一種應(yīng)用于ROADM的光波長(zhǎng)矯正方法以及基于該方法的移頻器和ROADM系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及全光信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種應(yīng)用于ROADM的光波長(zhǎng)矯正方法以及基于該方法的移頻器和ROADM系統(tǒng)，采用電光相位調(diào)制器配合鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，對(duì)輸入光信號(hào)引入一定的頻移從而實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的矯正。所述的移頻器裝置可用于ROADM中，對(duì)ROADM輸入光信號(hào)的波長(zhǎng)進(jìn)行矯正，使其與ROADM設(shè)計(jì)中心波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，以避免因級(jí)聯(lián)濾波而造成的有效帶寬損耗。

Optical wavelength correction method applied to ROADM, frequency shifter and ROADM system based on the same

The present invention relates to the technical field of all-optical signal processing, in particular optical wavelength correction method applied to ROADM and the method of frequency shifter and ROADM system based on the electro optic phase modulator with sawtooth type drive signal, the input signal into a frequency shift correction to realize wavelength. The frequency shifter device can be used in the ROADM to correct the wavelength of the ROADM input optical signal so as to align with the wavelength of the ROADM design center so as to avoid the effective bandwidth loss caused by the cascade filtering.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種應(yīng)用于ROADM的光波長(zhǎng)矯正方法以及基于該方法的移頻器和ROADM系統(tǒng)
本專(zhuān)利技術(shù)涉及全光信號(hào)處理
，具體說(shuō)是一種應(yīng)用于ROADM的光波長(zhǎng)矯正方法以及基于該方法的移頻器和ROADM系統(tǒng)。所述的移頻器裝置應(yīng)用于ROADM中，對(duì)ROADM輸入光信號(hào)的中心波長(zhǎng)進(jìn)行矯正，且屬于全光信號(hào)處理裝置。
技術(shù)介紹
光分插復(fù)用器(OpticalAdd-dropMultiplexer，OADM)是光傳輸網(wǎng)的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，其作用是以波長(zhǎng)為基本操作單位，可將光信道中通往本地的數(shù)據(jù)下載(Drop)下來(lái)，并將本地用戶發(fā)往網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)上載(Add)復(fù)用進(jìn)光信道。對(duì)OADM節(jié)點(diǎn)的基本要求是：能夠使所需波長(zhǎng)上下路的同時(shí)保證其他波長(zhǎng)順利通過(guò)。OADM一般可分為兩大類(lèi)，即固定的OADM和可重構(gòu)的OADM。前者只能上/下一個(gè)特定的波長(zhǎng)或多個(gè)特定的波長(zhǎng)，即節(jié)點(diǎn)的路由是固定的；而后者的上/下路波長(zhǎng)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)，并且支持多方向組網(wǎng)。顯然，第二種OADM更符合當(dāng)前光傳輸網(wǎng)的發(fā)展需要。可重構(gòu)的光分插復(fù)用器(ReconfigurableOpticalAdd-dropMultiplexer，ROADM)使得全光網(wǎng)的光層組網(wǎng)技術(shù)更加靈活，總的來(lái)說(shuō)，ROADM具有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：(1)在無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配的情況下，ROADM可實(shí)現(xiàn)對(duì)波長(zhǎng)的上下路及直通配置，增加了光網(wǎng)絡(luò)的彈性，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度；(2)采用ROADM易于實(shí)現(xiàn)組播/廣播功能，適合IPTV等新型業(yè)務(wù)的開(kāi)展；(3)ROADM設(shè)備的靈活性可以充分滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)需求，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，隨業(yè)務(wù)發(fā)展而逐步增加投資；(4)ROADM通過(guò)提供節(jié)點(diǎn)的重構(gòu)能力極大提升工作效率及對(duì)客戶新需求的反應(yīng)速度，同時(shí)有效地降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本；(5)ROADM采用ASON/GMPLS控制平面，支持多種網(wǎng)絡(luò)保護(hù)/恢復(fù)，生存性強(qiáng)；(6)遠(yuǎn)端統(tǒng)一網(wǎng)管，支持光功率的自動(dòng)管理和端到端的波長(zhǎng)管理。通常光網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)ROADM，因而光信號(hào)從其傳輸點(diǎn)到接收點(diǎn)，中途在光網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)穆窂缴峡赡軙?huì)經(jīng)過(guò)多個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)，而由于ROADM中使用了濾波器，這樣在經(jīng)過(guò)多級(jí)ROADM時(shí)光信號(hào)將受到多級(jí)濾波。由于各種濾波器來(lái)自不同的制造商，其通帶的帶寬、形狀和中心波長(zhǎng)都會(huì)存在輕微的差別，這在級(jí)聯(lián)濾波時(shí)將帶來(lái)有效帶寬的損耗。以典型的50GHz高斯濾波器為例，當(dāng)光信號(hào)傳輸經(jīng)過(guò)兩級(jí)通帶形狀和帶寬均相同，但中心波長(zhǎng)有輕微偏差的50GHz高斯濾波器后，通帶將如附圖1所示。由圖中可以看出，即使濾波器的通帶形狀和帶寬均完全相同，由于級(jí)聯(lián)的兩個(gè)濾波器中心波長(zhǎng)未對(duì)準(zhǔn)，只有圖中兩條曲線中交疊部分才是級(jí)聯(lián)之后的有效通帶，而兩邊未重疊的部分為無(wú)效的通帶，可見(jiàn)級(jí)聯(lián)之后的濾波效應(yīng)帶來(lái)了一定的有效帶寬損耗。設(shè)想經(jīng)過(guò)更多個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)，則光信號(hào)將受到更多級(jí)的濾波影響，那么最終總的通帶損失將是非常可觀的。由于帶寬的減少對(duì)于現(xiàn)在的光通信網(wǎng)絡(luò)尤其是DWDM信號(hào)將產(chǎn)生巨大的影響，因而為了避免全光網(wǎng)絡(luò)中有效帶寬的損耗，需要在光信號(hào)進(jìn)入ROADM節(jié)點(diǎn)的濾波器前矯正其中心波長(zhǎng)，使其與濾波器設(shè)計(jì)的中心波長(zhǎng)相匹配。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)提供一種光波長(zhǎng)矯正方法及移頻器，應(yīng)用于ROADM節(jié)點(diǎn)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸光信號(hào)波長(zhǎng)的矯正，使其與ROADM設(shè)計(jì)中心波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，以避免因級(jí)聯(lián)濾波而造成的有效帶寬損耗。為達(dá)到以上目的，本專(zhuān)利技術(shù)采取的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用于ROAMD的光波長(zhǎng)矯正方法，采用電光相位調(diào)制器配合鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光信號(hào)的頻移；需要移頻的數(shù)值根據(jù)ROADM的中心頻率和輸入光的頻率的偏差確定；頻移量為分立的，其步長(zhǎng)通過(guò)設(shè)置鋸齒波的重復(fù)頻率調(diào)節(jié)。所述頻移量其中，為電光相位調(diào)制器的相移量，F(xiàn)為驅(qū)動(dòng)鋸齒波型號(hào)的重復(fù)頻率，T為驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的周期。一種應(yīng)用于ROADM的光波長(zhǎng)矯正移頻器，包括鋸齒波形發(fā)生器以及與其連接的電光相位調(diào)制器，采用電光相位調(diào)制器配合鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光信號(hào)的頻移；本移頻器產(chǎn)生的頻移量為分立的，其步長(zhǎng)可以通過(guò)設(shè)置鋸齒波的重復(fù)頻率來(lái)調(diào)節(jié)。一種基于上述光波長(zhǎng)矯正移頻器的ROADM系統(tǒng)，在ROADM節(jié)點(diǎn)中的濾波器前加入一級(jí)或多級(jí)如權(quán)利要求2所述的光波長(zhǎng)矯正移頻器，在鋸齒波型電信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)輸入光信號(hào)的中心波長(zhǎng)按照ROADM濾波器所設(shè)計(jì)的中心波長(zhǎng)進(jìn)行移頻矯正，以減小級(jí)聯(lián)濾波效應(yīng)帶來(lái)的有效帶寬損耗。一種基于上述光波長(zhǎng)矯正移頻器的ROADM系統(tǒng)，包括網(wǎng)管模塊、多個(gè)光波長(zhǎng)矯正移頻器、濾波器；網(wǎng)管模塊分別與光波長(zhǎng)矯正移頻器中的鋸齒波形發(fā)生器連接，多個(gè)光波長(zhǎng)矯正移頻器中的電光相位調(diào)制器依次連接，最后一個(gè)電光相位調(diào)制器與濾波器連接；光信號(hào)通過(guò)第一級(jí)電光相位調(diào)制器輸入，通過(guò)最后一級(jí)電光相位調(diào)制器輸出后進(jìn)入濾波器。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，電光相位調(diào)制器所調(diào)相位值與其驅(qū)動(dòng)電信號(hào)V(t)滿足的關(guān)系為：其中，Vπ為電光相位調(diào)制器的半波電壓；由于變化的相移能夠產(chǎn)生頻移，頻移量即為相移的導(dǎo)數(shù)值，所以為了獲得穩(wěn)定的頻移，理想情況下應(yīng)該選擇導(dǎo)數(shù)值為常數(shù)的一次函數(shù)型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，但在現(xiàn)實(shí)中一次函數(shù)型的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)是無(wú)法產(chǎn)生和使用的，因?yàn)殡S著時(shí)間的延伸，電信號(hào)的電壓值將無(wú)上限地不斷增大，這對(duì)于電信號(hào)源來(lái)說(shuō)是不可能產(chǎn)生的，因?yàn)槠漭敵隹偞嬖谝粋€(gè)上限電壓值，不可能無(wú)限增大；同時(shí)對(duì)于被該信號(hào)驅(qū)動(dòng)的電光相位調(diào)制器而言，也存在一個(gè)能承受的電壓上限，若采用無(wú)限上升的正比例函數(shù)，則在一定時(shí)間內(nèi)一定會(huì)超過(guò)這個(gè)上限，從而導(dǎo)致電光相位調(diào)制器被損壞。所以在實(shí)際操作時(shí)，只能采取其他方法近似地實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的正比例函數(shù)形式電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的功能。而本專(zhuān)利技術(shù)選用鋸齒波形式的電信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)V(t)，因?yàn)殇忼X波在每一個(gè)周期內(nèi)都是一段一次函數(shù)，而不同周期之間相當(dāng)于一組斜率相同而截距不同的一次函數(shù)組，而截距作為常數(shù)將在對(duì)相移求導(dǎo)而得到頻移的過(guò)程中被消去，對(duì)頻移影響不大。截取正比例函數(shù)V(t)＝Kt在(0,T)段內(nèi)的部分，并作周期性延拓到整個(gè)(0,∞)范圍內(nèi)，就形成了一個(gè)可以作為近似替代一次函數(shù)驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的周期為T(mén)的典型鋸齒波型電信號(hào)，如附圖2所示。以鋸齒波第一個(gè)周期為例分析，其表達(dá)式與一次函數(shù)相同為：V(t)＝Kt其中K為一次函數(shù)圖像直線的斜率。由以上兩式結(jié)合可得：為討論簡(jiǎn)單起見(jiàn)，引入?yún)?shù)其含義為在驅(qū)動(dòng)電信號(hào)作用下，電光相位調(diào)制器能產(chǎn)生的最大相移。由于電光相位調(diào)制器產(chǎn)生的相移量與其上所加的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)電壓值成正比，顯然應(yīng)在每個(gè)周期的最后時(shí)刻取得，即:從而由于電光相位調(diào)制器產(chǎn)生的相移而帶來(lái)的角頻率頻移為：而頻率f和角頻率ω之間有關(guān)系式所以上式可變?yōu)椋浩渲蠪為鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的重復(fù)頻率。由上述推導(dǎo)，產(chǎn)生的頻移量Δf直接與鋸齒波斜率K相關(guān)，而具體對(duì)于采用鋸齒波型的點(diǎn)信號(hào)來(lái)說(shuō)，K可以通過(guò)調(diào)整電光相位調(diào)制器的相移量和驅(qū)動(dòng)鋸齒波型信號(hào)的重復(fù)頻率F來(lái)改變，相比之下參數(shù)F的設(shè)置和調(diào)節(jié)要比斜率K的設(shè)置要直觀和方便得多。因?yàn)橛泻虵＝1/T，因而有：由關(guān)系式λ＝c/f可知頻率的變化將帶來(lái)一定的波長(zhǎng)改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)中心波長(zhǎng)的矯正。這里選用的鋸齒波型驅(qū)動(dòng)信號(hào)雖然在一定程度上較完美的實(shí)現(xiàn)了對(duì)一次函數(shù)型驅(qū)動(dòng)信號(hào)的近似，并且具備可實(shí)現(xiàn)性，但由于畢竟鋸齒波型的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是周期性的，它改變了一次函數(shù)非周期性的特性，對(duì)一次函數(shù)原本連續(xù)的頻譜進(jìn)行了抽樣變成了離散譜，必將本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種應(yīng)用于ROAMD的光波長(zhǎng)矯正方法，其特征在于：采用電光相位調(diào)制器配合鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光信號(hào)的頻移；需要移頻的數(shù)值根據(jù)ROADM的中心頻率和輸入光的頻率的偏差確定；頻移量為分立的，其步長(zhǎng)通過(guò)設(shè)置鋸齒波的重復(fù)頻率調(diào)節(jié)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于ROAMD的光波長(zhǎng)矯正方法，其特征在于：采用電光相位調(diào)制器配合鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光信號(hào)的頻移；需要移頻的數(shù)值根據(jù)ROADM的中心頻率和輸入光的頻率的偏差確定；頻移量為分立的，其步長(zhǎng)通過(guò)設(shè)置鋸齒波的重復(fù)頻率調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于ROAMD的光波長(zhǎng)矯正方法，其特征在于：所述頻移量其中，為電光相位調(diào)制器的相移量，F(xiàn)為驅(qū)動(dòng)鋸齒波型信號(hào)的重復(fù)頻率，T為驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的周期。3.一種應(yīng)用于ROADM的光波長(zhǎng)矯正移頻器，其特征在于：包括鋸齒波形發(fā)生器以及與其連接的電光相位調(diào)制器，采用電光相位調(diào)制器配合鋸齒波型驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光信號(hào)的頻移；本移頻器產(chǎn)生的頻移量為分立的，其步長(zhǎng)通過(guò)設(shè)置...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李海濤，辛鵬，李垠韜，黃麗艷，安慧蓉，胡強(qiáng)高，喻杰奎，袁衛(wèi)國(guó)，雷學(xué)義，劉家勝，徐健，何國(guó)良，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)電力科學(xué)研究院，武漢光迅科技股份有限公司，國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司信息通信分公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11