[发明专利]一种针对复用信号的多功能可调谐全光码型转换器

说明书

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其是一种针对复用信号的多功能可调谐全光码型转换器。适用于解决速率可调的光复用信号，如波分复用(WDM)信号、偏正复用(PDM)信号以及时分复用(TDM)信号等的归零码(RZ)到非归零码(NRZ)、非归零码(NRZ)到伪归零码(PRZ)、差分相移键控(DPSK)到开关键控码(OOK)、差分相移键控(DPSK)到双二进制载波抑制归零码(DCSRZ)的多种码型转换。

背景技术

随着超高速光交换网络的发展，大容量地高速传输技术一直是人们关注的热点。目前为了实现T比特级的大容量传输，复用技术已广泛应用于不同的光传输网络中，其中主要采用的复用技术为时分复用(TDM)技术、波分复用(WDM)技术和偏振复用(PDM)技术等。由于不同的传输网络具有不同的特性，为了满足不同网络的传输需求，需要采用不同传输特性的码型。例如，归零码(RZ)的平均光功率低、对光纤非线性、偏振模色散(PMD)的容忍度高、易于时钟恢复，适合于光时分复用系统等；非归零码(NRZ)简单、价格便宜、对带宽需求低、对时间抖动容忍度高等优点，适合于密集波分复用系统(DWDM)等。RZ到NRZ的码型转换将是光网络接口的一个重要技术。因此，通过码型转换可以满足网络对传输格式的需求，实现不同传输网络之间的透明传输；同时码型转换还可以应用于信号的3R再生，例如：将NRZ码转换为带有定时信息的PRZ码，提取出NRZ码的定时信号来实现再定时。另外，码型转换也可以应用于高速光信号传输和接收中等众多方面，如差分相移键控(DPSK)信号比开关键控(OOK)信号具有更高的接收灵敏度和非线性容忍度，但接收时必须将相位信息转换为幅度信息(OOK信号)才能被接收，则需要进行DPSK到OOK信号的转换，也称DPSK解调。而双进制载波抑制归零码(DCSRZ)作为一种新型码，比RZ和NRZ码具有更高的色散、非线性容忍度、窄带宽等优点，因此除了DPSK到NRZ的码型转换外，还可以考虑DPSK到DCSRZ的转换。目前码型转换的方式分为两种：光-电-光码型转换方式和全光码型转换方式，其中电域内的码型转换方式受到“速率瓶颈”的限制，不适合于大容量光传输网络中。因此，全光码型转换已经成为全光信息处理研究的重点之一。

目前实现全光码型转换的方案主要有以下几种：(1)基于半导体放大器(SOA)的码型转换，如利用半导体放大器的马赫-曾德尔(SOA-MZI)结构、利用SOA链路结构中的自相位调制效应(SPM)或利用SOA的环镜中SOA的交叉增益效应(XGM)和交叉相位调制(XPM)等的码型转换，这些方案均受到SOA载流子恢复时间的限制，不适合于高速信号；(2)基于高非线性光纤(HNLF)的码型转换，如高非线性光纤环型镜(NOLM)或高非线性光纤加选择滤波等方案，这些方案通过光纤的克尔效应来实现码型转换的，因此需要引入控制光，增加了器件的复杂程度和成本；(3)基于特殊光纤的码型转换，如基于保偏光纤或光子晶体光纤的结构、基于双折射光纤环境的结构(一个带偏振控制器的双折射环镜)等来实现，这些方案都是利用了非对称的马赫-曾德尔结构来实现的，与偏振相关、灵活性差，大多都针对单一码型的转换。

上述三种方案都只能针对单路信号进行一种或多种的归零码(RZ)到非归零码(NRZ)、非归零码(NRZ)到伪归零码(PRZ)、差分相移键控(DPSK)到开关键控码(OOK)、差分相移键控(DPSK)到双二进制载波抑制归零码(DCSRZ)码型转换，但都不能对复用信号直接进行码型转换，制约了超高速光交换网络的发展。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是提供一种基于复用信号的多功能可调谐全光码型转换器。

本发明的目的是基于如下分析和方案提出和实现的：

一种针对复用信号的多功能可调谐全光码型转换器，其特征在于，在包括偏振控制器101、环型器102、偏振分束单元103、法拉第旋转单元104、可编程偏振模差分群时延PDGD单元105和PDGD控制平台106构成的全光码型转换系统中；其中环型器102、偏振分束单元103、法拉第旋转单元104和可编程偏振模差分群时延PDGD单元105采用特定封装方式：使光从正反两个方向同时以与主轴45°的夹角入射到可编程偏振模差分群时延PDGD单元105内，逻辑上构成两个偏正态正交光信号的可调并行干涉结构；通过调节所述偏振控制器101和PDGD控制平台106来实现速率透明不同复用信号的多种不同种类的码型转换。