用于OFDM信号与奈奎斯特-WDM信号之间的全光转换的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于将光学N‑副载波OFDM输入信号转换为光学M‑信道奈奎斯特‑WDM输出信号的光信号转换器，包括：第一相位调制器，所述第一相位调制器可配置为施加线性调频；色散元件，所述色散元件可配置为施加二阶色散；以及第二相位调制器，所述第二相位调制器可配置为施加线性调频。还提供了类似的光学N‑信道奈奎斯特‑WDM输入信号到M‑副载波OFDM输出信号的光信号转换器，以及与这两种转换器相对应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】OFDM信号与奈奎斯特-WDM信号之间的全光转换
本专利技术涉及光学正交频分复用信号和光学奈奎斯特(Nyquist)波分复用信号，具体而言，涉及信号在两种类型之间的转换。
技术介绍
由于光通信网络的快速业务增长，已经做出了大量的努力来更有效地使用光纤的可用带宽。最近的研究将注意力集中在正交频分复用(OFDM)和奈奎斯特波分复用(奈奎斯特-WDM)，由于它们的高频谱效率(SE)，实现了信道间隔等于符号率。图1a例示了OFDM信号的频谱。它由在频域上重叠的紧密间隔的正弦形副载波组成。每个副载波的波形(未示出)基本上是方形的并且紧密地间隔开。图1b例示了奈奎斯特-WDM信号的频谱。它由紧密间隔但不重叠的个体信道组成。对于每个奈奎斯特-WDM信道，波形(未示出)是正弦形的并且在时间上重叠。这些复用技术已被用于说明具有Tbit/s容量的高SE超级信道。对于下一代通信系统，在OFDM网络和奈奎斯特-WDM网络之间切换的能力可能变得非常重要。然而，如果没有复杂的光/电/光(OEO)转换，这种功能目前是不可能的。正在针对商业通信系统研究奈奎斯特-WDM系统技术和OFDM系统技术。如果一起使用，具有在这两类系统之间转换信号的有效工具最有可能变得非常重要。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种用于将光学N-副载波OFDM输入信号转换为光学M-信道奈奎斯特-WDM输出信号的光信号转换器。OFDM到奈奎斯特-MDM转换器包括：-第一相位调制器，所述第一相位调制器可配置为将具有调频率(chirprate)K11的线性调频施加于OFDM输入信号以获得第一中间信号，-色散元件，所述色散元件被耦合以接收第一中间信号，并且可配置为将二阶色散D1施加于第一中间信号以获得第二中间信号，-第二相位调制器，所述第二相位调制器被耦合以接收第二中间信号，并且可配置为将具有调频率K12的线性调频施加于第二中间信号，其中：-根据(1-r1)·2πNfsΔvOFDM/M<K11<(1+r1)·2πNfsΔvOFDM/M来选择调频率K11，ΔvOFDM是OFDM输入信号的副载波间隔，fs是OFDM信号的符号率，并且参数r1满足0≤r1≤0.2，-根据(1-r1)·2πNfsΔvOFDM/M<K12<(1+r1)·2πNfsΔvOFDM/M来选择调频率K12，-根据来选择色散D1，并且-以fPM＝fs/M的重复率来施加相应的线性调频。这样的转换器能够提供所认为的“完全光学傅里叶变换”(完全OFT)。它同时实现了时间-频率转换和频率-时间转换，从而执行从输入到输出在时域分布(profile)和频谱分布之间的变换。它避免了OEO转换，因为整个变换是以光学的方式进行的。因此，本专利技术是一种(相对)简单的解决方案。当K11＝K12＝1/D1＝2πNfsΔvOFDM/M时，通常获得最大频谱效率。然而，当这些值与该值不同时，可以获得合理的转换效率，即，如第一方面的最宽泛实施例中所示，可以将r1选择为不同于0。因此，在该范围内的r1的选择不受制于最宽泛实施例中的任何特定的基本方法或条件。在实践中，r1的某个值将提供可能的最佳性能，因此可以有利地使用该值。如在本专利
中的许多其它情况下，如本领域技术人员将容易认识到的，部分地通过试错法来针对特定装置确定“可能的最佳性能”。在本说明书中稍后说明提供调频率和色散的示例。该示例使用四波混频来提供相位调制和色散补偿光纤以提供色散D1。注意，在使用本专利技术的第一方面期间，OFDM输入信号的副载波间隔和OFDM信号的符号率fs是已知的。然后使用上述方程式来确定调频率K11和K12及色散D1，然后将适当的硬件配置为提供所确定的调频率和色散。如上所述，本说明书后面的示例对本专利技术进行了说明。在具有长度Tpm＝1/fPM的相位调制窗口上施加相位调制。相位调制窗口优选地在符号之间开始和结束。在第二方面，本专利技术提供了一种用于将光学N-信道奈奎斯特-WDM输入信号转换为光学M-副载波OFDM输出信号的光信号转换器。奈奎斯特-WDM到OFDM转换器包括：-第一相位调制器，所述第一相位调制器可配置为将具有调频率K21的线性调频施加于奈奎斯特-WDM输入信号以获得第一中间信号，-色散元件，所述色散元件被耦合以接收第一中间信号，并且可配置为将二阶色散D2施加于第一中间信号以获得第二中间信号，-第二相位调制器，所述第二相位调制器被耦合以接收第二中间信号，并且可配置为将具有调频率K22的线性调频施加于第二中间信号，其中：-根据(1-r2)·2πNfsΔvN-WDM/M<K21<(1+r2)·2πNfsΔvN-WDM/M来选择调频率K21，ΔvN-WDM是奈奎斯特-WDM输入信号的信道间隔，fs是奈奎斯特-WDM信号的符号率，并且参数r2满足0≤r2≤0.2，-根据(1-r2)·2πNfsΔvN-WDM/M<K22<(1+r2)·2πNfsΔvN-WDM/M来选择调频率K22，-根据来选择色散D2，并且-以fPM＝fs/M的重复率来施加相应的线性调频。与第一方面类似，当K21＝K22＝1/D2＝2πNfsΔvN-WDM/M时，通常获得最大频谱效率。然而，同样的是，当这些值与该值不同时，可以获得合理的转换效率。r1、r2在从0到0.1的间隔中的实施例提供了较高的频谱效率。以上与r1的选择有关的讨论同样适用于r2的选择。它也适用于下面的其它方面。注意，在使用本专利技术的第二方面期间，奈奎斯特-WDM输入信号的信道间隔和奈奎斯特-WDM信号的符号率fs是已知的。使用上述方程式来确定调频率K21和K22及色散D2，然后将适当的硬件配置为提供所确定的调频率和色散。如上所述，本说明书后面的示例说明了本专利技术的第一方面。然而，从光学奈奎斯特-WDM输入信号到光学OFDM信号的考虑完全相同。由于与意于生成的信号的混频干扰而产生的信号，四波混频通常被认为是波分复用方案中的问题。即使这样，当第一中间信号是由光纤中输入信号与线性调频的第一泵浦脉冲的第一四波混频而产生的闲频信号，并且第二相位调制器提供光纤中第二中间信号与第二线性调频泵浦脉冲的第二四波混频时，光信号转换器的实施例在一些情况下被极大地简化。上述包括可配置为产生第一泵浦脉冲和第二泵浦脉冲的泵浦脉冲发生器的转换器是可以从一开始就优化四波混频过程的产品。它不需要提供外部设备来提供泵浦脉冲。此外，在这样的实施例中，可以针对作为本专利技术核心的转换器应用对相位调制器和色散元件进行优化。注意，在第一相位调制器中，输入信号和第一泵浦脉冲之间的相互作用生成了相对于输入信号相位共轭的闲频信号。如果将基于四波混频的实施例配置为使得第二泵浦脉冲适于基本上消除由第一四波混频产生的相位共轭，则基于四波混频的实施例更为有利。在这样的实施例中，输出信号相对于输入信号是非相位共轭的。输出信号相对于输入信号非相位共轭(即，不相位共轭)的原因很简单：第二泵浦脉冲在由第一泵浦脉冲生成的相位共轭之上提供了相位共轭，因此实际上抵消了该相位共轭。在一些情况下，第二泵浦脉冲例如可以通过使其在色散补偿光纤(DCF)中传播来适配。通过使用具有所述二阶色散的光纤作为色散元件，进一步简化了系统。本专利技术的第三方面提供一种用于将光学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将光学N‑副载波OFDM输入信号转换为光学M‑信道奈奎斯特‑WDM输出信号的光信号转换器(300)，包括：‑第一相位调制器(301)，所述第一相位调制器(301)能够被配置为将具有调频率K11的线性调频施加于所述OFDM输入信号以获得第一中间信号，‑色散元件(303)，所述色散元件(303)被耦合以接收所述第一中间信号，并且能够被配置为将二阶色散D1施加于所述第一中间信号以获得第二中间信号，‑第二相位调制器(305)，所述第二相位调制器(305)被耦合以接收所述第二中间信号，并且能够被配置为将具有调频率K12的线性调频施加于所述第二中间信号，其中：‑根据(1‑r1)·2πNfsΔvOFDM/M<K11<(1+r1)·2πNfsΔvOFDM/M来选择所述调频率K11，ΔvOFDM是所述OFDM输入信号的副载波间隔，fs是所述OFDM信号的符号率，并且参数r1满足0≤r1≤0.2，‑根据(1‑r1)·2πNfsΔvOFDM/M<K12<(1+r1)·2πNfsΔvOFDM/M来选择所述调频率K12，‑根据

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.10 EP 15158495.01.一种用于将光学N-副载波OFDM输入信号转换为光学M-信道奈奎斯特-WDM输出信号的光信号转换器(300)，包括：-第一相位调制器(301)，所述第一相位调制器(301)能够被配置为将具有调频率K11的线性调频施加于所述OFDM输入信号以获得第一中间信号，-色散元件(303)，所述色散元件(303)被耦合以接收所述第一中间信号，并且能够被配置为将二阶色散D1施加于所述第一中间信号以获得第二中间信号，-第二相位调制器(305)，所述第二相位调制器(305)被耦合以接收所述第二中间信号，并且能够被配置为将具有调频率K12的线性调频施加于所述第二中间信号，其中：-根据(1-r1)·2πNfsΔvOFDM/M<K11<(1+r1)·2πNfsΔvOFDM/M来选择所述调频率K11，ΔvOFDM是所述OFDM输入信号的副载波间隔，fs是所述OFDM信号的符号率，并且参数r1满足0≤r1≤0.2，-根据(1-r1)·2πNfsΔvOFDM/M<K12<(1+r1)·2πNfsΔvOFDM/M来选择所述调频率K12，-根据来选择所述色散D1，并且-以fPM＝fs/M的重复率来施加相应的线性调频。2.一种用于将光学N-信道奈奎斯特-WDM输入信号转换为光学M-副载波OFDM输出信号的光信号转换器(310)，包括：-第一相位调制器(311)，所述第一相位调制器(311)能够被配置为将具有调频率K21的线性调频施加于所述奈奎斯特-WDM输入信号以获得第一中间信号，-色散元件(313)，所述色散元件(313)被耦合以接收所述第一中间信号，并且能够被配置为将二阶色散D2施加于所述第一中间信号以获得第二中间信号，-第二相位调制器(315)，所述第二相位调制器(315)被耦合以接收所述第二中间信号，并且能够被配置为将具有调频率K22的线性调频施加于所述第二中间信号，其中：-根据(1-r2)·2πNfsΔvN-WDM/M<K21<(1+r2)·2πNfsΔvN-WDM/M来选择所述调频率K21，ΔvN-WDM是所述奈奎斯特-WDM输入信号的信道间隔，fs是所述奈奎斯特-WDM信号的符号率，并且参数r2满足0≤r2≤0.2，-根据(1-r2)·2πNfsΔvN-WDM/M<K22<(1+r2)·2πNfsΔvN-WDM/M来选择所述调频率K22，-根据来选择所述色散D2，并且-以fPM＝fs/M的重复率来施加相应的线性调频。3.根据权利要求1或2所述的光信号转换器，其中，所述第一中间信号是由光纤中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：关鹏宇，L·K·奥克森洛，
申请(专利权)人：关鹏宇，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK