以将以多种光学频率的多个信道广播(broadcast)至多个接收器)使得随着网络需求的变化灵活地重构光学连接。将多个信道广播至光学端口可以使得接收器能够将所关注的附带的信道(或多个信道)与其他附带的信道进行区分，这可能导致复杂性，诸如以上在直接检测接收器的情况下所描述的那些。

提供无色ROADM功能的一种方式为通过可用作光频鉴别器(例如，代替光学滤波器)的本地振荡器(LO)使用相干检测。例如，可以使用光学相干外差或零差检测。在外差检测中，所关注的(一定频率的)光学信号(或信道)在光电二极管中非线性地与基准LO光学频率混合。可以以接近光学信号的光学频率来设置基准LO光学频率。来自光电二极管的所得电流可以携带以光学频率的原始信号的原始光学信号信息(例如，振幅、相位及频率调制)，但可以在不同的频率处(例如，信号光学频率与LO光学频率之间的差)居中。可以对所得的光学信号的电流电表示进行电滤波。

如果LO光学频率相对于光学信号偏移小于光学信号的特定量(例如，光学信号的符号率或模拟带宽)(这通常被称为“内差探测(intradyne)”检测)，则简单的低通电滤波足以拒绝不必要的信道。电滤波可以通过以下来完成：在光电二极管之后至少一个专用电滤波器(例如，低通或带通)的增设；对不期望的信道进行滤波的电功能的固有带宽；或其组合。在多个光学信号(信道)出现在光电二极管处的情况下，可以使用电滤波来拒绝来自后继信号处理的不期望的信道以提供频率区分。然而，尽管相干接收器可利用LO作为鉴频器(fequency discriminator)，但相干接收器不能确定在相干接收器上附带的信道的数量和/或类型。

可通过网络控制面(例如，可以控制光学系统且可以对信道的数量进行初始设置的硬件或硬件与软件的组合)将接收器上附带的信道的数量和/或类型提供至接收器(或接收器的控制模块)。然而，如果信道由不受网络控制面(network control plane)的源提供(例如，来自外部或第三方源的外来光学频率信道)，则网络控制面不可能具有有关该信道的信息。在没有有关该信道的信息的情况下，网络控制面不可能为接收器提供接收器上附带的信道的数量。在这种情况下，这些信道(例如，外来光学频率信道)，包括附带至接收器的信道的数量，对网络控制面来说是未知的，并因此对接收器来说也是未知的。

如果附带的信道数量不被网络控制面所知，则接收器上附带的信道的数量可以由LO进行检测。LO可以在可能的光信道频率范围内进行扫描，寻找每个光信道频率处的信号信道的存在(例如，通过监控来自接收器中的至少一个光电二极管的光电流)来找到接收器上附带的信道的数量。然而，由于上述LO扫描的性质，以这种方式使用LO可能会损害或干扰服务。

发明内容