[发明专利]全光傅立叶变换器、反变换器及一种正交频分复用系统

说明书

技术领域

本发明属于光信号处理器件和光传输系统，具体涉及一种以全光方 式实现傅立叶变换和反变换功能的变换器，以及利用它们构成的正交频 分复用系统。

背景技术

随着光纤制备技术的发展，在高速光纤通信系统中，光纤的抗损耗 性能得到巨大的提高，影响系统性能的主要因素不是损耗，而是由于色 散，偏振模色散，非线性因素等带来的信号的畸变。特别是色散带来的 影响，使得光纤通信系统中一般都必须用到色散补偿光纤来抵消色散带 来的恶化，这导致了系统成本和复杂度的提高。为了解决光纤通信系统 中色散、偏振模色散等带来的信号的时延，正交频分复用技术以其高的 频谱利用率和对色散的不敏感性使其在高速光纤通信系统中具有很大的 潜力。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM)是一种特殊的多载波调制技术，其传送数据的基本原理是把高速 数据流分成多个并行的低速数据流，并将每个这样的数据流调制在相互 正交的单个载波或者副载波上。由于每一路子载波上的调制速率极大的 降低了，这就极大的提高了系统对于色散的容忍能力。

OFDM在无线和铜导线上的应用技术已经很成熟，OFDM符号的产生 通常是对电信号做快速傅立叶反变换：先把串行电信号转换成并行电信 号，把这些并行电信号复用到多个子载波上，子载波之间是相互正交的， 再进行电信号的快速傅立叶变换，然后通过光调制器产生OFDM符号波形。 对电信号做快速傅立叶反变换和快速傅立叶变换分别采用电的傅立叶反 变换芯片和电的傅立叶变换芯片，它们受到电子瓶颈限制，不能达到很 高速率。Hongchun Bao and William Shieh在“Transmission simulation of coherent optical OFDM signals in WDM systems，”(Opt.Express 15，4410-4418(2007))提供一种正交频分复用系统，该正交频分复用 系统在进行数据传输时，调制器、探测器、信号处理的电路都需要工作 在高速率下，对器件提出很高的要求，甚至难以实现。

发明内容

本发明提供一种全光傅立叶变换器、全光傅立叶反变换器，同时提 供由它们构成的一种正交频分复用系统，目的是以全光方式实现离散傅 立叶变换和反变换功能，消除对于电子芯片处理速率的依赖。

本发明的一种全光傅立叶变换器，为N×N傅立叶变换器，进行下述 变换：

X(k)=1NΣn=0N-1x(n)e-i2πNnk,]]>

式中x(n)表示时域数据序列，X(k)表示经过离散傅立叶变换之后的 频域数据序列，N表示序列中数据的个数；其特征在于：