[发明专利]基于四波混频全光波长转换的光传输系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及波分复用技术，具体来说是一种基于四波混频(FWM)全光波长转换技术的光传输系统。

背景技术

同步数字系列(SDH)传输系统过去十年内在电力通信中得到了广泛应用，但每增加一对SDH传输板卡，需占用一对光缆纤芯，由此这些传统的SDH设备占用了大量的电力光缆纤芯，使部分光缆出现了纤芯卡口的状况。新增光缆需耗费大量的人力、物力成本，且部分线路不具备重新敷设光缆的条件，由此给电力光纤通信发展带来了严重制约。

目前，较为有效的解决方案是在电力通信中实施密集波分复用技术，但传统的SDH设备并不具备直接升级为密集波分复用传输系统的能力，因此，采用基于四波混频全光波长转换技术，实现传统SDH设备的密集波分复用共纤芯传输，以此节约传输纤芯，是一种行之有效的解决方案。

发明内容

针对目前存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于四波混频全光波长转换的光传输系统及方法。本发明基于四波混频全光波长转换技术，在传统SDH设备上实现了密集波分复用技术，系统结构简单合理，能有效节约传输纤芯，降低系统建设、维护成本，利于大规模工程应用和后期系统维护。

本发明的技术方案是：基于四波混频全光波长转换技术的光传输系统，包括依次相连的同步数字系列下行信号发送端、四波混频全光波长转换器、合波器、传输光纤、分波器、同步数字系列下行信号接收端。

所述的系统，基于四波混频全光波长转换的光传输系统还包括上行光信号系统，且同步数字系列上行信号发送端与同步数字系列下行信号接收端在同一套同步数字系列设备中，同步数字系列上行信号接收端与同步数字系列下行信号发送端在同一套同步数字系列设备中，与同步数字系列上行信号发送端依次相连的包括与下行相同的四波混频全光波长转换器、合波器、传输光纤、分波器及同步数字系列上行信号接收端。

所述的系统，四波混频全光波长转换器包括信号光源输入端、泵浦光源、合波器、第一掺铒光纤放大器、色散位移光纤、滤波器和第二掺铒光纤放大器，信号光源、泵浦光源均与合波器相连，合波器、第一掺铒光纤放大器、色散位移光纤、滤波器及第二掺铒光纤放大器依次相连，信号光源输入端外接需进行波长转换的源信号，即与同步数字系列下行或上行信号发送端相连，四波混频全光波长转换器输出端即为第二掺铒光纤放大器输出端，与合波器相连。

所述的系统，同步数字系列下行或上行信号接收端还接有可调衰减器。

基于四波混频全光波长转换的光传输方法，包括：多个同步数字系列下行或上行信号发送端发出的不符合密集波分复用技术波长标准的光信号，进入四波混频全光波长转换器进行 波长变换，产生波长随同步数字系列下行或上行信号发送端不同而不同、符合密集波分复用技术波长标准(频率间隔50GHz或100GHz可选，其频率范围为189.75THz-199.85THz，对应波长范围为1579.93nm-1500.09nm)、与同步数字系列下行或上行信号发送端信号同相的转换光信号，多路转换光信号由合波器合波后送入同一传输光纤，实现密集波分复用共纤芯传输，再经分波器将共纤芯传输的光信号分解成不同波长的转换光信号，并送入相应同步数字序列接收端(接收信号波长范围为1580-1500nm)。

所述的方法，四波混频全光波长转换器进行波长转换的方法包括：泵浦光源发出的光信号和信号光源输入端接收的需进行波长转换的源信号经合波器合波，一并送入第一掺铒光纤放大器放大后，进入色散位移光纤，利用四波混频效应产生符合密集波分复用技术波长标准、与需进行波长转换的源信号同相的转换光信号，再进入滤波器，滤除残余的泵浦光信号和源信号，输出转换光信号，并经第二掺铒光纤放大器放大后输出。

所述的方法，发生四波混频效应的方法包括：

(1)四波混频全光波长转换器输出的转换光信号频率f_c由下式决定：

f_c＝2f_s-f_p或f_c＝2f_p-f_s

式中，f_s为信号光源输入端的光信号频率，即同步数字序列下行或上行发送端输出的光信号频率；f_p为泵浦光源发出的光信号频率；