專(zhuān)利名稱(chēng)：一種波分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速大容量光纖傳輸系統(tǒng)，尤其涉及光纖傳輸系統(tǒng)中非歸零 差分移相鍵控調(diào)制格式的密集波分復(fù)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光差分移相鍵控(DPSK)格式作為一種矢量調(diào)制格式，由于可以實(shí)現(xiàn) 恒定包絡(luò)或近似恒定包絡(luò)傳輸，能有效抑制各類(lèi)光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)，如交 叉相位調(diào)制，自相位調(diào)制等，非常適合于高速大容量光纖傳輸系統(tǒng)，近年 來(lái)得到廣泛的研究。其中，非歸零差分移相鍵控調(diào)制格式(NRZ-DPSK)更 是由于其相對(duì)較窄的光譜寬度，非常適合應(yīng)用在波分系統(tǒng)(W匿)中，極 大的提高了光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離和容量。
一般來(lái)說(shuō)，WDM系統(tǒng)中主要傳輸普通非歸零調(diào)制格式(NRZ格式)。 NRZ-DPSK格式的多信道系統(tǒng)(W謹(jǐn)系統(tǒng))與普通格式(NRZ格式)的多信 道系統(tǒng)差別主要在于發(fā)射和接收端。發(fā)射端每一路NRZ-DPSK信號(hào)可以由 相位調(diào)制器(PM)或者工作在推挽方式下的馬赫-澤德調(diào)制器(MZM)來(lái)實(shí) 現(xiàn)，調(diào)制器由經(jīng)過(guò)差分編碼的電NRZ格式信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 一般來(lái)說(shuō)，DPSK 系統(tǒng)的接收端較為復(fù)雜，由于其振幅恒定，不能直接探測(cè)到其所攜帶的信 息，---般需要一個(gè)非對(duì)稱(chēng)馬赫澤德干涉儀(AMZI)和平衡探測(cè)解調(diào)出原始 信號(hào)并進(jìn)行平衡接收。此方法對(duì)于環(huán)境溫度、震動(dòng)、偏振態(tài)等都很敏感， 對(duì)AMZI的兩臂延時(shí)要求也很高，還要根據(jù)信道中傳輸?shù)男盘?hào)速率來(lái)選擇 合適的延時(shí)量。特別是在高速率的時(shí)候，更是要精確到幾個(gè)皮秒，并且需 要溫度控制。如果要實(shí)現(xiàn)多信道的NRZ-DPSK系統(tǒng)，接收端就會(huì)相當(dāng)復(fù)雜， 成本也會(huì)很高。此方法為常規(guī)的NRZ-DPSK W匿系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如附圖l所 示。不同波長(zhǎng)的N路信號(hào)光分別經(jīng)不同的DPSK信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生多路DPSK 信號(hào)，經(jīng)復(fù)用器(AWG)復(fù)用到一起，經(jīng)過(guò)光放大后在光纖鏈路中傳輸，在接收端，經(jīng)對(duì)應(yīng)的解復(fù)用器(AWG)解復(fù)用成N路信號(hào)，再分別經(jīng)不同 的DPSK解調(diào)模塊(AMZI)解調(diào)出原始的數(shù)據(jù)流。這種方案中接收端每一 路信號(hào)的解調(diào)都要采用AMZI和平衡探測(cè)器實(shí)現(xiàn)，AMZI相移量的控制也需 要很精確，確定的AMZI只能適用于確定的工作速率，經(jīng)過(guò)解復(fù)用器和多 次分路合路之后，功率損失也較大?？偟恼f(shuō)來(lái)，該系統(tǒng)在接收端比較復(fù)雜， 系統(tǒng)成本較高，也難以控制和調(diào)節(jié)。
最近兩年， 一種改進(jìn)的針對(duì)NRZ-DPSK格式的WDM系統(tǒng)引起了廣泛的興 趣。在常規(guī)NRZ-DPSK W匿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，如果在傳輸線(xiàn)路中加入一個(gè)光 環(huán)行器和周期性光纖光柵(FBG)，分別利用其透過(guò)端和反射端，就能得 到類(lèi)似于AMZI的兩個(gè)相消干涉和相漲干涉輸出端口，得到兩路解調(diào)的信 號(hào)，然后再把解調(diào)得到的兩路信號(hào)選取一路進(jìn)行直接探測(cè)，見(jiàn)附圖2(a); 或者分別送到后續(xù)的兩個(gè)AWG相應(yīng)通道，由DPSK接收模塊進(jìn)行平衡接收， 見(jiàn)附圖2(b)。此方案中由于FBG是周期性的，能同時(shí)對(duì)每一路WDM的信 號(hào)進(jìn)行解調(diào)，大大節(jié)省了接收端所用的解調(diào)裝置，節(jié)約/成木。但此方案 的缺點(diǎn)也是明顯的，需要在線(xiàn)路中加入一個(gè)光環(huán)行器和-個(gè)周期性FBG， 增加了系統(tǒng)成本。對(duì)圖2(a)中的方案，所加入的周期性FBG通道間隔需 要按照線(xiàn)路中傳輸?shù)男盘?hào)速率來(lái)選定，限制了系統(tǒng)的靈活性。對(duì)圖2 (b) 中的方案，除了存在上述問(wèn)題外，在接收端需要兩個(gè)AWG，并且仍然需要 多路DPSK接收裝置。另外，對(duì)于線(xiàn)路中加入的FBG，除了要按照工作速 率來(lái)選定外，對(duì)其每一個(gè)通道的帶寬還需要特別定制，--般應(yīng)取為工作速 率的60%。如對(duì)于10Gb/s的信號(hào)，F(xiàn)BG每通道帶寬應(yīng)取為6GHz(0. 048nm)， 非常窄，加工制作起來(lái)很困難。
最關(guān)鍵的一點(diǎn)是，此改進(jìn)方案破壞了原有WDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，若引入另 外的器件，不僅在成本和復(fù)雜度上提高，并且使得改進(jìn)后的系統(tǒng)只能傳輸 同定速率的NRZ-DPSK格式，不再適用于NRZ格式的傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)所存在的接收端信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，成本很高的缺點(diǎn)，在不對(duì)現(xiàn)有WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任
何改動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)NRZ-DPSK信號(hào)的解復(fù)用和解調(diào)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種WDM傳輸系統(tǒng)的傳輸控制方法， 其特征在于，在不改變?cè)蠾匿系統(tǒng)的情況下，在發(fā)射端AWG上間隔選擇通道 進(jìn)行多通道的信號(hào)傳輸，間隔數(shù)為整數(shù)參量m， m大于零且小于二分之一通道 數(shù)；與發(fā)射端AWG傳輸信號(hào)的通道對(duì)應(yīng)的接收端AWG的通道接收該發(fā)射端AWG 通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者繼續(xù)傳輸，在該接收信道 的相鄰信道，接收原始信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，通過(guò)濾波選取或者直接提取信息； 具體方法包括
當(dāng)m二l時(shí)，貝ij，
在發(fā)射端，選取發(fā)射端AWG的奇數(shù)通道傳輸信號(hào)，偶數(shù)通道空閑； 在接收端，接收端AWG的奇數(shù)通道收到由發(fā)射端AWG的奇數(shù)通道傳輸過(guò)來(lái) 的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸；在接收端AWG的偶數(shù)信道 收到其相鄰兩個(gè)奇數(shù)信道的解調(diào)信號(hào)，由接收端濾波器在該相鄰兩個(gè)奇數(shù)信 道的解調(diào)信號(hào)中選取一個(gè)解調(diào)信號(hào)，濾除另外一個(gè)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提 取信息； 或者；
在發(fā)射端，選取發(fā)射端AWG偶數(shù)通道傳輸信號(hào)，奇數(shù)通道空閑； 在接收端，接收端AWG的偶數(shù)通道收到由發(fā)射端AWG的奇數(shù)通道傳輸過(guò)來(lái) 的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸;在接收端AWG的奇數(shù)信道， 收到其相鄰兩個(gè)偶數(shù)信道的解調(diào)信號(hào)，由接收端濾波器在該相鄰兩個(gè)偶數(shù)信 道的解調(diào)信號(hào)中選取一個(gè)解調(diào)信號(hào)，濾除另外一個(gè)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提取 信息；
當(dāng)m〉l時(shí)，貝lj，
在發(fā)射端，選取發(fā)射端AWG的間隔m的通道傳輸信號(hào)，未被選擇的通道空
閑；
在接收端，與發(fā)射端AWG傳輸信號(hào)的通道對(duì)應(yīng)的接收端AWG的通道接收發(fā) 射端AWG通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸；在 接收原始信號(hào)信道的相鄰信道，接收原始信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提取信息。本發(fā)明的理論基礎(chǔ)如下此發(fā)明為利用失諧的濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)NRZ-DPSK信號(hào)的解調(diào)功能，但不需要采用另外的失諧濾波器，而是通過(guò)適當(dāng)選擇己有AWG的傳輸通道，就能利用己 有的AWG同時(shí)實(shí)現(xiàn)解復(fù)用和解調(diào)的功能。相當(dāng)于利用AWG的相鄰?fù)ǖ纴?lái)實(shí)現(xiàn)波 長(zhǎng)適當(dāng)失諧，進(jìn)而可以將多路相位調(diào)制的信號(hào)解調(diào)成為幅度調(diào)制的信號(hào)，直 接探測(cè)。對(duì)于每一路NRZ-DPSK信號(hào)，以由工作在推挽方式的MZM來(lái)產(chǎn)生為例，其滿(mǎn)足<formula>formula see original document page 6</formula>(1)其中，Ein和E。uL為調(diào)制器的輸入和輸出光場(chǎng)。V'和V2為驅(qū)動(dòng)MZM兩臂的NRZ電NRZ信號(hào)，Vn為半波電壓或?yàn)閱伪酃ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生Ti相位差輸出光強(qiáng)從最大變?yōu)樽钚∷枰拈_(kāi)關(guān)電壓。當(dāng)V,和V2的峰值等于L時(shí)，產(chǎn)生NRZ-DPSK信號(hào)。在NRZ-DPSK信號(hào)后的濾波器采用一階高斯濾波器，因?yàn)槠渫高^(guò)函數(shù)和RZ信號(hào)的光譜包絡(luò)最接近。其沖激響應(yīng)為 5 1= exp[——(5002 ] exp(/<sy) (2)其中w,為濾波器的通頻帶中心頻率，8。=;r.SWB/Vh^, B琉為濾波器3dB 帶寬。將式(1)和(2)做巻積得到輸出的解調(diào)信號(hào)(3)基于公式(1)到(3)，我們對(duì)其過(guò)程進(jìn)行模擬如圖4所示。圖4的左邊為 光譜圖，右邊為相應(yīng)的波形圖。圖4的上部分圖對(duì)應(yīng)為原始NRZ-DPSK信號(hào)， 圖4的下部分兩圖為原始NRZ-DPSK信號(hào)經(jīng)濾波器后的得到的解調(diào)信號(hào)，可見(jiàn) 經(jīng)過(guò)失諧的濾波器后，原始NRZ-DPSK信號(hào)中的載波被部分抑制，高頻分量 被提取。這就導(dǎo)致了原始NRZ-DPSK的直流分量部分被抑制，而相位跳變部 分被提取出來(lái)，產(chǎn)生脈沖，也就達(dá)到了相位調(diào)制到幅度調(diào)制的解調(diào)過(guò)程。需要說(shuō)明的是，這種方法對(duì)濾波器偏移的容忍度很大，在很大范圍內(nèi)都能 達(dá)到解調(diào)結(jié)果。利用AWG對(duì)多路WDM信號(hào)的NRZ-DPSK信號(hào)解調(diào)，原理和一路信號(hào)的解調(diào)類(lèi) 似。其中每路信號(hào)都可以看作是利用失諧的濾波器來(lái)解調(diào)。由于AWG的每個(gè)通 道均為高斯濾波器形狀，每個(gè)通道正好對(duì)其相鄰兩個(gè)通道傳輸?shù)腘RZ-DPSK信 號(hào)起到了解調(diào)作用。這樣，選擇發(fā)射端AWG的傳輸通道，就能在接收端的AWG 相應(yīng)地方得到不同的結(jié)果。如圖5所示，圖中"AWG1"所指示的上面一行為 發(fā)射端AWG1的透過(guò)譜，"信號(hào)"所指示的中間一行為多路NRZ-DPSK信號(hào) 的光譜，"AWG2"所指示的下面一行為接收端AWG2的透過(guò)譜。從圖中可 見(jiàn)，在發(fā)射端，NRZ-DPSK信號(hào)對(duì)準(zhǔn)AWG1的奇數(shù)通道，通過(guò)其奇數(shù)通道傳 輸；在接收端AWG2的奇數(shù)通道得到各路NRZ-DPSK信號(hào)的原始信號(hào)，在 AWG2的偶數(shù)通道得到其相鄰一個(gè)通道的NRZ-DPSK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)。圖中實(shí)線(xiàn)箭頭對(duì)應(yīng)為得到原始信號(hào)的通道，虛線(xiàn)箭頭對(duì)應(yīng)為得到解調(diào)信號(hào)的通道。 在上述理論分析的基礎(chǔ)上，按照?qǐng)D3中的實(shí)驗(yàn)裝置，利用商用光纖通信軟 件VPI可以對(duì)此新型NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)進(jìn)行模擬。四路NRZ-DPSK信號(hào)分別為193. 1 THz， 193. 3 THz， 193. 5 THz和193. 7 THz，通過(guò)一個(gè)8通道AWG復(fù)用。經(jīng)過(guò)光纖鏈路傳輸后，在接收端，也用 --個(gè)8通道AWG解復(fù)用并解調(diào)，在其奇數(shù)通道得到原始各路NRZ-DPSK信 號(hào)，在其偶數(shù)通道得到原始各路NRZ-DPSK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)。模擬中AWG 參數(shù)均采用商用AWG各項(xiàng)參數(shù)，波長(zhǎng)間隔為100GHz，每通道透過(guò)函數(shù)為 高斯函數(shù)，3dB帶寬為55GHz。以每路信號(hào)傳輸20Gb/s為例，模擬結(jié)果如下a) 經(jīng)過(guò)發(fā)射端的AWG后，四路DPSK信號(hào)復(fù)用后的光譜圖，如附圖6 所示，信道間隔為200GHz;b) 在接收端AWG不同通道接收到的原始NRZ-DPSK 1信號(hào)眼圖和光譜， 如附圖7所示，由于采用工作在推挽方式的MZM來(lái)產(chǎn)生NRZ-DPSK信號(hào)， 故在其相位跳變處會(huì)存在凹陷，如采用PM來(lái)得到NRZ-DPSK信號(hào)，則得到 的原始NRZ-DPSK信號(hào)沒(méi)有此凹陷。但此時(shí)經(jīng)過(guò)AWG后，由于AWG每通道 的有限帶寬，也會(huì)出現(xiàn)凹陷。但有無(wú)凹陷，均存在相位跳變，所以不影響解調(diào)。附圖7 (a)的左邊部分為從接收端通道1收到的原始NRZ-DPSK1 信號(hào)的眼圖，右邊部分為其光譜圖。對(duì)比附圖6中的光譜圖，可以發(fā)現(xiàn)， 光譜形狀一致，這表明接收端的通道1得到與發(fā)射端發(fā)送的原始NRZ-DPSK 信號(hào)一致的信號(hào)，接收端可以用來(lái)下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸。 附圖7 (b)的左邊部分為從接收端通道2收到的經(jīng)過(guò)濾波器解調(diào)后得到 信號(hào)的眼圖，可以看出此時(shí)發(fā)射端發(fā)送的原始NRZ-DPSK信號(hào)己經(jīng)被解調(diào) 成為了幅度調(diào)制的信號(hào)；附圖7 (b)的右邊部分為解調(diào)后的光譜圖，對(duì) 比附圖6中的光譜圖，有明顯的不同。其他各通道也會(huì)同時(shí)得到相應(yīng)的原始信號(hào)和解調(diào)信號(hào)。此處模擬結(jié)果 為20Gb/s，對(duì)于10和40Gb/s同樣能得到理想結(jié)果，這里不再贅述。本發(fā)明提供的一種WDM系統(tǒng)的傳輸控制方法，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用系統(tǒng)中 的非歸零相位調(diào)制格式的解調(diào)和解復(fù)用，無(wú)需對(duì)原冇系統(tǒng)進(jìn)行任何改動(dòng)，也 不需要增加任何器件，大大節(jié)約了成本。由于本發(fā)明不需要改動(dòng)原系統(tǒng)，也不需要引入DPSK信號(hào)解調(diào)裝置，故采 用此發(fā)明的波分復(fù)用系統(tǒng)能同時(shí)適用于NRZ信號(hào)和NRZ-DPSK信號(hào)的傳輸。本發(fā)明利用接收端AWG的不同通道，能同時(shí)得到原始NRZ-DPSK信號(hào)以及其 解調(diào)信號(hào)。對(duì)于得到的原始信號(hào)，能繼續(xù)傳輸或者下載到本地轉(zhuǎn)發(fā)等其他操 作；對(duì)于得到的解調(diào)信號(hào)，能利用普通接收機(jī)進(jìn)行直接探測(cè)，得到其所含信 息。提高了WDM系統(tǒng)的靈活性。本發(fā)明還能同時(shí)適用于不同速率的NRZ和NRZ-DPSK信號(hào)的傳輸。


下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。 圖1為現(xiàn)有常規(guī)方案的NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)圖。 圖2(a)為現(xiàn)有改進(jìn)的一種NRZ-DPSKWDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式示意圖。 圖2(b)為現(xiàn)有改進(jìn)的另一種NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式示意圖。圖3所示為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳 輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖4所示為本發(fā)明原理基礎(chǔ)單個(gè)失諧濾波器對(duì)單通道NRZ-DPSK信號(hào)解調(diào)的示意圖。圖5所示為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳 輸、解調(diào)的光譜對(duì)應(yīng)示意圖。圖6所示為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào) 傳輸?shù)陌l(fā)射端經(jīng)過(guò)AWG后的復(fù)用光譜圖。圖7 (a)所示為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)進(jìn)行信 號(hào)傳輸?shù)慕邮斩薃WG通道1接收到信號(hào)的眼圖和光譜。圖7 (b)所示為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)進(jìn)行信 號(hào)傳輸?shù)慕邮斩薃WG通道2接收到信號(hào)的眼圖和光譜。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，為新型NRZ-DPSKWmi系統(tǒng)的發(fā)射、傳輸和接收示意圖。下面 詳細(xì)說(shuō)明各部分的工作原理，實(shí)施條件和步驟。由于本發(fā)明的關(guān)鍵在于巧妙選擇發(fā)射端和接收端AWG的通道，實(shí)現(xiàn)多種功 能。所以，首先對(duì)發(fā)射端和接收端AWG的通道選擇原則進(jìn)行解釋和說(shuō)明按照相鄰信道所傳輸光信號(hào)的波長(zhǎng)(或者頻率)的不同間隔(即信道間 隔)，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)對(duì)波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。 WDM系統(tǒng)分為密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)和粗波分復(fù)用系統(tǒng)(CWDM)。其中DWDM系統(tǒng)的信道間隔可以是12. 5GHz ， 25GHz ， 50GHz ， 100GHz ， 200GHz ， 300GHz， 400GHz等等；而CWDM系統(tǒng)的信道間隔為2500GHz。需要說(shuō)明的是，ITU只是對(duì)信道間隔進(jìn)行了規(guī)定，而對(duì)每個(gè)信道中傳輸?shù)男盘?hào)速率并沒(méi)有規(guī)定。 人們需要按照所需要傳輸?shù)男盘?hào)速率來(lái)決定選取哪種DWDM信道間隔，每個(gè)信道中傳輸?shù)男盘?hào)速率越高，則信道間隔就要越大。 一般來(lái)講，如果想在每個(gè) 信道中傳輸40Gb/s的信號(hào)，則信道間隔必須大于4(^2二80GHz。所以對(duì)于40Gb/s 的信號(hào)，可以選擇DWDM的100GHz， 200GHz， 300GHz等信道間隔，以及CWDM信 道間隔。并且能夠適用于40Gb/s信號(hào)傳輸?shù)男诺篱g隔，能夠往下兼容更低速 率信號(hào)的傳輸，即適用于40Gb/s信號(hào)的通道間隔，也適用于20Gb/s， 10Gb/s竿坐在本發(fā)明具體實(shí)時(shí)方式中，以傳輸10Gb/s到40Gb/s的高速信號(hào)為例，因 此以下討論符合ITU規(guī)定的100GHz及以上的信道間隔(包括CWDM)。對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)不同的信道間隔，以一個(gè)100GHz信道間隔的商用AWG為例， 可以用如下方法實(shí)現(xiàn)1)當(dāng)此AWG的每個(gè)通道都傳輸信號(hào)時(shí)，此時(shí)信道間隔為100GHz; 2)當(dāng)此 AWG只有奇數(shù)或者偶數(shù)通道傳輸信號(hào)時(shí)，其他通道空閑，此時(shí)信道間隔為 200GHz; 3)當(dāng)此AWG的1， 4， 7， IO等通道傳輸信號(hào)時(shí)，其他通道空閑，此時(shí) 信道間隔為300GHz。其他的信道間隔以此類(lèi)推。本發(fā)明利用AWG的某個(gè)空閑通道，對(duì)其相鄰的兩個(gè)通道中的信號(hào)進(jìn)行解 調(diào)，包括以下幾種情形a) 若某一通道的相鄰兩個(gè)通道都有信號(hào)傳輸，則在此通道會(huì)同時(shí)得到這 兩個(gè)信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，但后續(xù)的接收機(jī)中的濾波器能很好的分開(kāi)這兩個(gè)解調(diào) 信號(hào)，選取其中一個(gè)。此種情況對(duì)應(yīng)下面的情況l)。b) 若某一通道的相鄰兩個(gè)通道只有一個(gè)通道有信號(hào)傳輸，另 -個(gè)通道空 閑，則在此通道得到此信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，此種情況對(duì)應(yīng)下而的情況2)。c) 若AWG沒(méi)有空閑通道，即其每個(gè)通道都有信號(hào)傳輸，則可以利用其他 辦法，制造出一些空閑通道，此種情況對(duì)應(yīng)下面的情況3)。假設(shè)發(fā)射端100GHz信道間隔的AWG(稱(chēng)為AWGl)的通道依次為Il， 12， 13， 14等，當(dāng)1)信道間隔為200GHz(注每通道傳輸?shù)男盘?hào)速率可以為10Gb/s，20Gb/s 和40Gb/s，下同)此時(shí)，選取AWGl的Il， 13， 15等奇數(shù)通道傳輸信號(hào)，偶數(shù)通道空閑(反 之，也可以選取I2， 14， 16等偶數(shù)通道傳輸，奇數(shù)通道空閑)。這樣，在接 收端同樣規(guī)格的AWG (稱(chēng)為AWG2)處，II，工3， 15等奇數(shù)通道就能得到由AWG1 的Il， 13， 15等通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)。而在AWG2的I2， 14， 16等偶數(shù)信 道，雖然在AWG1處相應(yīng)通道并沒(méi)有信號(hào)傳輸過(guò)來(lái)，但卻能得到其相鄰信道的 解調(diào)信號(hào)(原理后面分析)。例如，在AWG2的I2通道，能同時(shí)得到I1通道和工3信道的解調(diào)信號(hào)；在AWG的I4通道，能同時(shí)得到I3通道和I5通道的解調(diào)信號(hào)。需要注意的是，在每個(gè)偶數(shù)通道能得到其相鄰兩個(gè)奇數(shù)通道的解調(diào)信號(hào)，但 在接收機(jī)中的普通濾波器能選取其中一個(gè)解調(diào)信號(hào)，濾除另外一個(gè)。2) 信道間隔為300GHz及以上以300GHz信道間隔為例，選取Il， 14， 17等通道傳輸信號(hào)，其他信道空 閑。這樣，在AWG2的I2通道能得到I1通道的解調(diào)信號(hào)；13和I5通道能得到I4 通道的解調(diào)信號(hào)。并且，相應(yīng)的通道只得到相鄰- 個(gè)通道的解調(diào)信號(hào)，不會(huì) 像l)中得到兩個(gè)解調(diào)信號(hào)。此種情況下，接收機(jī)中的光放人器和濾波器能進(jìn) 一步節(jié)省，此系統(tǒng)還能用在WDM無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(P0N)屮。400GHz， 500GHz， 600GHz等，包括CWDM，情況都300GHz類(lèi)似，不再贅述。3) 信道間隔為100GHz此時(shí)情況比較復(fù)雜。AWG1的每個(gè)通道都傳輸信號(hào)，但在接收端首先利用 一個(gè)交錯(cuò)復(fù)用器(interleaver)把所有信道分成兩組，奇數(shù)信道一組，偶數(shù) 信道-組。接著，分別對(duì)奇數(shù)組和偶數(shù)組的情況，與情況l)相同。下面再結(jié)合圖3，對(duì)上面分析的200GHz的情況進(jìn)行具體說(shuō)明(1) 發(fā)射端發(fā)射端和傳統(tǒng)WDM系統(tǒng)一樣，不需要進(jìn)行任何改動(dòng)。符合工TU WDM規(guī)定波 長(zhǎng)的各路NRZ-DPSK信號(hào)由AWG復(fù)用(或者各路不同波長(zhǎng)的連續(xù)光經(jīng)AWG1復(fù)用 后，再由一個(gè)MZM或者PM調(diào)制)。但與普通系統(tǒng)區(qū)別在于，此處隔一個(gè)信道傳 一路信號(hào)，即符合ITU規(guī)定的100GHz間隔的AWG，傳輸200GHz間隔的信號(hào)。如 圖中所示，AWG1的奇數(shù)通道傳輸符合ITU規(guī)定的波長(zhǎng)，偶數(shù)通道空閑，也可用 于其他用途。值得注意的是，此處保留了WDM系統(tǒng)的靈活性，每路通道上傳輸 的信號(hào)速率可變，如10Gb/s, 20Gb/s或者40Gb/s等等。并且由于沒(méi)有引入其他 器件，此發(fā)明也適用于NRZ格式的WDM系統(tǒng)。(2) 接收端接收端也不需要任何改動(dòng)。接收端的AWG和發(fā)射端的參數(shù)一樣，但其每個(gè) 通道都利用到。如圖中AWG2所示，其每個(gè)通道的波長(zhǎng)和AWG1完全一致，符合 ITU的規(guī)定。AWG2的奇數(shù)通道可以接收到原始各通道的NRZ-DPSK信號(hào)，可以用 來(lái)下載原始信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸，如AWG2的第一通道(II)可以得到AWG1的第一通道(II)傳輸后的信號(hào)；與此同時(shí)，AWG2的偶數(shù)通道能得到其相鄰兩個(gè)奇數(shù)通道的DPSK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，如AWG2的第二通道(12) 能得到AWG1的第一通道(II)和第三通道(13)中傳輸?shù)腘RZ-DPSK信號(hào)的解 調(diào)信號(hào)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提取信息。但需要說(shuō)明的是，AWG2的每個(gè)偶數(shù)通道會(huì)得到原始兩路信號(hào)的解調(diào)信號(hào)， 必須提取出其中一路進(jìn)行探測(cè)，并盡可能消除另一路的串?dāng)_。此時(shí)利用此通 道后續(xù)的接收機(jī)達(dá)到此目的，而不需要另外處理。 一般接收機(jī)(receiver) 都由前置放大器(EDFA)，濾波器(filter)和光電探測(cè)器(PD)組成，如 圖3中虛線(xiàn)方框所示。其中濾波器的作用是濾除由EDFA引入的噪聲，其中心波 長(zhǎng)為所接收的光信號(hào)波長(zhǎng)。同時(shí)，此濾波器還可用于選取兩路波長(zhǎng)中所需接 收的一路波長(zhǎng)進(jìn)行探測(cè)。如對(duì)于AWG2的第二通道(12)，雖然其存在兩個(gè)波 長(zhǎng)的解調(diào)信號(hào)(A,和AJ ，但此處接收機(jī)中的濾波器中心波長(zhǎng)為入"就能 濾除入a使得PD接收到由入,解調(diào)得到的信息。如果AWG1處，入射信號(hào)間隔不是200GHz，而是更大，如300GHz，就不存 在此串?dāng)_問(wèn)題。此時(shí)AWG1的入射端口為1、4、 7、 IO等。以AWGl的第一通道(Il) 信號(hào)為例，此時(shí)在AWG2的第一通道仍然得到原始入射N(xiāo)RZ-DPSK信號(hào)，其第二 通道能得到此NRZ-DPSK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，不會(huì)得到AWG1的I4的解調(diào)信號(hào)，就 不存在串?dāng)_問(wèn)題。本發(fā)明中AWG2就能起到雙重作用l.解復(fù)用。能將AWG1復(fù)用后的各路信 號(hào)解復(fù)用到相應(yīng)ITU通道上，繼續(xù)傳輸或者轉(zhuǎn)發(fā)，保持了WDM系統(tǒng)的靈活性； 2.解調(diào)。配合后續(xù)的普通強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)接收機(jī)(不需要DPSK接收機(jī)或者特殊 器件)，就能將由AWG1的復(fù)用來(lái)的各路NRZ-DPSK信號(hào)解調(diào)成相應(yīng)的強(qiáng)度調(diào)制 信號(hào)并直接探測(cè)。需要強(qiáng)調(diào)的是，AWG2的這兩種功能同時(shí)存在，同時(shí)實(shí)現(xiàn)， 分別由其奇數(shù)通道和偶數(shù)通道實(shí)現(xiàn)。這就使得AWG2不僅能用在接收端，同樣 也能使用在線(xiàn)路傳輸中或者網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，大大提升了此NRZ-DPSK WDM系統(tǒng)的 靈活性。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)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(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種波分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸控制方法，其特征在于，在不改變?cè)蠾DM系統(tǒng)的情況下，在發(fā)射端AWG上間隔選擇通道進(jìn)行多通道的信號(hào)傳輸，間隔數(shù)為整數(shù)參量m，m大于零且小于二分之一通道數(shù)；與發(fā)射端AWG傳輸信號(hào)的通道對(duì)應(yīng)的接收端AWG的通道接收該發(fā)射端AWG通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者繼續(xù)傳輸，在該接收信道的相鄰信道，接收原始信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，通過(guò)濾波選取或者直接提取信息；具體方法包括當(dāng)m＝1時(shí)，則，在發(fā)射端，選取發(fā)射端AWG的奇數(shù)通道傳輸信號(hào)，偶數(shù)通道空閑；在接收端，接收端AWG的奇數(shù)通道收到由發(fā)射端AWG的奇數(shù)通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸；在接收端AWG的偶數(shù)信道收到其相鄰兩個(gè)奇數(shù)信道的解調(diào)信號(hào)，由接收端濾波器在該相鄰兩個(gè)奇數(shù)信道的解調(diào)信號(hào)中選取一個(gè)解調(diào)信號(hào)，濾除另外一個(gè)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提取信息；或者；在發(fā)射端，選取發(fā)射端AWG偶數(shù)通道傳輸信號(hào)，奇數(shù)通道空閑；在接收端，接收端AWG的偶數(shù)通道收到由發(fā)射端AWG的奇數(shù)通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸；在接收端AWG的奇數(shù)信道，收到其相鄰兩個(gè)偶數(shù)信道的解調(diào)信號(hào)，由接收端濾波器在該相鄰兩個(gè)偶數(shù)信道的解調(diào)信號(hào)中選取一個(gè)解調(diào)信號(hào)，濾除另外一個(gè)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提取信息；當(dāng)m＞1時(shí)，則，在發(fā)射端，選取發(fā)射端AWG的間隔m的通道傳輸信號(hào)，未被選擇的通道空閑；在接收端，與發(fā)射端AWG傳輸信號(hào)的通道對(duì)應(yīng)的接收端AWG的通道接收發(fā)射端AWG通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者選擇繼續(xù)傳輸；在接收原始信號(hào)信道的相鄰信道，接收原始信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，用于后續(xù)直接探測(cè)并提取信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖傳輸系統(tǒng)中波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM)的傳輸控制，它提出了一種WDM傳輸系統(tǒng)的傳輸控制方法，在不改變現(xiàn)有WDM系統(tǒng)的情況下，在發(fā)射端陣列波導(dǎo)光柵(AWG)上間隔選擇通道進(jìn)行多通道的信號(hào)傳輸，間隔數(shù)為整數(shù)參量m，m大于零且小于二分之一通道數(shù)；與發(fā)射端AWG傳輸信號(hào)的通道對(duì)應(yīng)的接收端AWG的通道接收該發(fā)射端AWG通道傳輸過(guò)來(lái)的原始信號(hào)，下載并且進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者繼續(xù)傳輸，在該接收信道的相鄰信道，接收原始信號(hào)的解調(diào)信號(hào)，通過(guò)濾波選取或者直接提取信息。本發(fā)明提供的一種WDM系統(tǒng)的傳輸控制方法，無(wú)需對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行任何改動(dòng)，也不需要增加任何器件，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用系統(tǒng)中的非歸零相位調(diào)制格式的解調(diào)和解復(fù)用，適用于不同速率的非歸零(NRZ)信號(hào)和非歸零差分相移鍵控(NRZ-DPSK)信號(hào)的傳輸。
文檔編號(hào)H04J14/02GK101272214SQ200810047528
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者宇 余, 張新亮, 黃德修 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)