[发明专利]一种基于磁控光纤参量振荡器的多波长全光3R再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及全光信息处理技术领域，具体涉及一种具有磁场控制功能的基于光纤参量振荡器的多波长全光3R再生装置。

背景技术

全光信息处理技术可以突破光-电-光转换的速率瓶颈，提供高达T比特量级的超高速信息处理能力，是未来智能全光网络的关键技术之一。而全光3R再生技术是全光信息处理的核心技术，其同时具有再放大、再定时和再整形功能，能够补偿功率损耗、降低噪声引起的信号峰值抖动和定时抖动。而全光3R再生技术还可以提供波长转换功能，这种同时具有路由和再生功能的信号处理单元在超高速智能光网络中具有广阔的应用前景。

目前研究最为广泛的全光3R再生器仅能够对单一波长的劣化信号进行再生处理。然而，由于波分复用系统具有多波长传输特点，因此，当波分复用系统传送了多种波长的劣化信号时，需要针对每一种波长的多个全光3R再生器才能够对这些信号做再生处理，由此，增加了系统成本。

全光3R再生器包括时钟提取单元和非线性光门单元。目前，时钟提取单元包括FP梳状滤波器、分布反馈激光器、Sagnac干涉仪和参量振荡器。而实现非线性光门单元的技术包括交叉相位调制(XPM)技术、四波混频(FWM)技术以及利用非线性器件搭建的各种干涉结构。利用这些技术搭建的单波长3R再生器能够实现100Gbps以上的再生功能。现有技术中的多波长的3R再生系统包括级联时钟恢复单元、基于XPM效应的单个非线性光门器件和梳状滤波器。这种方案与单波长3R再生方案相似，都采用了独立的时钟恢复模块和脉冲整形模块相级联的方式，不仅增加了多波长的3R再生系统的成本，还降低了系统的集成度。此外，在多波长再生中共用同一个时钟信号，使得多波长劣化输入信号需要进行延迟控制，使得信号间同步。然而，精确的同步控制在实际的通信系统中是很难达到，从而影响了多波长的3R再生系统的精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种基于光纤参量振荡器的多波长全光3R再生装置，以克服因为传统全光3R再生装置时钟提取单元和非线性光判决门单元相互独立而导致得系统集成度低和无法精确同步的问题，进而降低波分复用系统中多波长再生装置的复杂程度和成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种多波长全光3R再生装置，其特征在于，所述多波长全光3R再生装置包括：

第一光波分复用器，用于接收多路具有不同波长的劣化光信号，并将所述多路劣化光信号进行波分复用处理，以产生复用劣化光信号；

与所述第一光波分复用器相连的磁控光纤参量振荡器，所述磁控光纤参量振荡器由光环形腔组成，所述光环形腔包括依次相连的耦合器、磁光高非线性光纤、光解复用器、第二光波分复用器、光放大器和分光器，所述光环行腔的增益小于所述光环行腔的损耗；

所述光环形腔根据所述复用劣化光信号提取与所述多路劣化光信号的多个波长相对应的复用时钟信号；所述磁光控制单元输出所述复用时钟信号；所述耦合器将所述复用劣化光信号和所述复用时钟信号耦合到所述磁光高非线性光纤，所述磁光高非线性光纤为所述复用时钟光信号提供参量增益，使得所述复用时钟信号的增益大于所述光环行腔的环损耗；

所述复用时钟信号和所述复用劣化光信号在所述磁光高非线性光纤中发生四波混频效应，通过所述磁光高非线性光纤的再定时功能降低信号的相位抖动，以产生复用再生信号；所述光解复用器分解所述复用再生信号，以在所述光解复用器的一组输出端产生与所述劣化光信号相对应的多个再生光信号；

所述光解复用器的另一组输出端输出多个时钟信号，所述第二光波复用器耦合所述多个时钟信号，以产生所述复用时钟信号，所述光放大器对所述复用时钟信号增加所述复用时钟信号的功率，所述分光器分流所述复用时钟信号，并在外部时钟端和内部时钟端分别输出复用时钟信号。

在一个实施例中，所述光环形腔还包括：

与所述光放大器和所述第二光波分复用器相连的隔离器，用于控制所述复用时钟光信号从所述第二光波分复用器到所述光放大器保持单向传输；

与所述分光器和所述磁光控制单元相连的可调光延迟线，用于调节所述光环形腔的环长，以使所述时钟复用信号与输入信号速率相匹配；以及

与所述耦合器和所述磁光控制单元相连的偏振控制器，用于调节环内信号偏振态，以增加参量增益。

在一个实施例中，所述光环形腔还包括：

磁光控制单元，所述磁光控制单元包括磁光晶体、螺线管和可调直流电源，所述可调直流电源调节所述螺绕管，以控制磁光控制单元的磁场大小。