[发明专利]串联两种光纤实现增益平坦的拉曼多波长转换器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种串联两种光纤实现增益平坦的拉曼多波长转换器及方法。

背景技术

从上世纪90年代开始,由于波分复用(WDM)方式在光传输网中的明显优势,其发展异常迅速。随着WDM器件、光放大器和光纤等性能的不断提升,信道数量也在逐渐增加。可想而知，虽然光纤网络的带宽比较宽,但一根光纤中能够复用的波长数量还是有限的,所以可用波长数将大大少于节点数目和用户数量，全光路由以及波长竞争问题也日益突出。试想如果能够采用波长变换技术,让信号在一个节点上从一个波长变换到另一个波长甚至另几个波长,使同一波长在不同的区域中重复使用,这样就解决了波长争用的问题。另外利用波长路由技术，将一个波长作为一个通道，全光地进行路由选择，再在节点上按需加上多路波长转换功能，可以建立端到端的“虚波长通路”，可使通路之间的交换配置变得更加灵活。另外光波长转换器可以用来增加网络的传输带宽和传输距离，可以使网络容量在不影响原有业务的情况下迅速成倍地增加,同时大大提高网络的安全性、降低网络阻塞率，因此,波长变换是WDM全光通信网中非常关键的技术之一，其赋予光网络灵活性和扩容性，在光逻辑，光计算，光互联领域可以得到进一步应用。

光波长变换技术总体可分为采用光-电-光和全光波长变换两种方式。前者较成熟,但面临电子瓶颈问题，装置结构较复杂，成本随速率和元件数增加，功耗较高，对信号格式和调制速率不透明，传输速率受制，这使它在通信系统中的应用受到限制;相比之下,后者是更有前景的发展方向，它主要利用某些介质的非线性效应将输入的光信号直接转移到新的波长上，其有利于系统升级、扩容。

目前全光波长转换的方法很多，主要有：

1.采用基于半导体光放大器中交叉增益调制效应、交叉相位调制效应、交叉偏振调制效应、四波混频效应的波长转换器。

2.基于电吸收调制器中交叉吸收调制效应的波长转换器。

3.基于周期极化铌酸锂波导中的级联和频、差频效应的波长转换器。

4.基于色散位移高非线性光纤中交叉相位调制效应、四波混频效应的波长转换器。

5．基于硅纳米纤中交叉相位调制效应、四波混频效应的波长转换器。

6.基于色散平坦光子晶体光纤中交叉相位调制效应、四波混频效应、交叉偏振调制效应的波长转换器。

等等，这些波长转换器各自拥有优缺点，发展程度不尽相同，有些还处于理论研究阶段，有一些还处于实验室实验阶段，离商业实用化还有一定的距离。归纳起来，全光波长转换器需要克服以下缺点：

1.系统结构庞大、复杂，转换效率低，对待转换信号光要求高，比如基于半导体和光纤中的四波混频效应的波长转换器。

2.转换波长稳定性差，容易受周围环境影响，比如分布布拉格反射激光二极管型波长转换器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、实现方便且成本低、具有严格的传输透明性的串联两种光纤实现增益平坦的拉曼多波长转换器。