密集波分复用的光源波长控制 【技术领域】
本发明涉及频道间隔很窄时波分复用(WDM)光通信系统中的光波长的稳定性。背景技术
对于通过各种网络而实现的大容量WDM(波分复用)光通信系统，有必要建立一种波分复用光通信类型，其中，目前的信道和频道间隔窄到只有几十GHz或是更少。这种类型的波分复用光通信也可参考DWDM(密集波分复用)或OFDM(光频分复用)的光通信。然而，在这种情况下，需要光源对频道波长进行高稳定性的、精确的控制。
现有的技术对使用滤光器的信道间的信道频率间隔进行稳定，其适合信道间的频率间隔大到100GHz时的情况。每个频道还需要一个频道锁定器，然而，频道锁定器很昂贵而且频道间隔误差很大，使用滤光器正常为±0.02mm(＝2.5GHz)。
双向的光通信系统应该具有精确控制反向传播信道间的频道间隔的能力，以避免反射问题。然而，这太困难了。因此，公用商业化的双向光通信系统采用较现有的单向通信系统大两倍的频道间隔。发明内容
本发明保持了WDM光通信系统中的光信道间的连续光信道频率间隔，该WDM光通信系统使用差频成分作为由不同信道的同时光检测器产生的控制信号，本发明还具有相同地频率作为交互信道的频率间隔。当传输速率比频道间隔小很多时，本发明允许光信道间的频道间隔减至几十GHz或更少。因此，有助于实现具有较窄频道间隔的用于WDM系统的光源。当本发明用于双向光通信系统中时，能减少瑞利散射、布里渊散射和各种光反射引起的信道间串话。
本发明保持了光信道间的连续光频率间隔，该光信道使用由信道的同时光检测器产生的差拍电流。由于本发明使用无线频率滤光器，因此能够实现密集波分复用(DWDM)中的频道间隔小于±100MHz的光源。像本发明使用廉价电滤波器的WDM系统中没有频道间隔稳定器。本发明能够使得收发波长略微不同于双向光通信，而且和单向系统相比，允许不增加频道间隔的双向通信系统。附图说明
图1所示为一种从两个光信道组中获得一个聚集光信道组的方法。
图2所示为一种可能的控制信号部分的结构。
图3所示为一种获得从两个使用它们频谱的光信道组中获得一个聚集光信道组的方法。
图4所示为本发明的一种双向光通信方案。具体实施方式
图1所示为在光通信网络节点上通过从两个任意的光信道组A1和B2中产生差频成分而获得一个聚集光信道组的方法，每个组由至少一个波分复用信道组成，两个信道组的信道频率间隔相同。然而，没有单独的固定装置，相对的光信道组间的信道频率间隔可因各种外部因素而改变。本发明中，光信道组A1和光信道组B2通过光耦合器3被快速光检测器4检测，产生几个对应于光信道频差的差频成分。差频成分被传到控制信号部分5，控制信号部分5为光信道组1和2之间的相对信道频率间隔产生一个控制信号。当光信道组A1和光信道组B2中至少一个的偏振状态未被确定好，上述差频成分也及时地无规则变化。在这种情况下，至少一个信道组中嵌入偏振控制器或偏振扰频器，以使控制信号部分5在工作频率范围内趋于稳定。控制信号部分5产生一个控制信号，使光信道组A1或光信道组B2的信道位置转移至上述差频处于理想值的位置。然后，两个光信道组之间的频道间隔正确地支持，以得到聚集光信道组。例如，如图2所示，控制信号部分5由无线频率放大器10、无线频率带通滤波器11和无线频率检测器12组成，其中，无线频率放大器10用于对两个光信道组1和2之间的无线频率差拍成分进行放大；无线频率带通滤波器11用于只在一个给定的范围内从上述无线频率放大器的输出中选择频率成分；无线频率检测器12用于通过对上述带通滤波器11的输出进行整流而产生控制信号。整流后电流或电压到达的峰值点上，相对的上述光信道组A1和光信道组B2之间的信道频率间隔被连续地支持。此时，可以采用例如对光信道组B2中的光源进行调整温度的方法。
例如，如图3所示，假设每个组中的信道数目是相同的，频道间隔fd，全部的信道频率被固定于具有最低信道频率值f1的光信道组A7的频谱上。而且，对光信道组B8的频谱，假设最低信道频率值为f1+δ，控制信号部分中的带通滤波器的中心频率为fbp。如果不使用图1中的控制电路，δ值就随时间无规则地波动，这里使用图1中的电路可以使δ等于fbp+mfd。m是一个绝对值小于光信道组的信道数目的整数值。M＝0时，被聚集光信道组9的频谱占用的光频率带宽几乎具有和每个光信道组频谱带宽相同的频谱带宽，却具有每个光信道组两倍的信道数目。因此，这种综合的光信道可作为DWDM或OFDM系统的光源。聚集光信道组可使用同样的方法和其他组相组合。在其他应用中，在不同节点上，光信道组1和2还可作为双向WDM光通信系统中的光源。例如，在图4所示的双向光传输系统中，假设来自光信道组A1的信号在节点A21被发送到节点B23，来自光信道组B2的信号在节点B23被发送到节点A23。而且，根据国际电信联盟电信标准部(ITU-T)的规则，假设光信道组A1具有现有的频率阵列。然后，光信道组B2的信道频率可从使用图1的光波长控制方法的光信道组A1略微地发生变化。通过这种方法，光纤中反向传播信道间由瑞利散射、受激布里渊散射和各种光反射引起的线间串话能被大大地减少，而且仅使用一束单模光纤就能实现双向WDM光通信。通过在节点B的参考光源和上述来自光信道组A1的传输信道，可获得组B2的差频成分。即使光信道组A1的信道位置不同于ITU-T标准，也同样可以。当信道组1和2中的光信道太多时，也能控制频道间隔，该频道间隔通过波分复用器或滤光器将信道组1和2分成较小的子信道组，还能单独地检测子信道组。
如果传输速率相对频道间隔足够低，上述装置能使得光信道间的频道间隔为几十GHz或更少。因此，上述装置有助于实现DWDM和OFDM光通信。尤其是，对于使用单模光纤进行通信的双向WDM光通信系统，通过光纤的反向传播信道波长彼此不同。这种装置用于使得反向传播信道波长略微不同。因此，无需扩大被光信道占用的光波段就能抑制收发信道间的线间串话。