[发明专利]全光波长转换器

说明书

本发明公开了一种面向64‑QAM相干光通信系统的高能效、高性能的全光波长转换器。本发明一种高能效、高性能的全光波长转换器的构成方法，包括：一个可调谐激光源发射一束连续波激光，由衰减器衰减再经掺铒光纤放大器放大后作为泵浦光；所得的泵浦光经第一光学带通滤波器去除掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声；64‑QAM信号光由外腔激光器产生，再由同相正交的马赫曾德尔调制器调制得到。有益效果：高泵浦功率是基于铝掺杂高非线性光纤的全光波长转换器在实际应用中面临的主要挑战；高性能是高阶调制64‑QAM相干光通信系统的主要诉求，本发明提出的高能效、高性能的方法很好地解决了这些问题。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种面向64-QAM相干光通信系统的高能效、高性能的全光波长转换器。

背景技术

高清视频、在线直播和云服务等高带宽应用在过去十年中推动了全球流量的巨大增长。使用高阶64-QAM调制格式的相干光通信系统将在未来的大容量长距离通信中发挥巨大的优势。然而，随着5G的普及和物联网的发展，IP流量需求将进一步增长。思科最新的“视觉网络指数”预测，未来5年，全球IP流量将增长3倍，到2022年，全球每年的IP流量将达到4.8ZB。

除了巨大的流量需求外，光网络还面临其他问题，如电子瓶颈、波长阻塞、调制格式不透明、高延迟等。全光波长转换器可通过波长管理提高光网络的灵活性并减轻冲突波长的约束，是一个重要的网络组件。全光波长转换器还可以通过补偿光相位共轭网络中的光纤非线性来增加网络容量和中继距离。与此同时，配置有全光波长转换器的光网络不需要额外的组件进行光电的来回转换。

配置全光波长转换系统的方案有很多，例如基于交叉增益调制的半导体光放大器，基于四波混频的高度非线性光纤和基于四波混频的各种波导。基于四波混频的高度非线性光纤的方案具有结构简单，响应速度快，转换效率高的特点而独具竞争性的优势。

传统技术存在以下技术问题：

为了获得更高的转换效率，提出了诸如泵的相位或频率抖动，金属掺杂和应变控制技术等方法，通过提高受激布里渊散射阈值来增加发射进铝掺杂高非线性光纤的泵浦功率。但是，更高的泵浦功率将导致更大的能耗并损坏光学组件。空闲光也会受到接近受激布里渊散射阈值的高泵浦功率的干扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种面向64-QAM相干光通信系统的高能效、高性能的全光波长转换器的构成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向64-QAM相干光通信系统的高能效、高性能的全光波长转换器的构成方法，包括：

一个可调谐激光源发射一束连续波激光，由衰减器衰减再经掺铒光纤放大器放大后作为泵浦光；

所得的泵浦光经第一光学带通滤波器去除掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声；

64-QAM信号光由外腔激光器产生，再由同相正交的马赫曾德尔调制器调制得到；

产生两路去相关的伪随机二进制序列信号来驱动同相正交的马赫曾德尔调制器；

调制后的64-QAM信号光再用另一台掺铒光纤放大器放大和第二光学带通滤波器滤出放大自发辐射噪声；

泵浦光和64-QAM信号光的偏振通过各自的偏振控制器调整来获得最大的转换效率；

然后，泵浦光和64-QAM信号光通过耦合器耦合后先经过一个隔离器再发射进铝掺杂高非线性光纤，其中，所述隔离器是用来阻隔受激布里渊散射引发的反射波从而保护前端的掺铒光纤放大器；

泵浦光与64-QAM信号光在铝掺杂高非线性光纤中发生简并的四波混频作用，输出的光波通过第三光学带通滤波器滤波得到空闲光。

本发明的有益效果：