CN111490831A - 波长转换器和执行波长转换的方法 - Google Patents

Abstract

波长转换器和执行波长转换的方法。一种波长转换器包括：第一相位调制单元，其被配置为根据第一相位调制信号对泵浦光执行相位调制；第二相位调制单元，其被配置为根据第二相位调制信号对信号光执行相位调制；波长转换单元，其被配置为对已经过相位调制的信号光和已经历相位调制的泵浦光进行复用，该波长转换单元被配置为根据泵浦光对信号光执行波长转换；检测单元，其被配置为从已经过相位调制的信号光和已经过相位调制的泵浦光检测调制分量；以及生成单元，其被配置为生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使检测到的调制分量最小化。

Description

波长转换器和执行波长转换的方法

技术领域

本文讨论的实施方式涉及长转换器和执行波长转换的方法。

背景技术

随着对通信的需求增加，例如，为了增加传输容量，增加了光纤的芯数、每波长的光信号的容量以及波分复用(WDM)信道的数量。

然而，由于例如铺设光纤的成本高，因此需要在不增加光纤芯数的情况下增加传输容量。为了增加传输容量，传输设备需要增加光信号容量和WDM信道的数量。然而，仅利用现有的通信频带(例如，常规通信频带(C-频带))，在传输容量的增加上存在限制。为了进一步增加传输容量，需要使用长波长范围内的长波长频带(L-频带)和短波长范围内的短波长频带(S-频带)。

然而，需要独立地开发用于例如L-频带和S-频带的光学部件(诸如，光收发器、波长复用器/解复用器以及光学放大器)。因此，与仅使用用于C-频带的光学部件的传输设备的成本相比，使用用于L-频带和S-频带的光学部件的传输设备的成本较高。通过使用波长转换器，可以利用使用C-频带光学部件的传输设备进行高容量传输。

另外，在波长转换器中，重要的是提高波长转换效率。然而，为了增加波长转换效率，需要提高泵浦光的功率。当高强度单色泵浦光被输入到光纤时，会发生受激布里渊散射(SBS)，在所述受激布里渊散射中，输入光向后散射并且不传播。例如，当使用具有小的芯直径的光纤(被称为高度非线性光纤)时，发生SBS的可能性增加。

因此，根据现有技术，通过对单色泵浦光执行约几百MHz至几GHz的相位调制来增加泵浦光的光谱宽度，从而抑制SBS。结果，高功率的泵浦光能够被输入到光纤。因此，可以可靠地获得高波长转换效率。

因此，在波长转换器中，对泵浦光和尚未经过波长转换的信号光执行相位调制，并且，已经过相位调制的信号光的调制分量和已经过相位调制的泵浦光的调制分量彼此抵消，从而减少了波长转换后信号光中的调制分量。这可以抑制波长转换后信号特性的劣化。

例如，作为现有技术，公开了日本特开第2001-318395号、第10-221656号和第11-225109号。

发明内容

然而，在波长转换器中，当尚未经过波长转换的信号光和泵浦光经过相位调制时，会产生已经过相位调制的信号光与已经过相位调制的泵浦光之间的相位定时的差异以及已经过相位调制的信号光与已经过相位调制的泵浦光之间的调制度的差异。因此，由于这些差异，在波长转换之后，调制分量保留在信号光中。结果，波长转换后的信号特性由于保留的调制分量而劣化。

根据一个方面，目的是提供一种可以抑制波长转换后信号特性的劣化的波长转换器等。

根据实施方式的一个方面，波长转换器包括：第一相位调制单元，其被配置为根据第一相位调制信号对泵浦光执行相位调制；第二相位调制单元，其被配置为根据第二相位调制信号对信号光执行相位调制；波长转换单元，其被配置为对已经过相位调制的信号光和已经过相位调制的泵浦光进行复用，该波长转换单元被配置为根据泵浦光对信号光执行波长转换；检测单元，其被配置为从已经过相位调制的信号光和已经过相位调制的泵浦光检测调制分量；以及生成单元，其被配置为生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使检测到的调制分量最小化。

本发明的有益效果

根据实施方式，可以抑制波长转换后信号特性的劣化。

附图说明

图1例示了根据第一实施方式的波分复用(WDM)系统的示例。

图2例示了根据第一实施方式的波长转换器的示例。

图3例示了检测单元的示例。

图4例示了由检测单元的滤光器执行的处理的示例。

图5例示了生成单元的示例。

图6例示了由生成单元执行的延迟调节之前和之后的频率强度的示例。

图7是例示了与调节处理有关的控制器的处理操作的示例的流程图。

图8例示了根据第二实施方式的波长转换器的示例。

图9例示了控制器的示例。

图10例示了相位差与电压生成单元的输出电压之间的关系的示例。

图11例示了第一延迟量与电压生成单元的输出电压之间的关系的示例。

图12例示了根据第三实施方式的波长转换器的示例。

图13例示了根据第四实施方式的波长转换器的示例。

具体实施方式

本文所公开的波长转换器等的实施方式将在下面参照附图详细地描述。所公开的技术不受实施方式的限制。以下描述的实施方式可以适当地组合，只要组合的实施方式彼此一致即可。

[第一实施方式]

图1例示了根据第一实施方式的波分复用(WDM)系统1的示例。图1所示的WDM系统1包括：第一传输设备2A、第二传输设备2B以及传输路径3(诸如，将第一传输设备2A和第二传输设备2B彼此联接的光纤等)。WDM系统1是发送诸如常规频带(C-频带)、长波长频带(L-频带)和短波长频带(S-频带)的不同频带的复用光的多频带系统。

第一传输设备2A包括第一发送组10A、第二发送组10B、第三发送组10C、第一波长转换器20A(20)、第二波长转换器20B(20)和波长复用器30。第一发送组10A包括多个C-频带发送器11、光复用器12和光学放大器13。发送器11将C-频带的不同波长的信号光输出到光复用器12。光学复用器12对来自发送器11的信号光进行复用，并将C-频带的第一复用光输出至光学放大器13。光学放大器13例如是掺铒光纤放大器(EDFA)。光学放大器13对第一复用光进行光学放大，并且将已经过光学放大的C-频带的第一复用光输出到第一波长转换器20A。

第二发送组10B包括多个C-频带发送器11、光复用器12和光学放大器13。发送器11将不同C-频带波长的信号光输出到光复用器12。光学复用器12对来自发送器11的信号光进行复用，并将C-频带的第一复用光输出到光学放大器13。光学放大器13对第一复用光进行光学放大，并且将已经过光学放大的C-频带的第一复用光输出到波长复用器30。

第三发送组10C包括多个C-频带发送器11、光复用器12和光学放大器13。发送器11将不同C-频带波长的信号光输出到光复用器12。光学复用器12对来自发送器11的信号光进行复用，并将C-频带的第一复用光输出到光学放大器13。光学放大器13对第一复用光进行光学放大，并且将已经过放大的C-频带的第一复用光输出到第二波长转换器20B。第一发送组10A、第二发送组10B和第三发送组10C在其中包括光学放大器13。然而，当来自光复用器12的第一复用光能够获得足够的功率时，第一发送组10A、第二发送组10B和第三发送组10C不必包括光学放大器13。与此相关的设置可以适当地更改。

第一波长转换器20A采用简并四波混频方法，以便对来自第一发送组10A的C-频带的第一复用光执行波长转换，以便通过使用泵浦光获得L-频带的第二复用光。第一波长转换器20A将波长转换后的L-频带的第二复用光输出到波长复用器30。

第二波长转换器20B采用简并四波混频方法，以便对来自第三发送组10C的C-频带的第一复用光执行波长转换，从而通过使用泵浦光获得S-频带的第三复用光。第二波长转换器20B将波长转换后的S-频带的第三复用光输出到波长复用器30。

波长复用器30对来自第二发送组10B的C-频带的第一复用光、来自第一波长转换器20A的L-频带的第二复用光以及来自第二波长转换器20B的S-频带的第三复用光进行复用，并将第一复用光至第三复用光输出到传输路径3。

第二传输设备2B包括波长解复用器40、第三波长转换器20C(20)、第四波长转换器20D(20)、第一接收组50A、第二接收组50B和第三接收组50C。波长解复用器40将通过传输路径3接收到的复用光解复用为C-频带的第一复用光、L-频带的第二复用光和S-频带的第三复用光。波长解复用器40将第一复用光输出到第二接收组50B，将第二复用光输出到第三波长转换器20C，并且将第三复用光输出到第四波长转换器20D。

第二接收组50B包括光学放大器51、光解复用器52和多个接收器53。光学放大器51对来自波长解复用器40的C-频带的第一复用光进行光学放大，并且将已经过光学放大的第一复用光输出到光解复用器52。光学放大器51例如是掺铒光纤放大器(EDFA)。光解复用器52将第一复用光解复用为相应波长的C-频带的信号光束，并将信号光输出到接收器53。

第三波长转换器20C通过使用泵浦光对来自波长解复用器40的L-频带的第二复用光执行波长转换，以便获得C-频带的第一复用光，并将波长转换后的C-频带的第一复用光输出到第一接收组50A。第一接收组50A包括光学放大器51、光解复用器52和多个接收器53。光学放大器51对来自第三波长转换器20C的波长转换后的C-频带的第一复用光进行光学放大，并且将已经过光学放大的第一复用光输出到光解复用器52。光解复用器52将第一复用光解复用为相应波长的C-频带的信号光束，并将信号光束输出到接收器53。第一发送组10A的发送器11以C-频带的相应任意波长与第一接收组50A的相应接收器53进行通信。例如，第一发送组10A的发送器11中的一个Tx-11和第一接收组50A的接收器53中的对应一个Rx-12使用相同波长C1的信号光，并且发送器11中的Tx-11以与接收器53中的Rx-12相同的波长C1发送信号光。同样地，第二发送组10B的发送器11以C-频带的相应任意波长与第二接收组50B的相应接收器53进行通信。例如，发送器11中的每个和接收器53中的对应一个形成使用相同波长的通信对。

第四波长转换器20D通过使用泵浦光将来自波长解复用器40的S-频带的第三复用光波长转换为C-频带的第一复用光，并将波长转换后的C-频带的第一复用光输出到第三接收组50C。第三接收组50C包括光学放大器51、光解复用器52和多个接收器53。光学放大器51对来自第四波长转换器20D的波长转换后的C-频带的第一复用光进行光学放大，并将已经过光学放大的第一复用光输出到光解复用器52。光解复用器52将第一复用光解复用为相应波长的C-频带的信号光束，并将信号光束输出到接收器53。第三发送组10C的发送器11以C-频带的相应任意波长与第三接收组50C的相应接收器53进行通信。例如，第三发送组10C的发送器11中的一个Tx-32和第三接收组50C的接收器53中的对应一个Rx-31使用相同波长C2的信号光，并且发送器11中的Tx-31以与接收器53中的Rx-32相同的波长C2发送信号光。例如，发送器11中的每个和接收器53中的对应一个形成使用相同波长的通信对。

图2例示了根据第一实施方式的波长转换器20的示例。为了便于描述，通过举例说明例如第一波长转换器20A来描述图2中所示的波长转换器20。图2所示的第一波长转换器20A包括：泵浦光源61、第一相位调制单元62、第二相位调制单元63、复用单元64、波长转换单元65、波长滤波器66、分光器67、检测单元68、控制器69和生成单元70。泵浦光源61生成泵浦光(例如，第一泵浦光)。第一相位调制单元62根据第一相位调制信号对来自泵浦光源61的第一泵浦光执行相位调制。结果，可以通过波长转换后的信号光中的相位调制来抑制受激布里渊散射(SBS)分量。第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对来自第一发送组10A的第一复用光执行相位调制。结果，可以通过波长转换后的信号光中的相位调制来抑制SBS分量。复用单元64对来自第一相位调制单元62的、已经过相位调制的第一泵浦光和来自第二相位调制单元63的、已经过相位调制的第一复用光进行复用。波长转换单元65包括例如高度非线性光纤(HNLF)等，并且对C-频带的第一复用光执行波长转换，以便通过使用来自复用单元64的第一复用光和第一泵浦光获得L-频带的第二复用光。结果，可以通过L-频带的第二复用光中的相位调制来抑制SBS分量。波长滤波器66发送来自波长转换单元65的波长转换后的第二复用光。分光器67将通过波长滤波器66传输的第二复用光光学分割到波长复用器30和检测单元68。

检测单元68从来自分光器67的第二复用光检测第一相位调制单元62和第二相位调制单元63的调制分量。调制分量包括已经过相位调制的信号光与已经过相位调制的泵浦光之间的相位定时的差异以及已经过相位调制的信号光与已经过相位调制的泵浦光之间的调制度的差异。控制器69根据检测单元68检测到的调制分量来控制生成单元70，以便使检测单元68检测到的调制分量最小化。生成单元70根据来自控制器69的控制信号生成用于调节第一相位调制单元62的第一相位调制信号和用于调节第二相位调制单元63的第二相位调制信号。

图3例示了检测单元68的示例。图3所示的检测单元68包括滤光器681和低速光电二极管(PD)68B。从已经由分光器67光学分割的第二复用光中提取调制分量的滤光器681展现出与波长有关的损耗。滤光器681发送第二复用光的调制分量，并将该调制分量输出到低速PD 682。低速PD 682是将调制分量转换为电的光电转换器。低速PD 682将已被转换为电的调制分量输出至控制器69。

图4例示了由检测单元68的滤光器681执行的处理的示例。滤光器681包括例如滤波器，诸如，具有减小特定波长的损耗的特性的波长滤波器或具有周期性损耗特性的滤波器。滤光器681将第二复用光的频率调制分量转换为强度调制分量，并且将该强度调制分量作为调制分量输出至低速PD 682。

图5例示了生成单元70的示例。图5所示的生成单元70包括：电压生成单元711、第一延迟单元721A、第一调节单元731A、第二延迟单元721B和第二调节单元731B。电压生成单元711根据来自控制器69的控制信号生成第一相位调制信号和第二相位调制信号。第一相位调制信号和第二相位调制信号是电压信号。第一延迟单元721A调节来自电压生成单元711的第一相位调制信号的延迟量，以调节经调节的第一相位调制信号的相位。第一调节单元731A调节电阻值，调节已经过由第一延迟单元721A进行的调节的第一相位调制信号的调制度，并且将已经过调节的第一相位调制信号输出到第一相位调制单元62。

第二延迟单元721B调节来自电压生成单元711的第二相位调制信号的延迟量，以调节经调节的第二相位调制信号的相位。第二调节单元731B调节电阻值，调节已经过由第二延迟单元721B进行的相位调节的第二相位调制信号的调制度，并且将已经过调节的第二相位调制信号输出到第二相位调制单元63。

图6例示了由生成单元70执行的延迟调节之前和之后的频率强度的示例。如图6所示，电压生成单元711调节第一延迟单元721A或第二延迟单元721B的延迟量，以便使调制分量(频率强度)最小化。电压生成单元711生成使调制分量最小化的第一相位调制信号和第二相位调制信号。例如，电压生成单元711生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的相位定时的差异以及泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的调制度的差异最小化。第一相位调制单元62根据第一相位调制信号对泵浦光执行相位调制，以便使复用单元64中的第一复用光的调制分量最小化(消除)。另外，第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制，以便使复用单元64中的泵浦光的调制分量最小化(消除)。电压生成单元711生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，使得彼此同相或彼此反相的泵浦光的调制分量和信号光的调制分量在复用单元64中彼此抵消。

接下来，描述了根据第一实施方式的波长转换器20的操作。第一波长转换器20A的第一相位调制单元62从泵浦光源61接收第一泵浦光，并且根据来自生成单元70的第一相位调制信号对第一泵浦光执行相位调制。第一相位调制单元62将已经过相位调制的第一泵浦光输出到复用单元64。

第二相位调制单元63从第一发送组10A接收第一复用光，并且根据来自生成单元70的第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制。第二相位调制单元63将已经过相位调制的第一复用光输出到复用单元64。复用单元64对已经过相位调节的第一泵浦光和已经过相位调节的第一复用光进行复用，并将复用光输出至波长转换单元65。

波长转换单元65从复用单元64接收第一泵浦光和第一复用光，对C-频带的第一复用光执行波长转换，以便通过使用第一泵浦光获得L-频带的第二复用光，并且将波长转换后的第二复用光通过波长滤波器66输出到分光器67。分光器67将第二复用光光学分割到波长复用器30和检测单元68。

检测单元68对已经被光学分割的第二复用光中的调制分量执行强度转换，并且将强度转换后的调制分量输出到控制器69。基于来自检测单元68的调制分量，控制器69将使调制成分最小的控制信号输出到生成单元70。生成单元70根据控制信号生成要施加到第一相位调制单元62的第一相位调制信号和要施加到第二相位调制单元63的第二相位调制信号。

第一相位调制单元62将第一相位调制信号施加到第一泵浦光通过的波导，以便调节第一泵浦光的相位。第二相位调制单元63将第二相位调制信号施加到第一复用光通过的波导，以便调节第一复用光的相位。波长转换单元65对已经过相位调节的第一复用光执行波长转换，以便通过使用已经过相位调节的第一泵浦光来获得第二复用光。结果，抑制了SBS，从而可以抑制第二复用光的信号特性的劣化。

图7是例示了与调节处理有关的控制器69的处理操作的示例的流程图。在图7中，控制器69监视由检测单元68检测到的频率强度(调制分量)(步骤S11)，并且基于监视的结果，将第一延迟单元721A的第一延迟量增加单个步长(步骤S12)。术语“单个步长”是指预定的延迟量。控制器69增加第一延迟量并且确定频率强度(调制分量)是否减小(步骤S13)。当频率强度(调制分量)减小时(步骤S13为肯定的)，控制器69返回步骤S12中的处理，以将第一延迟量进一步增加单个步长。

当频率强度(调制分量)没有减小时(步骤S13中为否定的)，控制器69取消第一延迟量的单个步长增加(步骤S14)，并且将第一延迟量减小单个步长(步骤S15)。控制器69减小第一延迟量并且确定频率强度(调制分量)是否减小(步骤S13)。当频率强度(调制分量)减小时(步骤S16为肯定的)，控制器69返回步骤S15中的处理，以将第一延迟量进一步减小单个步长。当频率强度(调制分量)没有减小时(步骤S16中为否定的)，控制器69取消第一延迟量的单个步长减小(步骤S17)，并且结束图7所示的处理操作。

执行调节处理的控制器69调节第一延迟量和第二延迟量，以便使频率强度(调制分量)最小化。这使已经过相位调制的泵浦光的调制分量与已经过相位调制的信号光的调制分量之间的相位定时的差异最小化。结果，由于使泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的相位定时的差异最小化，所以当然可以抑制波长转换后的信号光的SBS，并且进一步地，可以减小波长转换后的信号光的调制分量。

控制器69生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的调制度的差异最小化，以使调制分量最小化。结果，由于使泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的调制度的差异最小化，所以当然可以抑制波长转换后的信号光的SBS，并且进一步地，可以减小波长转换后的信号光的调制分量。

根据第一实施方式的第一波长转换器20A从波长转换后的第二复用光检测调制分量，并生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使调制分量最小化。结果，由于使来自第二复用光的调制分量最小化，所以第一波长转换器20A可以抑制第二复用光的信号特性的劣化。

第一波长转换器20A生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使已经过相位调节的第一泵浦光的调制分量与已经过相位调节的第一复用光(信号光)的调制分量之间的相位定时的差异最小化，并且使已经过相位调节的泵浦光的调制分量与已经过相位调节的信号光的调制分量之间的调制度的差异最小化。结果，信号光的调制分量与泵浦光的调制分量彼此抵消，并且使信号光的调制分量与泵浦光的调制分量之间的相位定时的差异以及信号光的调制分量与泵浦光的调制分量之间的调制度的差异最小化。因此，第一波长转换器20A可以抑制第二复用光的信号特性的劣化。

是否改变了相位定时的同步的控制或调制度的控制，在检测到的调制分量中没有差异。因此，当同时控制相位定时的同步和调制度二者时，不一定通过最佳点。因此，当执行控制时，仅改变相位定时的同步和调制度中的一个。另外，当达到最佳点时，相位定时的同步和调制度被交替控制。

在根据第一实施方式的示例性第一波长转换器20A中，通过使用检测单元68从波长转换单元65中的波长转换后的第二复用光检测调制分量。这也适用于第二波长转换器20B、第三波长转换器20C和第四波长转换器20D。例如，第二波长转换器20B通过使用其检测单元68从其波长转换单元65中的波长转换后的第三复用光检测调制分量。另外，第三波长转换器20C和第四波长转换器20D通过使用相应检测单元68从相应波长转换单元65中的波长转换后的第一复用光检测调制分量。

根据第一实施方式的示例性第一波长转换器20A从波长转换单元65中的波长转换后的第二复用光检测调制分量，并调节第一相位调制单元62和第二相位调制单元63，以便使调制分量最小化。然而，这不是限制性的。例如，可以调节第一相位调制单元62和第二相位调制单元63，使得在波长转换之前已在第一相位调制单元62中经过相位调制的泵浦光与在波长转换之前已在第二相位调制单元63中经过相位调制的泵浦光的调制分量的差异最小化。下面将这个实施方式描述为第二实施方式。

[第二实施方式]

图8例示了根据第二实施方式的波长转换器20的示例。为了便于描述，图8中所示的波长转换器20例如通过举例说明第一波长转换器20A1来描述。第一波长转换器20A1包括泵浦光源61、第一相位调制单元62、第二相位调制单元63、复用单元滤波器68164、波长转换单元65和波长滤波器66。另外，第一波长转换器20A1包括第一光学开关(SW)71、第二光学SW72、第一分光器73A、第二分光器73B、第一检测单元68A、第二检测单元68B、控制器69A和生成单元70A。

第一光学SW 71被设置在泵浦光源61与第一相位调制单元62之间，对来自泵浦光源61的泵浦光进行光学分割，并且将光学分割后的泵浦光输出到第一相位调制单元62和第二光学SW 72。为了便于描述，将输入到第一相位调制单元62的泵浦光称为第一泵浦光，并且将输入到第二光学SW 72的泵浦光称为第二泵浦光。第二光学SW 72被设置在第一发送组10A的光学放大器13与第二相位调制单元63之间，并且通过在第二泵浦光与第一复用光之间切换输出来将来自第一光学SW 71的第二泵浦光或来自光学放大器13的第一复用光输出至第二相位调制单元63。例如，在开始操作之前，第二光学SW 72执行切换以将第一泵浦光从第一光学SW 71输出到第二相位调制单元63，并且在开始操作之后，第二光学SW 72执行切换以将第一复用光从光学放大器13输出到第二相位调制单元63。

第一分光器73A被设置在第一相位调制单元62与复用单元64之间，对已在第一相位调制单元62中经过相位调制的第一泵浦光进行光学分割，并且将经过光学分割的第一泵浦光输出到复用单元64和第一检测单元68A。第二分光器73B被设置在第二相位调制单元63与复用单元64之间，对已在第二相位调制单元63中经过相位调制的第二泵浦光或第一复用光进行光学分割，并且将已经过光学分割的第二泵浦光或第一复用光输出到复用单元64和第二检测单元68B。

第一检测单元68A检测已经过由第一分光器73A执行的分光的第一泵浦光的第一调制分量。第二检测单元68B检测已经过由第二分光器73B执行的分光的第二泵浦光的第二调制分量。控制器69A将用于生成相位调制信号的控制信号输出到生成单元70A，利用该相位调制信号，基于由第一检测单元68A检测的第一调制分量和由第二检测单元68B检测的第二调制分量之间的差异，使第一调制分量与第二调制分量之间的差异(例如，相位差)最小化。生成单元70A根据来自控制器69A的控制信号生成要施加到第一相位调制单元62中的波导的第一相位调制信号和要施加到第二相位调制单元63中的波导的第二相位调制信号。

第一相位调制单元62根据第一相位调制信号对第一泵浦光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一泵浦光输出到第一分光器73A。在开始操作之前，第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第二泵浦光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第二泵浦光输出到第二分光器73B。在开始操作之后，第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一复用光输出到第二分光器73B。在开始操作之后，复用单元64将已经过相位调制并且已经由第一分光器73A分割的第一泵浦光与已经过相位调制并且已经由第二分光器73B分割的第一复用光进行复用，并且复用单元64将复用光输出到波长转换单元65。在开始操作之后，波长转换单元65接收已经过相位调制的第一泵浦光和已经过相位调制的第一复用光，并且对第一复用光执行波长转换，以便通过使用第一泵浦光获得第二复用光。

图9例示了根据第二实施方式的波长转换器69A的示例。图9所示的控制器69A包括相位比较单元81。相位比较单元81将来自第一检测单元68A的第一调制分量和来自第二检测单元68B的第二调制分量彼此进行比较，并输出第一调制分量和第二调制分量之间的相位差。

图10例示了相位差与电压生成单元711的输出电压之间的关系的示例。电压生成单元711从控制器69A的相位比较单元81检测相位差，并生成与该相位差相对应的输出电压(相位调制信号)，如图10所示。图11例示了第一延迟量与电压生成单元711的输出电压(相位调制信号)之间的关系的示例。电压生成单元711生成与输出电压(第一相位调制信号)相对应的第一延迟量。电压生成单元711还生成与输出电压(第二相位调制信号)相对应的第二延迟量。

接下来，描述了根据第二实施方式的第一波长转换器20A1的操作。在开始操作之前，第一波长转换器20A1的第一光学SW 71和第二光学SW 72执行切换以将第二泵浦光输出到第二相位调制单元63。第二相位调制单元63接收已经通过第二光学SW 72的第二泵浦光，并且对已经输入到其中的第二泵浦光执行相位调制。第二相位调制单元63将已经过相位调制的第二泵浦光输出到第二分光器73B。第二检测单元68B检测通过第二分光器73B的、已经过相位调制的第二泵浦光的第二调制分量。

第一相位调制单元62从第一光学SW 71接收第一泵浦光，并且对已经输入到其中的第一泵浦光执行相位调制。第一相位调制单元62将已经过相位调制的第一泵浦光输出到第一分光器73A。第一检测单元68A检测通过第一分光器73A的、已经过相位调制的第一泵浦光的第一调制分量。

控制器69A将来自第一检测单元68A的第一调制分量与来自第二检测单元68B的第二调制分量进行比较，生成使调制分量之间的差异最小化的控制信号，并将所生成的控制信号输出至生成单元70A。生成单元70A根据控制信号生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，并将第一相位调制信号和第二相位调制信号分别输入到第一相位调制单元62和第二相位调制单元63。

随着操作的开始，当使调制分量之间的差异最小化时，控制器69A对第一光学SW71和第二光学SW 72执行切换控制，以将第一光学SW 71的输出切换到第一相位调制单元62侧并且将第二光学SW 72的输入切换到第一发送组10A侧。第二光学SW 72将第一复用光输出到第二相位调制单元63。第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一复用光通过第二分光器73B输出到复用单元64。

第一相位调制单元62根据第一相位调制信号对第一泵浦光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一泵浦光通过第一分光器73A输出到复用单元64。复用单元64对已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光和已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第一复用光进行复用，并将已被复用的第一泵浦光和第一复用光输出到波长转换单元65。波长转换单元65对第一复用光执行波长转换，以便根据第一泵浦光获得第二复用光，并将波长转换后的第二复用光输出到波长滤波器66。结果，第一波长转换器20A1可以在抑制SBS的情况下输出第二复用光。

在根据第二实施方式的第一波长转换器20A1中，在开始操作之前，执行切换以将泵浦光的部分输入到第二相位调制单元63，并且从已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光检测第一调制分量。另外，在第一波长转换器20A1中，从已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第二泵浦光检测第二调制分量。第一波长转换器20A1生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使第一调制分量和第二调制分量之间的差异最小化。结果，由于使来自第二复用光的调制分量最小化，所以第一波长转换器20A1可以抑制开始操作之后第二复用光的信号特性的劣化。

第一波长转换器20A1在开始操作之前生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使第一调制分量与第二调制分量之间的相位定时的差异以及第一调制分量与第二调制分量之间的调制度的差异最小化。结果，在开始操作之后，在第一波长转换器20A1中，信号光的调制分量与泵浦光的调制分量彼此抵消，并且使信号光的调制分量与泵浦光的调制分量之间的相位定时的差异以及信号光的调制分量与泵浦光的调制分量之间的调制度的差异最小化。因此，可以抑制开始操作之后第二复用光的信号特性的劣化。

尽管根据第二实施方式的第一波长转换器20A1例示了对第一复用光执行波长转换以便获得第二复用光的情况，但是这并非限制性的。这可以适当地改变。例如，这也适用于第二波长转换器20B、第三波长转换器20C和第四波长转换器20D。

利用根据第二实施方式的第一波长转换器20A1例示了以下情况：在开始操作之前，泵浦光被输入到第一相位调制单元62和第二相位调制单元63；并且将已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光的第一调制分量与已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第二泵浦光的第二调制分量进行比较。然而，比较不限于已经过相位调制的泵浦光的调制分量之间的比较。可以将已经过相位调制的泵浦光的调制分量与已经过相位调制的复用光的调制分量进行比较。下面将这样的实施方式描述为第三实施方式。

[第三实施方式]

图12例示了根据第三实施方式的第一波长转换器20A2的示例。与根据第二实施方式的第一波长转换器20A1的元件相同的那些元件由相同的附图标记表示，从而省略了该元件及其操作的重复描述。图9中所示的第一波长转换器20A1与图12所示的第一波长转换器20A2之间的差异为：在第一波长转换器20A2中，去除了第一光学SW 71和第二光学SW 72，并且将已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光的调制分量与已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第一复用光的调制分量进行比较。

第一相位调制单元62从泵浦光源61接收第一泵浦光，并且对已经输入到其中的第一泵浦光执行相位调制。第一相位调制单元62将已经过相位调制的第一泵浦光输出到第一分光器73A。第一检测单元68A1检测已经过相位调制的第一泵浦光的第一调制分量。

第二相位调制单元63从光学放大器13接收第一复用光，并且对已经输入到其中的第一复用光执行相位调制。第二相位调制单元63将已经过相位调制的第一复用光输出到第二分光器73B。第二检测单元68B1检测已经过相位调制的第一复用光的第三调制分量。

控制器69B将来自第一检测单元68A1的第一调制分量与来自第二检测单元68B1的第三调制分量进行比较，生成使调制分量之间的差异最小化的控制信号，并将所生成的控制信号输出至生成单元70B。生成单元70B根据控制信号生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，并将第一相位调制信号和第二相位调制信号分别输入到第一相位调制单元62和第二相位调制单元63。

第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一复用光通过第二分光器73B输出到复用单元64。第二相位调制单元62根据第一相位调制信号对第一泵浦光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一泵浦光通过第一分光器73A输出到复用单元64。复用单元64对已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光和已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第一复用光进行复用，并将已被复用第一复用光和第一泵浦光输出到波长转换单元65。波长转换单元65对第一复用光执行波长转换，以便根据第一泵浦光获得第二复用光，并将波长转换后的第二复用光输出到波长滤波器66。结果，第一波长转换器20A2可以在抑制SBS的情况下输出第二复用光。

在根据第三实施方式的第一波长转换器20A2中，从已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光检测第一调制分量，并且从已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第一复用光检测第三调制分量。第一波长转换器20A2生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使第一调制分量和第三调制分量之间的差异最小化。结果，由于使来自第二复用光的调制分量最小化，所以第一波长转换器20A2可以抑制第二复用光的信号特性的劣化。

第一波长转换器20A2生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使第一调制分量与第三调制分量之间的相位定时的差异以及第一调制分量与第三调制分量之间的调制度的差异最小化。结果，在第一波长转换器20A2中，信号光的调制分量与泵浦光的调制分量彼此抵消，并且使信号光的调制分量与泵浦光的调制分量之间的相位定时的差异以及信号光的调制分量与泵浦光的调制分量之间的调制度的差异最小化。因此，可以抑制第二复用光的信号特性的劣化。

尽管根据第三实施方式的第一波长转换器20A2例示了对第一复用光执行波长转换以便获得第二复用光的情况，但是并不限于此。这可以适当地改变。例如，这也适用于第二波长转换器20B、第三波长转换器20C和第四波长转换器20D。

根据第一实施方式的波长转换器20例示了从波长转换单元65中的波长转换后的第二复用光检测调制分量的情况。然而，在开始操作之前，可以将来自第一发送组10A的第一复用光的调制分量与来自本地光源的本地光的调制分量进行比较。下面将这个实施方式描述为第四实施方式。

[第四实施方式]

图13例示了根据第三实施方式的第一波长转换器20A3的示例。与根据第三实施方式的第一波长转换器20A2的元件相同的那些元件由相同的附图标记表示，从而省略了该元件及其操作的重复描述。图13所示的第一波长转换器20A3包括泵浦光源61、第一相位调制单元62、第二相位调制单元63、第一分光器73A、第二分光器73B、复用单元64、波长转换单元65和波长滤波器66。另外，第一波长转换器20A3包括本地光源75、光学SW 76、第四光电耦合器77、外差PD 78、控制器69C和生成单元70C。

在开始操作之前使用本地光源75，生成本地光，并且将所生成的本地光输出到光学SW 76。例如，当本地光耦合到第一发送组10A时，本地光是在从第一发送组10A输出的第一复用光的波长范围内的任意波长的信号光。

光学SW 76将来自泵浦光源61的第一泵浦光或来自本地光源75的本地光输出到第一相位调制单元62。在开始操作之前，光学SW 76执行切换以将来自本地光源75的本地光输出到第一相位调制单元62，并且在开始操作之后，光学SW 76执行切换以将第一泵浦光从泵浦光源61输出到第一相位调制单元62。在开始操作之前，第一相位调制单元62根据第一相位调制信号对本地光执行相位调制，并且将已经过相位调制的本地光输出到第一分光器73A。在开始操作之前，第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一复用光输出到第二分光器73B。

第四光电耦合器77将已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的来自第一分光器73A的本地光与已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的来自第二分光器73B的信号光进行复用，并将已经过相位调制的复用光输出到外差PD 78。外差PD 78检测由已经过相位调制的复用光引起的差频分量，并将该差频分量输出到控制器69C。基于差频分量，控制器69C将用于生成第一相位调制信号和第二相位调制信号的控制信号输出到生成单元70C，以便使本地光的调制分量和信号光的调制分量最小化。

生成单元70C根据控制信号生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，并将第一相位调制信号和第二相位调制信号分别输入到第一相位调制单元62和第二相位调制单元63。在开始操作之后，控制器69C将光学SW 76的输入从本地光源75切换到泵浦光源61，并且在切换后将第一泵浦光输出到第一相位调制单元62。

第一相位调制单元62根据第一相位调制信号对第一泵浦光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一泵浦光通过第一分光器73A输出到复用单元64。第二相位调制单元63根据第二相位调制信号对第一复用光执行相位调制，并且将已经过相位调制的第一复用光通过第二分光器73B输出到复用单元64。复用单元64对已经过第一相位调制单元62执行的相位调制的第一泵浦光和已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的第一复用光进行复用，并将已被复用第一泵浦光和第一复用光输出到波长转换单元65。波长转换单元65对第一复用光执行波长转换，以便根据第一泵浦光获得第二复用光，并在波长转换后将第二复用光输出到波长滤波器66。结果，第一波长转换器20A3可以在抑制SBS的情况下输出第二复用光。

在根据第四实施方式的第一波长转换器20A3中，在开始操作之前，执行切换以将本地光输入到第一相位调制单元62。对经过通过切换输入本地光的第一相位调制单元62执行的相位调制的本地光与已经过第二相位调制单元63执行的相位调制的信号光进行复用，从而检测到差频分量。第一波长转换器20A3生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使差频分量最小化。结果，由于使来自第二复用光的调制分量最小化，所以第一波长转换器20A3可以抑制开始操作之后第二复用光的信号特性的劣化。

第一波长转换器20A3生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的相位定时的差异以及泵浦光的调制分量与信号光的调制分量之间的调制度的差异最小化。结果，在开始操作之后，在第一波长转换器20A3中，信号光的调制分量与泵浦光的调制分量彼此抵消，并且使已经过相位调制的泵浦光的调制分量与已经过相位调制的信号光的调制分量之间的相位定时的差异以及调制度的差异最小化。因此，可以抑制第二复用光的信号特性的劣化。

在上述实施方式中，例如，例示了对C-频带的复用光执行波长转换以便获得L-频带的复用光的波长转换器20。然而，由本实施方式转换的光的类型不限于复用光。本实施方式例可以应用于对C-频带的信号光执行波长转换以便获得L-频带的信号光的波长转换器。本实施方式可以适当地改变。为了便于描述，将C-频带用作参考。然而，本实施方式可以应用于对S-频带执行波长转换以获便得L-频带或对在L-频带执行波长转换以便获得S-频带的传输系统。本实施方式可以适当地改变。

在根据上述实施方式的WDM系统1中，用于波长转换器20的泵浦光可以用于诸如光学放大器的光学部件，并且可以适当地改变。

波长转换器20通过经由非线性光纤传播复用光和泵浦光来将复用光转换成任意波长频带，并且可以使用FM调制(或PM调制)的泵浦光。

上述实施方式例示了一种系统，该系统使用用于C-频带的光学部件并对C-频带的复用光执行波长转换，以便获得S-频带或L-频带的复用光，并将所获得的复用光发送到传输路径3。然而，上述实施方式也适用于使用用于S-频带的光学部件并对S-频带的复用光执行波长转换以便获得C-频带或L-频带的复用光并将所获得的复用光发送到传输路径3的系统，或者使用用于L-频带光学部件并对L-频带的复用光执行波长转换以便获得C-频带或S-频带的复用光并将所获得的复用光发送到传输路径3的系统。

尽管根据上述实施方式例示了使用C-频带、L-频带和S-频带的情况，但是所使用的频带不限于C-频带、L-频带和S-频带。上述实施方式可应用于例如原始频带(O-频带)、扩展频带(E-频带)和超长波长频带(U-频带)并且可以适当地改变。

在以波长转换器20为例的情况下，调节第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便生成已经被调节的第一相位调制信号和第二相位调制信号使得波长转换后的信号光的调制分量最小化。可以进行调节使得彼此同相或彼此反相的相位的调制分量彼此抵消，以便在波长转换之后使调制分量最小化。这可以适当地改变。

波长转换器20例示了使用单波长激发光执行波长转换的情况。然而，所使用的激发光不限于单波长激发光。可以使用两波长激发光来执行波长转换。

所示的部件的元件不必如图中所示地物理配置。例如，每个部件的分离和集成的示例性形式不限于附图中所示的形式，并且其全部或部分可以通过根据各种负载、使用情况等以任何单元在功能上或物理上进行分离或集成来配置。

Claims (9)

1.一种波长转换器，所述波长转换器包括：

第一相位调制单元，所述第一相位调制单元被配置为根据第一相位调制信号对泵浦光执行相位调制；

第二相位调制单元，所述第二相位调制单元被配置为根据第二相位调制信号对信号光执行相位调制；

波长转换单元，所述波长转换单元被配置为将已经过所述相位调制的信号光与已经过所述相位调制的泵浦光进行复用，所述波长转换单元配置为根据所述泵浦光对所述信号光执行波长转换；

检测单元，所述检测单元被配置为从已经过所述相位调制的信号光和已经过所述相位调制的泵浦光检测调制分量；以及

生成单元，所述生成单元被配置为生成第一相位调制信号和第二相位调制信号，以便使检测到的调制分量最小化。

2.根据权利要求1所述的波长转换器，其中，

所述检测单元被设置在所述波长转换单元之后的一级处，并从波长转换后的信号光检测所述调制分量。

3.根据权利要求1所述的波长转换器，所述波长转换器还包括：

开关单元，所述开关单元通过在所述信号光和所述泵浦光的部分之间将输入切换到所述第二相位调制单元来将所述信号光或所述泵浦光的所述部分输入到所述第二相位调制单元，其中，

所述检测单元包括：

第一检测单元，所述第一检测单元被设置在所述第一相位调制单元与所述波长转换单元之间，并且所述第一检测单元从所述调制分量检测所述泵浦光的第一调制分量；以及

第二检测单元，所述第二检测单元被设置在所述第二相位调制单元与所述波长转换单元之间，并且所述第二检测单元从所述泵浦光被输入到的所述第二相位调制单元检测所述泵浦光的第二调制分量，所述开关单元的输入被切换到所述泵浦光，其中，

所述生成单元生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号，以便使所述第一调制分量与所述第二调制分量之间的差异最小化。

4.根据权利要求1所述的波长转换器，其中，

所述检测单元包括：

第一检测单元，所述第一检测单元被设置在所述第一相位调制单元与所述波长转换单元之间，并从所述调制分量检测所述泵浦光的第一调制分量；以及

第二检测单元，所述第二检测单元被设置在所述第二相位调制单元与所述波长转换单元之间，并从所述调制分量检测所述信号光的第二调制分量，并且其中，

所述生成单元生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号，以便使所述第一调制分量与所述第二调制分量之间的差异最小化。

5.根据权利要求1所述的波长转换器，所述波长转换器还包括：

开关单元，所述开关单元通过在本地光和所述泵浦光的部分之间将输入切换到所述第一相位调制单元来将与所述信号光或所述泵浦光的所述部分相同的本地光输入到所述第一相位调制单元，其中，

所述检测单元包括：

第三检测单元，所述第三检测单元对通过所述开关单元执行的切换而输入到所述第一相位调制单元并且已经过所述第一相位调制单元执行的相位调制的本地光与已经过所述第二相位调制单元执行的相位调制的信号光进行复用，以便检测差频分量，并且其中，

所述生成单元生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号，以便使所述差频分量最小化。

6.根据权利要求1所述的波长转换器，其中，

所述生成单元生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号，以便使已经过所述相位调制的信号光与已经过所述相位调制的泵浦光之间的调制度的差异最小化并且使已经过所述相位调制的信号光与已经过所述相位调制的泵浦光之间的相位定时的差异最小化。

7.一种执行波长转换的方法，所述方法包括以下步骤：

根据第一相位调制信号对泵浦光执行相位调制；

根据第二相位调制信号对信号光执行相位调制；

将已经过所述相位调制的信号光与已经过所述相位调制的泵浦光进行复用，并且根据所述泵浦光对所述信号光执行波长转换；

从已经过所述相位调制的信号光和已经过所述相位调制的泵浦光检测调制分量；以及

生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号，以便使检测到的调制分量最小化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

检测所述调制分量的步骤从波长转换后的信号光检测所述调制分量。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，

检测所述调制分量的步骤包括：

从所述调制分量检测所述泵浦光的第一调制分量；以及

从所述调制分量检测所述信号光的第二调制分量，并且其中，

生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号的步骤生成所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号，以便使所述第一调制分量与所述第二调制分量之间的差异最小化。

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