一種基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光通信技術領域，具體涉及一種基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生裝置及方法的設計。
【背景技術】
[0002]進入21世紀以來，隨著互聯網業務的迅猛發展，IP數據量與業務量的爆炸式增長對通信網絡提出了更高的要求。雖然目前光通信主干網的傳輸容量已達到Tb/s量級，但作為光通信網中不可缺少的一個部分——交換節點，仍需對數據包進行光-電-光轉換與電域處理。由于電子交換和電信息處理速率已達到極限，因此大大制約了現有通信網絡的傳輸速率，造成了數據處理和傳輸的“電子瓶頸”。這導致光波長通道鏈路承載的速率信號在交換節點處需要進行速率匹配，進而造成交換節點成為整個通信網的瓶頸，兩個子網之間大量光-電接口適配和速率匹配操作降低了網絡資源利用率，進而降低了網絡性能與效率，增加了網絡成本。為解決這一問題，人們提出了光標記交換(OLS，Optical LabelSwitching)技術，以期在網絡核心節點處擺脫對電處理的依賴，實現能對信息進行全光交換和全光處理的全光網(AON，All-Optical Network)。在全光網中，信息從發送節點傳輸至接收節點的過程中，始終以光信號的形式存在，無需光電轉換，從而大幅提升網絡性能。
[0003]本世紀初，隨著對光碼分復用(OCDM，OpticalCode Divis1n Multiplexing)技術研宄的深入，光碼(OC:0ptical Code)的概念被逐步擴展至光標記交換領域中。作為一項最新的光標記交換技術，光碼標記技術的最大優勢在于:基于光碼分復用技術中的編/解碼原理，在光標記交換系統的核心節點處，利用全光相關器對光碼標記進行識別，并使用光閾值判決器與光控光開關完成對凈荷的轉發，從而可徹底擺脫光標記交換系統核心節點處的光-電-光轉換過程，在理論上實現真正的全光交換。
[0004]目前，在光碼分復用技術與光碼標記交換系統中，已有多種編碼方式可供選擇。光譜幅度碼(SAC，Spectral Amplitude Code)則作為一種一維頻域編碼方式，憑借其工作原理簡單，系統復雜度低，標記生成及識別容易實現等優點，已引起了眾多研宄者的關注，多種基于SAC編碼方式的新碼型也被陸續提出，并正在被廣泛應用于光碼標記交換系統中
[0005]2007年，加拿大McGi 11大學與Laval大學的研宄者首次將光譜幅度碼應用于光碼標記交換系統，并通過相關探測法對光譜幅度碼標記進行識別。目前，對光譜幅度碼標記交換系統的研宄仍處于起步階段，理論尚不成熟，還存在標記識別單元結構過于復雜、實現成本過高、分光損耗過大、系統承載凈荷速率過低、凈荷調制方式單一等缺點，尚需進行更深入的研宄。
[0006]在現有技術中，由于光譜幅度碼是一種一維頻域編碼方式，因此，在光譜幅度碼標記交換系統與光譜幅度碼-光碼分復用系統的標記生成器中，需要使用工作在不同波長的激光器陣列或寬帶光源，來產生多頻率光譜幅度碼信號。這導致光譜幅度碼標記交換系統出現了兩個致命缺點一標記發送端結構過于復雜與標記速率過低(目前，光譜幅度碼標記傳輸速率僅達到312Mb/s)。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了解決現有技術中光譜幅度碼標記交換系統標記發送端結構過于復雜以及標記速率過低的問題，提出了一種基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生裝置及方法。
[0008]本發明的技術方案為:一種基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生裝置，包括掃頻激光光源模塊、隨機數字信號發生器、法布里-珀羅可調光濾波器以及電光強度調制器；掃頻激光光源模塊、法布里-珀羅可調光濾波器和電光強度調制器依次連接，隨機數字信號發生器與電光強度調制器連接。
[0009]優選地，掃頻激光光源模塊包括鋸齒波函數發生器、分布式反饋激光器以及光頻率調制器；鋸齒波函數發生器、分布式反饋激光器分別與光頻率調制器連接，光頻率調制器的輸出端連接于法布里-珀羅可調光濾波器。
[0010]優選地，掃頻激光光源模塊的掃頻范圍由光頻率調制器的調頻范圍控制。
[0011]優選地，掃頻激光光源模塊的掃頻速率與鋸齒波函數發生器的函數信號產生速率一致。
[0012]優選地，鋸齒波函數發生器的函數信號產生速率與隨機數字信號發生器產生的電標記信號的傳輸速率一致。
[0013]本發明還提供了一種基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生方法，包括以下步驟:
[0014]S1、使用隨機數字信號發生器產生連續脈沖數字電信號序列，并將此電信號序列作為電標記信號輸入電光強度調制器；
[0015]S2、使用鋸齒波函數發生器產生與步驟SI中電標記信號速率相同的周期性變化鋸齒波函數電信號；
[0016]S3、使用分布式反饋激光器產生單頻率光源；
[0017]S4、將步驟S2中的鋸齒波函數電信號輸入光頻率調制器，使光頻率調制器對步驟S3中的單頻率光源進行頻率調制，生成發射功率恒定、工作頻率隨時間線性變化的掃頻激光光源；
[0018]S5、利用法布里-珀羅可調光濾波器的選頻特性，按照指定頻率間隔Af對步驟S4中的掃頻激光光源進行頻率選擇，生成功率恒定、頻率隨時間變化且頻率間隔為△ f的光譜幅度碼脈沖信號；
[0019]S6、將步驟S5中的光譜幅度碼脈沖信號輸入電光強度調制器，利用步驟SI中的電標記信號對其進行調制，生成并輸出多頻率光譜幅度碼標記信號。
[0020]本發明的有益效果是:本發明多頻率光譜幅度碼標記信號的產生過程只需通過一個激光器與一個可調光濾波器完成，這大大提高了光譜幅度碼標記交換系統編碼與標記速率的靈活性，簡化了光譜幅度碼標記生成單元結構，大幅提高了標記速率，同時該發明簡單易行，具有很強的實際可操作性。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明提供的基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生裝置結構示意圖。
[0022]圖2為法布里-珀羅可調光濾波器結構圖。
[0023]圖3為本發明中利用法布里-珀羅可調光濾波器產生多頻率光譜幅度碼標記的原理說明圖。
[0024]圖4為掃頻激光光源模塊信號工作頻率隨時間的變化曲線圖。
[0025]圖5為本發明提供的基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生方法流程圖。
[0026]圖6為本發明中掃頻激光光源經法布里-珀羅可調光濾波器選頻后產生的光譜幅度碼脈沖信號頻譜圖。
[0027]圖7為本發明中光譜幅度碼脈沖信號經電標記信號調制后生成的光譜幅度碼標記信號頻譜圖。
[0028]圖8為本發明中光譜幅度碼脈沖信號經電標記信號調制后生成的光譜幅度碼標記信號時域波形圖。
[0029]圖9為本發明中光譜幅度碼標記信號經解調后的電標記信號波形圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的說明。
[0031]本發明提供的基于可調光濾波器的光譜幅度碼標記產生裝置結構如圖1所示，包括掃頻激光光源模塊、隨機數字信號發生器、法布里-珀羅可調光濾波器以及電光強度調制器；掃頻激光光源模塊、法布里-珀羅可調光濾波器和電光強度調制器依次連接，隨機數字信號發生器與電光強度調制器連接。
[0032]其中，掃頻激光光源模塊作為光譜幅度碼標記的光源部分，用于產生功率恒定、工作頻率隨時間線性變化的掃頻光源，其包括鋸齒波函數發生器、分布式反饋激光器以及光頻率調制器，鋸齒波函數發生器、分布式反饋激光器分別與光頻率調制器連接，光頻率調制器的輸出端連接于法布里-珀羅可調光濾波器。
[0033]鋸齒波函數發生器用于產生周期性變化的鋸齒波函數電信號，且該周期與掃頻激光光源模塊的掃頻周期一致。
[0034]分布式反饋激光器用于產生單頻率光源信號，該光源信號與鋸齒波函數信號經光頻率調制器調制后，生成功率恒定、工作頻率隨時間線性變化的掃頻激光光源。
[0035]光頻率調制器用于對分布式反饋激光器產生的單頻率光源進行頻率調制，使單頻率光源的工作頻率產生線性變化。
[0036]隨機數字信號發