具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明实施例提供了一种双通道全光波长转换方法，图1为本发明实施例中一种双通道全光波长转换方法的流程图，图2为本发明实施例中双通道全光波长转换的原理结构示意图，结合图1和图2，请参照图1和图2，该方法包括以下几个步骤：

步骤S101，第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器耦合、第一放大器，再经过第一环形器的沿第一注入方向注入高非线性光纤；

步骤S102，第二信号光和第二泵浦光经过第二光耦合器耦合、第二放大器，再经过第二环形器沿第二注入方向注入高非线性光纤；所述第一注入方向与所述第二注入方向的方向相反；

步骤S103，注入高非线性光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号；

步骤S104，所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出；所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器耦合、第一放大器，再经过第一环形器的沿第一注入方向注入高非线性光纤；第二信号光和第二泵浦光经过第二光耦合器耦合、第二放大器，再经过第二环形器沿第二注入方向注入高非线性光纤；所述第一注入方向与所述第二注入方向的方向相反；注入高非线性光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号；所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出；所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出。

具体的，两路信号光和泵浦光以50:50耦合经放大器放大后经环形器沿相反方向注入高非线性光纤(HNLF)，在光纤中相反方向的两路信号因四波混频效应分别产生两束新波长，经过环形器输出口输出。因此，采用反向传输结构避免了信号间因交叉相位调制(XPM)和四波混频效应(FWM)导致的信号串扰的问题。并且不同的光信号经过环形器从相反的方向进入光纤，在光纤中进行基于非线性效应的全光信号处理后再由环形器输出。

环形器是一种使电磁波单向环形传输的器件，在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向环行特性的器件。环形器的原理依然是磁场偏置铁氧体材料各向异性特性。微波结构有微带式、波导式、带状线和同轴式，其中以微带三端环形器用的最多，用铁氧体材料作介质，上置导带结构，加恒定磁场，就具有环行特性。如果改变偏置磁场的方向，环行方向就会改变。

需要说明的是，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰。在只使用一段HNLF的情况下完成两路信号的全光波长转换处理，也可对于一路信号同时进行两种不同的信号处理，具有多通道光信号的全光信号处理能力，对于探索降低复杂光网络节点复杂度，提高全光信号处理效率方法具有一定积极意义。其次，基于双向结构光纤中的交叉相位调制XPM、自相位调制SPM和四波混频效应FWM等非线性效应也可以实现时分复用信号(OTDM)全光解复用、2R或3R全光再生、全光逻辑门、码型转换等。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述第一环形器和第二环形器为至少具有三个端口的环形器；

当所述第一环形器和所述第二环形器为三个端口的环形器时；所述第一环形器包括：第一端口、第二端口和第三端口；所述第二环形器包括：第四端口、第五端口和第六端口；

所述再经过第一环形器的沿第一注入方向注入高非线性光纤，包括：

再经第一环形器的第一端口输入，经由第二端口输出注入高非线性光纤；

相应的，所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出，包括：

所述两束第一新波长光信号经由第一环形器的第二端口输入，经由第三端口输出；

所述再经过第二环形器沿第二注入方向注入高非线性光纤，包括：

再经第二环形器的第四端口输入，经由第五端口输出注入高非线性光纤；

相应的，所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出，包括：

所述两束第二新波长光信号经由第二环形器的第五端口输入，经由第六端口输出。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述第一环形器和第二环形器为至少具有三个端口的环形器；当所述第一环形器和所述第二环形器为三个端口的环形器时；所述第一环形器包括：第一端口、第二端口和第三端口；所述第二环形器包括：第四端口、第五端口和第六端口。再经第一环形器的第一端口输入，经由第二端口输出注入高非线性光纤；所述两束第一新波长光信号经由第一环形器的第二端口输入，经由第三端口输出，再经第二环形器的第四端口输入，经由第五端口输出注入高非线性光纤；所述两束第二新波长光信号经由第二环形器的第五端口输入，经由第六端口输出。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器耦合，包括：

所述第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器以50：50的比例进行光耦合；

所述第二信号光和第二泵浦光经过第二光耦合器耦合，包括：

所述第二信号光和第二泵浦光经过第二光耦合器以50：50的比例进行光耦合。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器耦合，包括：所述第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器以50：50的比例进行光耦合；所述第二信号光和第二泵浦光经过第二光耦合器耦合，包括：所述第二信号光和第二泵浦光经过第二光耦合器以50：50的比例进行光耦合。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例4：

在实施例1的基础上，所述经过第一环形器的沿第一注入方向注入高非线性光纤，包括：

经过第一环形器的沿第一注入方向注入掺杂石墨烯材料的双向结构光纤；

所述经过第二环形器沿第二注入方向注入高非线性光纤，包括：

经过第二环形器沿第二注入方向注入掺杂石墨烯材料的双向结构光纤；

相应的，注入高非线性光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号，包括：

注入掺杂石墨烯材料的双向结构光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述经过第一环形器的沿第一注入方向注入高非线性光纤，包括：经过第一环形器的沿第一注入方向注入掺杂石墨烯材料的双向结构光纤；所述经过第二环形器沿第二注入方向注入高非线性光纤，包括：经过第二环形器沿第二注入方向注入掺杂石墨烯材料的双向结构光纤；注入掺杂石墨烯材料的双向结构光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例5：

在实施例1的基础上，所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出；所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出，包括：

所述两束第一新波长光信号为基于非线性效应的全光信号处理后的光信号，所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出；所述两束第二新波长光信号为基于非线性效应的全光信号处理后的光信号，所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出；所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出，包括：所述两束第一新波长光信号为基于非线性效应的全光信号处理后的光信号，所述两束第一新波长光信号经由第一环形器输出；所述两束第二新波长光信号为基于非线性效应的全光信号处理后的光信号，所述两束第二新波长光信号经由第二环形器输出

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例6：

在实施例1的基础上，所述第一信号光与所述第二信号光属于不同的光信号。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述第一信号光与所述第二信号光属于不同的光信号。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例7：

在实施例1的基础上，所述注入高非线性光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号中，所述四波混频效应由交叉相位调制效应或自相位调制效应替代。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述注入高非线性光纤的第一信号光、第一泵浦光、第二信号光和第二泵浦光基于四波混频效应分别产生两束第一新波长光信号和两束第二新波长光信号中，所述四波混频效应由交叉相位调制效应或自相位调制效应替代。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例8：

在实施例1的基础上，所述第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器耦合之前，包括：

第三泵浦光和第四泵浦光经过光耦合形成第一泵浦光；第五泵浦光和第六泵浦光经过光耦合形成第二泵浦光。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述第一信号光和第一泵浦光经过第一光耦合器耦合之前，包括：第三泵浦光和第四泵浦光经过光耦合形成第一泵浦光；第五泵浦光和第六泵浦光经过光耦合形成第二泵浦光。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例9：

本实施例提供一种双通道全光波长转换方法，图3为本发明实施例中另一种双通道全光波长转换方法的流程图，请参照图3，该方法包括以下步骤：

步骤S301，第三信号光经过第三放大器，再经过第三环形器的沿第三注入方向注入高非线性光纤；

步骤S302，第四信号光经过第四放大器，再经过第四环形器沿第四注入方向注入高非线性光纤；所述第三注入方向与所述第四注入方向的方向相反；

步骤S303，注入高非线性光纤的第三信号光、第四信号光基于自相位调制效应发生信号光谱展宽效应，形成新的展宽后的光信号；

步骤S304，所述形成新的展宽后的光信号分别经由第三环形器和第四环形器输出。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是第三信号光经过第三放大器，再经过第三环形器的沿第三注入方向注入高非线性光纤；第四信号光经过第四放大器，再经过第四环形器沿第四注入方向注入高非线性光纤；所述第三注入方向与所述第四注入方向的方向相反；注入高非线性光纤的第三信号光、第四信号光基于自相位调制效应发生信号光谱展宽效应，形成新的展宽后的光信号；所述形成新的展宽后的光信号分别经由第三环形器和第四环形器输出。

具体的，通过改变输入光，只输入信号光，利用自相位调制效应，在光纤中两信号光谱因SPM效应发生展宽，调整信号的峰值功率，使光谱可以展宽至覆盖两信号原中心波长，在两个环形器输出端分别对输出信号进行滤波。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

实施例10：

在实施例9的基础上，所述形成新的展宽后的光信号，包括：

调整信号光谱的峰值功率；

所述信号光谱展宽至覆盖所述第三信号光和第四信号光的中心波长，在所述第三环形器和所述第四环形器的输出端分别对输出的信号进行滤波。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是所述形成新的展宽后的光信号，包括：调整信号光谱的峰值功率；所述信号光谱展宽至覆盖所述第三信号光和第四信号光的中心波长，在所述第三环形器和所述第四环形器的输出端分别对输出的信号进行滤波。即通过改变输入光，只输入信号光，利用自相位调制效应，在光纤中两信号光谱因SPM效应发生展宽，调整信号的峰值功率，使光谱可以展宽至覆盖两信号原中心波长，在两个环形器输出端分别对输出信号进行滤波。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案使用同一段HNLF对两路反向传输的信号基于FWM效应实现全光波长转换，不同信号在光纤中沿相反方向传播，避免了信号在时域、频域和偏振方向上的重叠导致的信号间串扰，提升转换速度；另外，本方案只需要一段HNLF的条件下，实现了同时对两路耦合信号分别进行处理，减少了使用器件数量，简化了系统结构。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。