專利名稱：一種多功能的光信號處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全光網(wǎng)絡(luò)和高速，遠距離和大容量光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
上個世紀70年代出現(xiàn)的光纖通信技術(shù)以來，光纖通信系統(tǒng)一直保持著迅猛的發(fā)展勢頭。目前，單信道速率已經(jīng)完成了從2. 5Gb/s向10(ib/S的升級，40(ib/S的系統(tǒng)也在正式部署中，同時100(ib/S也被IEEE接受成為下一代光傳輸及以太網(wǎng)的標準格式。但是傳輸速率的增加導(dǎo)致了信號對在傳輸過程各種損傷容限的下降。在光纖通信系統(tǒng)中傳輸損傷主要包括光纖損耗、色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)、放大器的自發(fā)輻射噪聲(ASE)及光纖的非線性效應(yīng)，其聯(lián)合作用會導(dǎo)致光信號脈沖的形狀和頻譜發(fā)生畸變，造成了接收機誤碼率的提高，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。在各種損傷中，ASE噪聲和光纖損耗都會造成的光信號消光比的降低，而色散則會造成嚴重的碼間干擾，這都將導(dǎo)致接收機判決錯誤和誤碼率的上升。。此外在光網(wǎng)絡(luò)中由于環(huán)境溫度的變化和光分插復(fù)用(ROADM)器使用引起的光路重構(gòu)會造成信道鏈路積累色散值的動態(tài)變化。因此需要對色散進行動態(tài)監(jiān)測，以實現(xiàn)自適應(yīng)的色散補償，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運轉(zhuǎn)。在波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)(DWDM)中為降低波長阻塞的幾率常需要使用波長轉(zhuǎn)換器改變信號波長。因此，對于高速率、長距離和動態(tài)化DWDM系統(tǒng)，研發(fā)一種實現(xiàn)信號消光比增強，動態(tài)自適應(yīng)色散補償和波長轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)顯得尤為必要。為了補償信號在傳輸過程中的造成的消光比下降，就必須對信號進行再生。光信號再生技術(shù)一般分為電域再生技術(shù)和全光再生技術(shù)。電域再生技術(shù)主要通過電中繼器完成。首先經(jīng)過高速光電二極管將所需的再生信號轉(zhuǎn)化為電信號，然后經(jīng)過寬帶射頻電路對其進行再生，最后通過直接調(diào)制或外調(diào)制半導(dǎo)體激光器將再生后的信號轉(zhuǎn)化為光信號發(fā)送出去。電域再生結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要采用高速光電器件，信號速度也受電子瓶頸限制。全光再生技術(shù)是直接在光域?qū)π盘栠M行再生處理，能夠有效的減少傳輸過程中諸如噪聲累積、抖動、 色散這樣的傳輸損傷，不僅克服了電域信號處理速度的限制，網(wǎng)絡(luò)的透明性和擴展性也得到了保證，充分保障了光網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。目前提出的提高信號消光比的全光再生方案有很多，主要是通過非線性效來實現(xiàn)，諸如基于自相位調(diào)制(SPM)效應(yīng)，交叉相位調(diào)制(XPM) 效應(yīng)，交叉吸收調(diào)制(XAM)效應(yīng)以及四波混頻(FWM)效應(yīng)等方案都能夠?qū)崿F(xiàn)對信號消光比的提高。但是以上方案均只是單純的進行消光比增強，無法同時監(jiān)測信號色散并進行波長轉(zhuǎn)換。目前也提出了許多的色散監(jiān)測方法。但是這些方法均也只是單純的進行色散監(jiān)測。這些色散監(jiān)測方法可以分為三大類一大類是基于光信號的電域分析；第二大類基于插入探測信號的分析；第三大類是全光色散監(jiān)測法。第一大類以電信號的處理為主，例如信號射頻頻譜分析法，異步直方圖評估法，電色散均衡法等等。一般需要首先對信號進行需要光電轉(zhuǎn)換，再進行時鐘提取，射頻頻譜分析，或者高速模數(shù)轉(zhuǎn)換，其系統(tǒng)較為復(fù)雜，對于信道速率40(ib/S以上的高速WDM系統(tǒng)存在電子器件速率瓶頸限制的問題。第二大類是通過在信號發(fā)射端插入用于色散監(jiān)測的信號，如幅度或相位調(diào)制的副載波，或者幅度調(diào)制的寬帶自發(fā)輻射波，或者一不同于信號波長的連續(xù)探測波，通過在接收端監(jiān)測這些附加信號的變化， 實現(xiàn)對鏈路色散的監(jiān)測。這類方法需要修改發(fā)射機的設(shè)計，因此與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性較差。 此外某些監(jiān)測信號，如寬帶自發(fā)輻射探測波的插入對光信號本身的傳輸也會造成影響。第三大類基于光信號波形的分析，以光域內(nèi)的信號處理為主，因此稱為全光色散監(jiān)測技術(shù)。全光信色散監(jiān)測技術(shù)相對于前兩類技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，兼容性好，不影響信號傳輸和無速率限制的優(yōu)點。目前提出的全光色散監(jiān)測技術(shù)一般基于光纖中的自相位調(diào)制(SPM)， 交叉相位調(diào)制(XPM)和級聯(lián)四波混頻(FWM)效應(yīng)，以及半導(dǎo)體光探測器中的交叉相位調(diào)制和雙光子吸收效應(yīng)等等。但是以上方法的靈敏度比較低，不適用于高占空比的光信號，而且只是單純的進行色散監(jiān)測，無法同時實現(xiàn)光信號的再生和波長轉(zhuǎn)換。波長轉(zhuǎn)換的方法包括基于半導(dǎo)體光放大器或光纖中的的交叉增益調(diào)制(XGM)效應(yīng)，交叉吸收調(diào)制(XAM)效應(yīng)以及四波混頻(FWM)效應(yīng)，但是這些方法也無法同時實現(xiàn)色散監(jiān)測和消光比增強。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種多功能的光信號處理系統(tǒng)，可以同時實現(xiàn)消光比增強，動態(tài)色散補償和波長轉(zhuǎn)換。本發(fā)明多功能的光信號處理系統(tǒng)，其特征在于，包括探測光源、第一耦合器、高非線性光纖、光濾波器、光功率計、第二耦合器和可調(diào)色散補償器，信號光源光纖連接所述可調(diào)色散補償器的一個輸入端，所述可調(diào)色散補償器的輸出端連接所述光放大器的輸入端， 所述光放大器的輸出端連接所述第一耦合器的一個輸入端，所述探測光源連接所述第一耦合器的另一個輸入端，所述第一耦合器的輸出端連接所述高非線性光纖的輸入端，所述高非線性光纖的輸出端連接所述光濾波器，所述高非線性光纖內(nèi)由四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的閑散光波經(jīng)所述光濾波器過濾輸出，所述光濾波器連接所述第二耦合器，所述第二耦合器一路輸出連接所述光功率計，所述光功率計的輸出端連接所述可調(diào)色散補償器的反饋控制端口，動態(tài)調(diào)整其色散大?。涣硪宦份敵龈呦獗群蜔o色散的再生信號光，作為系統(tǒng)的光路輸出；本發(fā)明的基本原理是所述探測光源發(fā)出低功率的連續(xù)探測光，其頻率為《pb， 所述連續(xù)探測光與經(jīng)由所述光放大器放大的所述信號光，設(shè)其頻率為《s，經(jīng)所述耦合器合波后注入所述高非線性光纖，所述高非線性光纖內(nèi)四波混頻效FWM效應(yīng)產(chǎn)生一個新的光波——閑散光波，其頻率為Qi = 2cos-copb。閑散光功率Pi = G(I^)Ppb，其中G和Ppb 為四波混頻增益大小和探測光功率，是輸入信號光瞬時功率Ps的函數(shù)，因此G構(gòu)成了 Ps 和間的功率傳輸函數(shù)。由于該傳輸函數(shù)具有非線性，因此導(dǎo)致當輸入信號脈沖峰值功率比較高時閑散光獲得比較高的增益，反之獲得的增益較小。由于色散會引起輸入信號脈沖峰值功率的變化，因此使得輸入光信號色散信息映射到閑散光平均功率大小之上。該功率傳輸函數(shù)同時導(dǎo)致信號光攜帶的數(shù)據(jù)脈沖信號的映射到閑散光波形之上。上述閑散波經(jīng)過所述光濾波器和所述光耦合器分成兩路輸出其中一路輸出連接到光功率計，經(jīng)過所述光功率計測量其平均功率大小，該數(shù)值反映輸入信號光的色散大小。利用該測量值對到所述輸入端可調(diào)色散補償器進行反饋控制，實現(xiàn)對輸入光信號的動態(tài)色散補償。由于閑散光所獲得的增益G與信號光功率的平方或指數(shù)函數(shù)成正比，因此放大效應(yīng)導(dǎo)致閑散光信號的消光比相對輸入信號光得到增強。另一路輸出因此產(chǎn)生高消光比和無色散的再生光信號；此外根據(jù)公式Qi = 2 s-copb，通過改變探測波波長可以改變輸出閑散光波長，因此該系統(tǒng)可同時對信號進行消光比增強，動態(tài)色散補償和可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換。進一步優(yōu)化的，所述高非線性光纖四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的Ps和Ppb之間的功率傳輸函數(shù)G，根據(jù)相位匹配條件可設(shè)置為Ps的平方或指數(shù)函數(shù)。所述高非線性光纖為普通光纖時，其四波混頻效應(yīng)的相位失配大小Δβ = β 3(cos-coQ) (cos-copb)2，其中ω。，β3分別光纖零色散頻率和三階色散系數(shù)；當-4 Y PsS Δ β < O時獲得指數(shù)型傳輸函數(shù)，而當 Δ β >>4YPs時獲得平方傳輸函數(shù)，其中&和γ分別為信號光功率和光纖的非線性系數(shù)；所述高非線性光纖為近零平坦色散光纖時，其四波混頻效應(yīng)FWM的相位失配大小
Δ廣=β3(ωρ-ω^-cosf- )2- )4，其中 β 4 為四階色散系
數(shù)。指數(shù)函數(shù)時色散監(jiān)測的靈敏度較高，消光比更高，但是所需光功率較高，對信號噪聲影響更為敏感。平方函數(shù)時則對信號噪聲不敏感。該系統(tǒng)具有較大的工作帶寬，可以工作在WDM系統(tǒng)中，且其輸入帶寬通過調(diào)整 COpb，COci，β 3' β 4' Y和Ps可以覆蓋不同的WDM波段。在指數(shù)傳輸函數(shù)條件下，為使系統(tǒng)具有最大的輸入帶寬，所述高非線性光纖為普通光纖時，所述探測光頻率設(shè)置在Opb = ω 0-3 ( y Ps/β 3)1/3附近；所述高非線性光纖為近零平坦色散光纖時，所述探測光頻率設(shè)置在Copb= ω(Γβ3/β4附近。在平方傳輸函數(shù)條件下，只需要設(shè)置《pb使得I Δ β I >> 4 Y Ps，此條件下系統(tǒng)本身具有較大的輸入帶寬，無需特別優(yōu)化。所述高非線性光纖亦可使用光子晶體光纖，三五族化合物波導(dǎo)或硅基波導(dǎo)等等高非線性介質(zhì)進行替代。本發(fā)明是一種全光信號處理系統(tǒng)，具有對信號速率和調(diào)制格式透明的優(yōu)點，可以同時完成消光比增強，自適應(yīng)色散補償和波長轉(zhuǎn)換三種功能。相較于以往單功能器件，它基于高非線性光纖中四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的功率傳輸函數(shù)同時實現(xiàn)消光比增強，色散監(jiān)測和波長轉(zhuǎn)換三種功能，進而利用色散監(jiān)測信號驅(qū)動可調(diào)色散補償器，實現(xiàn)信號的動態(tài)色散補償。整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，全光透明，成本低的優(yōu)點，克服了以往由獨立器件搭建而成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點，并且適用于不同占空比光信號，以及具有更高的色散監(jiān)測靈敏度。該系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢使其將在高速率、長距離和動態(tài)光網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。圖1為本發(fā)明具體實施的光信號消光比增強，色散補償和波長轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為高非線性光纖輸入端和輸出端光信號在頻率軸上的分布示意圖。圖3為系統(tǒng)輸入端和輸出端光信號在時間軸上的分布示意圖。圖4為高非線性光纖工作在平方增益處的功率傳遞函數(shù)，為輸入泵浦光功率(單位為dBm)與輸出閑散光功率增益(單位為dB)的變化曲線圖。圖5、6、7為針對信號碼型為33% RZ碼，信號速率為40(ib/S的輸入光信號仿真計算獲得的眼圖。分別對應(yīng)于無色散的輸入信號光，經(jīng)由lOOOps/nm色散的輸入信號光及輸出再生光。圖8為針對信號碼型為33% RZ碼，信號速率為40(ib/S的輸入光信號仿真計算獲得的歸一化輸出光信號功率(單位為dB)隨色散(單位為ps/nm)的變化曲線圖。圖9為高非線性光纖工作在指數(shù)增益處的功率傳遞函數(shù)，為輸入泵浦光功率(單位為dBm)與輸出閑散光功率增益(單位為dB)的變化曲線圖。圖10、11、12為針對信號碼型為NRZ碼，信號速率為40(ib/S的輸入光信號仿真計算獲得的眼圖。分別對應(yīng)于無色散輸入信號光，經(jīng)由lOOOps/nm色散的輸入信號光及輸出再生光。圖13為針對信號碼型為NRZ碼，信號速率為40(ib/S的輸入光信號仿真計算獲得的歸一化輸出光信號功率(單位為dB)隨色散(單位為ps/nm)的變化曲線圖。
具體實施例方式如圖1所示的全光色散監(jiān)測器包括可調(diào)色散補償器I(TDC)，光放大器為摻鉺光纖放大器2 (EDFA)，光放大器也可以采用SOA或其它光放大器，如拉曼光放大器，在所需信號功率較低時光放大器也可省略；提供光耦合和光分路的光耦合器3，7 Coupler)，提供連續(xù)探測波的半導(dǎo)體激光器4 (LD)，高非線性光纖5 (HNLF)，輸出光濾波器6 (BPF)和光功率計 8 (PM)。首先使用EDFA對經(jīng)過單模光纖劣化的輸入信號光進行放大，放大后的信號波和LD 輸出的連續(xù)探測波由光耦合器合波后進入HNLF。根據(jù)相位匹配原則選擇具有合適色散特性的HNLF和探測波波長，在HNLF的輸出端采用BPF濾出探測波或FWM產(chǎn)生的閑散波，并采用 PM測量閑散波的功率，即可得到系統(tǒng)的色散信息，并利用所得到的色散信息調(diào)節(jié)TDC，實現(xiàn)對輸入信號色散的動態(tài)補償，同時在可調(diào)色散補償器達到穩(wěn)態(tài)條件下，BPF輸出端可以得到高消光比和無色散的再生光信號。高非線性光纖四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的閑散光波功率Pi = G(Ps)Ppb，其中G為增益大小，是輸入信號光瞬時功率Ps的函數(shù)，Ppb為探測光功率。根據(jù)相位匹配條件G(功率傳輸函數(shù))可設(shè)置為Ps的平方或指數(shù)函數(shù)，該傳輸函數(shù)當輸入信號脈沖峰值功率比較高時閑散光獲得比較高的增益，反之獲得的增益較小。由于色散會引起輸入信號脈沖峰值功率的變化， 因此使得輸入光信號色散信息映射到閑散光平均功率大小之上，所以通過測量閑散光功率值可對輸入信號色散大小進行在線實時監(jiān)測；進而利用所獲得的色散監(jiān)測信號對輸入端的可調(diào)色散補償器進行反饋控制，實現(xiàn)動態(tài)的自適應(yīng)色散補償。同時該功率傳輸函數(shù)可以使得信號光攜帶的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)移到輸出閑散光上，同時由于傳輸函數(shù)的放大效應(yīng)使消光比得到增強。根據(jù)公式Oi = 2 s-copb，通過改變探測光頻率copb可以調(diào)整輸出信號的頻率 Qi,從而在所述系統(tǒng)輸出端得到不同波長的光信號。當高非線性光纖為普通光纖時，其四波混頻效應(yīng)FWM的相位失配大小Δ β =^3(COs-COci)(COs-COpb)2,其中Otl，β3分別光纖零色散頻率和三階色散系數(shù)； 當Δ β彡O時獲得指數(shù)型傳輸函數(shù)，而當I Δ β I >>4 γ Ps時獲得平方傳輸函數(shù)，其中Ps和、分別為信號光功率和光纖的非線性系數(shù)；當高非線性光纖為近零平坦色散光纖時，其四波混頻效應(yīng)FffM的相位失配大小^P = β3(ωρ-ω0)(ωρ-ω^)2- )2- )4，其中 β 4 為四階色散系本系統(tǒng)的輸入帶寬較大，能工作在WDM系統(tǒng)中，且其輸入帶寬通過調(diào)整copb，Coci， β 3' β 4' Y和Ps可以覆蓋不同的WDM波段。在指數(shù)傳輸函數(shù)條件下，為使系統(tǒng)具有最大的輸入帶寬，當高非線性光纖為普通光纖時，探測光頻率設(shè)置在《pb= α^^γΡ^β》1/3附近；當高非線性光纖為近零平坦色散光纖時，探測光頻率設(shè)置在《pb= ω0-β3/β4Μ·> 在平方傳輸函數(shù)條件下，只需要設(shè)置《pb使得I Δ β I >>4 γ Ps，此條件下系統(tǒng)本身具有較大的輸入帶寬，無需特別優(yōu)化。下面進一步描述本具體實施方式
的信號色散監(jiān)測及信號再生工作流程如下1)光信號放大器EDFA或SOA，TDC, LD和PM啟動并處于工作狀態(tài)。2)信號光經(jīng)信號波放大器放大，作為HNLF的泵浦光和LD產(chǎn)生的連續(xù)探測光經(jīng)由光耦合器合波后進入HNLF。3)在HNLF中泵浦光和探測光間發(fā)生FWM，泵浦光能量轉(zhuǎn)移至探測光并產(chǎn)生新的閑散光，閑散光因此得到增益。HNLF輸出端閑散光功率由HNLF中相位匹配條件決定。4)在HNLF輸出端，采用BPF濾出閑散光。5)用PM測量閑散光平均功率值大小，并將所得的信號信息反饋到TDC。6) TDC根據(jù)PM所得色散信息調(diào)節(jié)系統(tǒng)色散補償值，直至PM得到色散完全補償?shù)男盘?。如圖2所示，輸入端2_(a)為經(jīng)過光放大器放大后的信號波和探測波，輸出端 2-(b)為經(jīng)過高非線性光纖HNLF得到的探測波，并產(chǎn)生的新頻率的閑散波。由于閑散光功率隨信號光功率變化，因此數(shù)據(jù)信息由信號光復(fù)制到閑散光之上。由圖3可以看到，由于HNLF具有非線性增益，平均功率相同而峰值功率不同的信號波所對應(yīng)的輸出端探測波、閑散波的平均功率是不同的。由于傳輸函數(shù)為輸入信號功率的平方或指數(shù)傳輸函數(shù)，當輸入信號脈沖峰值功率比較高時，閑散光獲得比較高的增益，反之獲得的增益較小。由于色散會引起輸入信號脈沖峰值功率的變化，因此使得輸入光信號色散信息映射到閑散光平均功率大小之上，所以通過測量閑散光功率值可對輸入信號色散大小進行在線實時監(jiān)測；進而利用所獲得的色散監(jiān)測信號對輸入端的可調(diào)色散補償器進行反饋控制，實現(xiàn)動態(tài)的色散補償。如圖4所示的為HNLF所具有的平方型增益函數(shù)。當泵浦功率在5dBm至15dBm范圍內(nèi)變化時，HNLF將具有平方增益特性。如圖5至7所示為針對信號速率為40(ib/S、信號碼型為33% RZ碼的輸入光信號， 仿真計算獲得的零色散輸入光信號、經(jīng)由lOOOps/nm色散劣化的輸入信號光及輸出再生光的眼圖。如圖所示，圖7的消光比明顯優(yōu)于圖5、圖6。因此，該系統(tǒng)可以同時獲得良好的信號再生光。如圖8所示的為HNLF所具有的指數(shù)型增益函數(shù)。當泵浦功率在20dBm至25dBm 范圍內(nèi)變化時，HNLF將具有指數(shù)增益特性。如圖9所示為針對信號速率為40(ib/S、信號碼型為NRZ碼的輸入光信號，仿真計算獲得的閑散光功率與系統(tǒng)色散值的關(guān)系曲線。該曲線為反饋機制提供了判決依據(jù)。
如圖10-12所示為針對信號速率為40(ib/S、信號碼型為NRZ碼的輸入光信號，仿真計算獲得的零色散輸入光信號、經(jīng)由lOOOps/nm色散劣化的輸入信號光及輸出再生光的眼圖。如圖所示，圖12的消光比明顯優(yōu)于圖10、11。因此，該系統(tǒng)可以同時獲得良好的信號再生光。如圖13所示為針對信號速率為40(ib/S、信號碼型為NRZ碼的輸入光信號，仿真計算獲得的閑散光功率與系統(tǒng)色散值的關(guān)系曲線。該曲線為反饋機制提供了判決依據(jù)。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種多功能的光信號處理系統(tǒng)，其特征在于，包括探測光源、第一耦合器、高非線性光纖、光濾波器、光功率計、第二耦合器和可調(diào)色散補償器；信號光源經(jīng)光纖連接所述可調(diào)色散補償器的一個輸入端，所述可調(diào)色散補償器的輸出端連接所述光放大器的輸入端，所述光放大器的輸出端連接所述第一耦合器的一個輸入端，所述探測光源連接所述第一耦合器的另一個輸入端，所述第一耦合器的輸出端連接所述高非線性光纖的輸入端，所述高非線性光纖的輸出端連接所述光濾波器，所述高非線性光纖內(nèi)由四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的閑散光波經(jīng)所述光濾波器過濾輸出，所述光濾波器連接所述第二耦合器，所述第二耦合器一路輸出連接所述光功率計，所述光功率計的輸出端連接所述可調(diào)色散補償器的反饋控制端口， 動態(tài)調(diào)整其色散補償量大小。另一路作為系統(tǒng)的光路輸出，輸出高消光比和無色散的再生信號光；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光信號處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高非線性光纖四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的閑散光功率Pi = G (Ps) Ppb，其中G和Ppb為四波混頻增益大小和探測光功率；G是輸入信號光瞬時功率Ps的函數(shù)，構(gòu)成Ps和Pi之間的功率傳輸函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的多功能光信號處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高非線性光纖為普通光纖時，其四波混頻效應(yīng)的相位失配大小Δβ = β3(ω3-ω。)(cos-copb)2，其中 ω0, β3分別光纖零色散頻率和三階色散系數(shù)；當-4 Y Ps < Δ β < O時獲得指數(shù)型傳輸函數(shù)，而當I Δ β I >>4 YPs時獲得平方傳輸函數(shù)，其中Ps和γ分別為信號光功率和光纖的非線性系數(shù)；所述高非線性光纖為近零平坦色散光纖時，其四波混頻效應(yīng)FWM的相位失配大小 Δ廣=βΙων-CO^COr-ω^1- )2- )4，其中 β 4 為四階色散系
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能光信號處理系統(tǒng)，其特征在于，在指數(shù)傳輸函數(shù)條件下，為使系統(tǒng)具有最大的輸入帶寬，所述高非線性光纖為普通光纖時，所述探測光頻率設(shè)置在copb= COtl-S(YPsZ^3)1/3附近；所述高非線性光纖為近零平坦色散光纖時，所述探測光頻率設(shè)置在《pb= ω。-β3/β4附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能的光信號處理系統(tǒng)，連續(xù)探測光與信號光經(jīng)第一耦合器合波后注入高非線性光纖，高非線性光纖內(nèi)四波混頻效效應(yīng)產(chǎn)生的閑散光波經(jīng)過光濾波器、光耦合器后分成兩路輸出一路輸出連接到光功率計，光功率計輸出對可調(diào)色散補償器進行反饋控制，實現(xiàn)動態(tài)色散補償。另一路輸出作為系統(tǒng)輸出信號，產(chǎn)生高消光比和無色散的光信號。同時，通過調(diào)整探測光波長能改變輸出光信號波長，實現(xiàn)可調(diào)諧的波長轉(zhuǎn)換。本發(fā)明基于HNLF中四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的功率傳輸函數(shù)同時實現(xiàn)色散監(jiān)測，消光比增強和波長轉(zhuǎn)換，具有多功能集成，響應(yīng)速度快，色散監(jiān)測靈敏度高，工作波段寬，對信號速率和調(diào)制格式透明的優(yōu)點，可應(yīng)用于信道速率40Gb/s以上光傳輸系統(tǒng)。
文檔編號H04B10/18GK102347797SQ20111034090
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者劉德明, 崔晟 申請人:華中科技大學(xué)