一種同時實(shí)現(xiàn)三路dpsk信號1-2信號組播的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法，屬于全光信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法包括：三路DPSK信號光分別通過調(diào)制器產(chǎn)生后，采用光延時線去除信號之間相關(guān)性，通過耦合器耦合進(jìn)入SOA。三路光信號在SOA中發(fā)生FWM效應(yīng)，新生成9路閑頻光。新產(chǎn)生的閑頻光中各有兩路光與原來輸入的三路DPSK信號光所攜帶的相位信息相同，通過對這部分光進(jìn)行濾波以及接收進(jìn)而完成了在沒有額外泵浦光的條件下同時對三路DPSK信號同時的1-2的信號組播。此發(fā)明方法尚屬首次在無需額外泵浦光條件下對三路DPSK信號同時完成1-2的信號組播。
【專利說明】—種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光網(wǎng)絡(luò)中特別是網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中利用非線性器件半導(dǎo)體光放大器(SOA)中的三階非線性效應(yīng)-四波混頻(FWM)在不需要泵浦光的條件下同時實(shí)現(xiàn)對三路輸入DPSK信號進(jìn)行一路到二路(1-2)組播的方法，屬于全光信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]全光信號處理技術(shù)在未來光網(wǎng)絡(luò)中被視為非常具有前景的一項(xiàng)技術(shù)，隨著通信領(lǐng)域傳輸技術(shù)的發(fā)展，寬帶互聯(lián)網(wǎng)開始普及，信號傳輸速率和通信容量的提升給人們帶來了諸多好處，比如視頻會議、高清電視、遠(yuǎn)程教育等，但同時也給網(wǎng)絡(luò)帶來了很大的壓力。首當(dāng)其沖的就是功耗問題，波分復(fù)用系統(tǒng)中，需要有與波長數(shù)量相對應(yīng)的多路光電、電光信號轉(zhuǎn)換電路。另外，電域內(nèi)的路由和交換也有大量的功率消耗。另一方面就是處理速度問題，電域的處理速度已經(jīng)成為整個光網(wǎng)絡(luò)通信的瓶頸，對信號在全光的條件下進(jìn)行處理可以有效的緩解上述問題。因此，全光信號處理技術(shù)引起人們越來越多的關(guān)注，其作為未來光網(wǎng)絡(luò)的重要支撐技術(shù)，有著廣闊發(fā)展前景和重要現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]全光信號處理技術(shù)的一個重要領(lǐng)域-全光信號組播技術(shù)，通過把一個波長上的信號有效的組播到多個波長上，進(jìn)而可以有效的提升網(wǎng)絡(luò)效率和資源利用率，近些年隨著高清電視業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)遷移等業(yè)務(wù)的廣泛涌現(xiàn)，信號組播技術(shù)起到越來越重要的作用。
[0004]由于信號組播技術(shù)的重要性，近些年來引起了人們廣泛而深入的研究，采用的主要方法是通過一定數(shù)目的泵浦光和信號光在各種不同非線性器件中的不同非線性效應(yīng)來完成。涉及到的非線性器件包括高非線性光纖(HNLF)、半導(dǎo)體光放大器(SOA)、量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器(QD-SOA)、光子晶體光纖(PCF)、硅基波導(dǎo)(Silicon Waveguide)、硅基納米線(SiliconNanowire)以及周期性極化銀酸鋰波導(dǎo)(PPLN)等。采用的主要非線性效應(yīng)包括交叉相位調(diào)制(XPM)、交叉增益調(diào)制(XGM)、四波混頻(FWM)效應(yīng)以及各種級聯(lián)二階非線性效應(yīng)如級聯(lián)倍頻差頻(cSHG/DFG)效應(yīng)、級聯(lián)和頻差頻效應(yīng)(cSFG/DFG)等。然而，目前的信號組播技術(shù)針對的都是單一輸入信道信號的組播，尚未涉及到對多個輸入信道信號的組播。同時現(xiàn)有的組播方案都采用了一定數(shù)目的泵浦光，存在泵浦光的開銷。并且現(xiàn)有的機(jī)制普遍存在信號輸入功率高、轉(zhuǎn)換效率低以及系統(tǒng)復(fù)雜度高等問題。
[0005]作為一種重要的非線性器件，SOA具有非線性效應(yīng)強(qiáng)、動態(tài)增益和動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊、易集成等優(yōu)勢，在全光信號處理中具有特殊重要的地位?；赟OA的FWM效應(yīng)具有對信號的比特率和調(diào)制格式透明，可以在很寬的波長范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的增益，且SOA各種弛豫(載流子密度脈動CDP、載流子加熱CH和譜燒孔SHB)時間短。采用SOA作為非線性介質(zhì)完成多輸入信道信號的組播能夠獲得相對較高的轉(zhuǎn)換效率、較低的輸入信號功率等額外的優(yōu)勢。
[0006]隨著人們對通信容量和質(zhì)量的要求不斷提高，差分相移鍵控調(diào)制格式(DPSK)由于其良好的性能成為了光纖通信技術(shù)方面的研究熱點(diǎn)。DPSK調(diào)制方式對激光器線寬的要求相對較低，并且使用結(jié)構(gòu)簡單、基于干涉儀解調(diào)和直接檢測的接收機(jī)。DPSK信號的頻譜寬度介于非歸零碼(NRZ)和歸零碼(RZ)之間，比普通的RZ碼的頻譜效率高，可以改進(jìn)色散容限、非線性容限和偏振模色散容限，增加傳輸距離。和傳統(tǒng)的開關(guān)鍵控(OOK)調(diào)制方式相t匕，DPSK信號可以傳輸更遠(yuǎn)的距離并減少對光功率的要求。針對DPSK信號的組播技術(shù)研究將會在網(wǎng)絡(luò)中起到重要作用，同時針對多路輸入信號的組播技術(shù)將進(jìn)一步有效提升網(wǎng)絡(luò)效率和性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法。所述技術(shù)方案如下:
[0008]—種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法包括:
[0009]三路DPSK信號光通過調(diào)制器產(chǎn)生后同時注入到SOA中，三個光波在SOA相互作用發(fā)生FWM效應(yīng)，共新生成9個閑頻光。由于FWM的內(nèi)部機(jī)理，9個新生成的閑頻光的部分光與輸入的信號光攜帶相同的信息。經(jīng)過論證，在三路DPSK信號光輸入的條件下可以同時完成對這三路信號分別1-2的組播。
[0010]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:采用全光方式進(jìn)行信號組播，不受電設(shè)備速率的限制，結(jié)構(gòu)相對簡單，易于操作，同時對信號調(diào)制格式透明。采用SOA作為非線性介質(zhì)，F(xiàn)WM轉(zhuǎn)換效率相對較高，同時對信號的輸入功率要求較低。整個組播過程中無需任何額外的泵浦光源，減小了系統(tǒng)開銷。本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)對多路(3路)DPSK信號在沒有泵浦光的參與下同時完成一路到二路(1-2)信號的組播，尚屬業(yè)界首次。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯然的，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得的更多的附圖。
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法步驟流程圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法的原理圖；
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法的各光波相位的真值表。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0016]參見圖1本實(shí)施例一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法步驟流程圖，包括:
[0017]SlOl:待組播的三路DPSK信號的產(chǎn)生；
[0018]本方法針對的DPSK信號進(jìn)行組播。三路光載波通過光源產(chǎn)生，分別進(jìn)入調(diào)制器產(chǎn)生三路DPSK信號。偏振控制器用于調(diào)節(jié)信號光的偏振態(tài)。第2路和第3路信號光分別用光延時線(ODL)去除信號之間的相關(guān)性。產(chǎn)生的三路DPSK信號通過2個1X2耦合器耦合。
[0019]S102:觸發(fā)FWM過程，產(chǎn)生新的閑頻光，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所闡述的組播方法；
[0020]三路DPSK信號光在SOA中發(fā)生FWM效應(yīng)，如圖2所示，將會產(chǎn)生新的9路閑頻光。三路輸入DPSK信號光分別位于頻率f1; f2和f3處，通過SOA中的FWM過程在f113，f123；213,f223, f112，f221，f132,312，f231，321，f332，f331處生成新的信號光。組播的各路信號在頻率上與原來的信號光滿足:fab。= fa+fb_fc(a.b, c從1、2、3中選擇)。新生成的閑頻光的相位與原來輸入的3路信號光的相位之間滿足如表I所示的關(guān)系，由于相位存在2pi的周期性，在f221，f331處閑頻光所攜帶的相位信息與輸入的信號光I的信息完全相同。在f112，f332處閑頻光所攜帶的相位信息與輸入的信號光2的信息完全相同。在f113，f223處閑頻光所攜帶的相位信息與信號光3的信息完全相同。(頻率為f123，213，f132,312，f231, 32i處的信號光并不能保持與原有輸入信號光的信息完全一致。)基于以上原理，從而實(shí)現(xiàn)了對3路輸入的DPSK信號分別一路到二路(1-2)的信號的組播。
[0021]S103:對組播的DPSK信號的接收；
[0022]通過步驟S102新生成的各路信號光通過濾波器進(jìn)行濾出，進(jìn)而進(jìn)入接收機(jī)進(jìn)行接收，解調(diào)恢復(fù)出原始信號。
[0023]最后說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種同時實(shí)現(xiàn)三路DPSK信號1-2信號組播的方法，其特征在于:對三路DPSK信號光同時進(jìn)行組播，采用的是三個光波之間的四波混頻效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在對信號進(jìn)行組播的同時完成了波長轉(zhuǎn)換，對三路DPSK信號分別同時完成了 1-2的信號組播。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:無需額外的泵浦光輸入，即可以完成三路輸入DPSK信號同時的組播。
【文檔編號】H04B10/29GK104052550SQ201410277643
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】王宏祥, 秦軍, 楊玉倩, 劉川, 紀(jì)越峰 申請人:北京郵電大學(xué)