專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種適用于各種移相鍵控調(diào)制技術(shù)的產(chǎn)生信號(hào)光和相干光的方法和相干接收方法，以及實(shí)現(xiàn)全相干發(fā)射與接收的系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
PSK (Phase Shift Keying，相移鍵控)調(diào)制格式，即把基帶數(shù)字信號(hào)加載到不同相位的光載波上。相比于傳統(tǒng)的強(qiáng)度調(diào)制而言，相位調(diào)制方式可以獲得更高的接收靈敏度， OSNR (Optical Signal Noise Ratio，光信噪比)容限，從而在同樣的放大器設(shè)置的條件下提高系統(tǒng)的傳輸距離。而采用多相位調(diào)制調(diào)制技術(shù)，如QPSK (正交相移鍵控)，8PSK等等， 還可以進(jìn)一步提高傳輸系統(tǒng)的頻譜效率。特別是對(duì)于超長(zhǎng)距離100G光傳輸系統(tǒng)，采用QPSK 調(diào)制格式得到了人們最多的重視。然而，采用QPSK調(diào)制格式還必須結(jié)合相干接收裝置對(duì)相位信息進(jìn)行解調(diào)。因此，相干接收技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制的關(guān)鍵技術(shù)之一。QPSK解調(diào)接收裝置通常可由本地振蕩器(LO)與90°混頻單元構(gòu)成的同頻相干接收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，90°混頻單元構(gòu)成可由4個(gè)3dB耦合器級(jí)聯(lián)而成，通過(guò)本地振蕩器發(fā)出的本振光與接收到的信號(hào)光進(jìn)行混頻后，就能通過(guò)相干解調(diào)裝置將基帶數(shù)字信號(hào)提取出來(lái)。但基帶信號(hào)的準(zhǔn)確提取是在本地本振光的頻率和相位與信號(hào)光的頻率和相位都一致的前提下。如果本地本振光的頻率和相位與接收到的信號(hào)光的不一致，那么將無(wú)法準(zhǔn)確提取基帶數(shù)字信號(hào)。因此有人提出了用模擬鎖相環(huán)(PLL)的方法。PLL能夠使得對(duì)本地振蕩器發(fā)出的光載波進(jìn)行相位和頻率的跟蹤與反饋。通過(guò)PLL能夠使得本地本振光的相位和頻率與接收到的信號(hào)光保持一致。然而，由于模擬鎖相環(huán)本身固有的環(huán)路時(shí)延，使得其系統(tǒng)反應(yīng)速度較慢。另外鎖相環(huán)對(duì)于本地振蕩器的相位噪聲要求高，并且容易因?yàn)橄辔辉肼暥鴮?dǎo)致大的相位差，等等。由于模擬鎖相環(huán)的種種缺陷以及光傳輸速率的不斷提高對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)速度提出了更高的要求。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)字信號(hào)處理的光接收的方案得到重視。例如 Reinhold Noe 在文章"Phase Noise-Tolerant Synchronous QPSK/BPSK Baseband-Type Intradyne Receiver Concept With Feedforward Carrier Recovery,，，(Journal of Lightwave Technology, Vol. 23，Issue 2，pp. 802—808，F(xiàn)eb. 2005)中，用前向相位估計(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光載波相位的恢復(fù)。前向相位估計(jì)單元如圖2所示。由于沒(méi)有模擬鎖相環(huán)，那么由混頻單元解調(diào)出的電信號(hào)除了含有信號(hào)本身的信息外，還將附加一項(xiàng)相位單元，這一相位是由于本振光頻率與相位與信號(hào)光的不一致而引起的，同時(shí)這個(gè)附加的相位單元將使得接收到的基帶信號(hào)發(fā)生畸變。而通過(guò)圖2所示的相位估計(jì)單元，可以消除這一額外相位，恢復(fù)出原有的載波信號(hào)相位。其原理是將從圖1發(fā)出的復(fù)信號(hào)分成兩路，其中一路通過(guò)兩個(gè)自乘器組成的四次方運(yùn)算器201，以及取反單元202，再經(jīng)過(guò)除4單元203，這樣就得到了與額外相位單元相反的相位。用得到的額外相位單元相反的相位與另一路相乘， 即可恢復(fù)所傳輸?shù)男盘?hào)。
通過(guò)前向相位估計(jì)的方法與PLL相比有了更高的系統(tǒng)反應(yīng)速度，更易滿足高速光傳輸系統(tǒng)的要求。但此類(lèi)方法仍存在如下缺陷
1.此方法對(duì)本振光頻率與信號(hào)光頻率的頻率偏移容限低，即需要保證本振光與信號(hào)光的頻差在一定范圍內(nèi)才能采用。例如Pfau，T等人在文章“First Real-Time Data Recovery for Synchronous QPSK Transmission With Standard DFB Lasers,，， (IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 18，Issue 18，pp. 1907—1909，S印.2006)中， 實(shí)驗(yàn)報(bào)道了采用前向相位估計(jì)方法對(duì)QPSK信號(hào)的恢復(fù)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，為了達(dá)到信號(hào)恢復(fù)的目的，本地本振光與信號(hào)光的頻率偏移需要保持在IOMHz以?xún)?nèi)。這樣就對(duì)激光器提出了更高的要求，因?yàn)殡S著激光器的老化以及激光器輸出光脈沖受溫度的影響，激光器的行寬會(huì)不斷變化，難以系統(tǒng)接收所需的頻率要求；
2.用數(shù)字信號(hào)處理的方法對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行處理，并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行了諸如4次方運(yùn)算這樣的非線性運(yùn)算。這對(duì)在高速條件下的DSP處理提出了很高的要求；
3.在接收端需要一個(gè)本地振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)相干接收，這無(wú)疑增加了系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于全相干發(fā)射與接收的相干傳輸方法和裝置，保證了相干光源與信號(hào)光源的高度相關(guān)性。在現(xiàn)有技術(shù)中，接收端本地振蕩器發(fā)出的光波的頻率、相位與信號(hào)光源的頻率、相位有一定的偏差，并且這個(gè)偏差隨著溫度的變化，激光器的老化而改變。而目前針對(duì)上述問(wèn)題，采用的措施大都是圍繞對(duì)引起的變化做一些數(shù)字信號(hào)處理的方法進(jìn)行一定的補(bǔ)償。而本發(fā)明則是針對(duì)產(chǎn)生信號(hào)畸變的原因提出了一種基于全相干發(fā)射與接收的相干傳輸方法。信號(hào)光源與本振光源在頻率以及相位上的漂移造成接收端信號(hào)的畸變，其根本原因在于信號(hào)光源與本振光源是非相關(guān)的。如果采用信號(hào)光和本振光都由發(fā)射端的同一激光器發(fā)出，就可以很好的解決這一問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種基于遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸方法，包括 步驟1 由同一光源產(chǎn)生信號(hào)光以及相干光；
步驟2 對(duì)信號(hào)光進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，合成并傳輸信號(hào)光和相干光； 步驟3 接收并分離信號(hào)光和相干光，利用相干光解調(diào)信號(hào)光。進(jìn)一步，步驟1中通過(guò)光分束器將光源發(fā)出的光波分成信號(hào)光和相干光。進(jìn)一步，將基帶信號(hào)加載到的光載波上作為信號(hào)光；在信號(hào)光波長(zhǎng)附近濾出一個(gè)中心波長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)信號(hào)光波長(zhǎng)+ Δζ 的光波作為相干光。進(jìn)一步，步驟1中通過(guò)將光源發(fā)出的光波經(jīng)過(guò)偏振分離器件分成信號(hào)光以及相干光。進(jìn)一步，將光源發(fā)出的光分成偏振方向相互垂直的信號(hào)光以及相干光。本發(fā)明還提供了一種遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、用于將同一光源的光生成信號(hào)光和相干光并調(diào)制信號(hào)光的信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置、接收并解調(diào)信號(hào)光的信號(hào)光/相干光相干接收裝置，以及連接信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置和相干接收裝置的光纖傳輸鏈路。進(jìn)一步的，所述信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置包括連接光源并生成信號(hào)光和相干光的信號(hào)光/相干光產(chǎn)生模塊、與信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置連接的發(fā)射端相干光處理模塊和發(fā)射端信號(hào)光處理模塊以及分別與發(fā)射端相干光處理模塊和發(fā)射端信號(hào)光處理模塊連接的信號(hào)光/相干光合成模塊；
其中，發(fā)射端相干光處理模塊用于對(duì)相干光進(jìn)行功率及脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)；發(fā)射端信號(hào)光處理模塊用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行相位調(diào)制；信號(hào)光/相干光合成模塊用于合成已經(jīng)通過(guò)信號(hào)光、相干光處理模塊的信號(hào)光和相干光。所述信號(hào)光/相干光相干接收裝置包括通過(guò)光纖傳輸鏈路連接信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置的信號(hào)光/相干光分離模塊、與信號(hào)光/相干光分離裝置連接的接收端相干光處理模塊和接收端信號(hào)光處理模 塊、分別與接收端相干光處理模塊和接收端信號(hào)光處理模塊連接的相干處理模塊、以及與所述相干處理模塊連接的信號(hào)接收模塊；
其中，接收端的信號(hào)光/相干光分離模塊用于將接收到的信號(hào)光以及相干光分離；接收端的信號(hào)光處理模塊用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大；接收端的相干光處理模塊用于對(duì)相干光的相位進(jìn)行調(diào)整；相干處理模塊用于用于將信號(hào)光載波與相干光載波進(jìn)行混頻，提取信號(hào)光。進(jìn)一步
所述信號(hào)光、相干光產(chǎn)生模塊為一個(gè)偏振分離器件，用于將激光器發(fā)出的光分成偏振方向相互垂直的信號(hào)光以及相干光；
信號(hào)光處理模塊為相位調(diào)制器件，用于將相位調(diào)制的信號(hào)加載在光脈沖上； 相干光處理模塊包括光脈沖整形器以及可調(diào)光衰減器；其中光脈沖整形器，用于對(duì)相干光的脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)整相干光脈沖的占空比；可調(diào)光衰減器，用于對(duì)相干光的入纖功率進(jìn)行控制；
信號(hào)光/相干光合成模塊為偏振復(fù)用器件，用于合成已經(jīng)通過(guò)信號(hào)光、相干光處理模塊的信號(hào)光和相干光，一起進(jìn)入光纖傳輸鏈路傳輸。接收端的信號(hào)光/相干光分離模塊為偏振分離器件，用于將接收到的信號(hào)光以及相干光分離；
接收端的信號(hào)光處理模塊為光放大器，用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大； 接收端的相干光處理模塊包括移相器以及偏振控制器；其中相移器，用于調(diào)正相干光的相位；偏振控制器，用于將相干光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度，以便在后端與信號(hào)光進(jìn)行相干； 接收端的相干處理模塊為90度混頻單元，用于將信號(hào)光與相干光進(jìn)行混頻相干提取信號(hào)。進(jìn)一步
所述信號(hào)光/相干光產(chǎn)生模塊為一個(gè)光分束器，用于將激光器發(fā)出的光脈沖等能量地分成兩路；
信號(hào)光處理模塊包括窄帶濾波器和相位調(diào)制器；其中窄帶濾波器的中心波長(zhǎng)力Π用于濾出信號(hào)光；相位調(diào)制器件，用于將濾出的信號(hào)光進(jìn)行相位調(diào)制；
相干光處理模塊包括窄帶濾波器、光脈沖整形器以及可調(diào)光衰減器。其中窄帶濾波器中心波長(zhǎng)為Λ1+ΔΛ,用于濾出相干光。光脈沖整形器用于對(duì)相干光的脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)； 可調(diào)光衰減器，用于對(duì)相干光的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)；
信號(hào)光/相干光合成模塊為合波器，用于將信號(hào)光載波與相干光載波合波進(jìn)入光纖傳輸鏈路；接收端的信號(hào)光/相干光分離模塊為分波器，用于將具有波長(zhǎng)偏移的信號(hào)光載波與相干光載波分離；
接收端的信號(hào)光處理模塊為光放大器對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大；
接收端的相干光處理模塊為相移器，用于對(duì)相干光的相位進(jìn)行調(diào)整，補(bǔ)償在傳輸過(guò)程中與信號(hào)光產(chǎn)生的相位差；
接收端的相干處理模塊為180°混頻器，用于將信號(hào)光載波與相干光載波進(jìn)行混頻，從而提取信號(hào)光。


v圖1為相干接收裝置中90°混頻單元原理圖； 圖2為采用前向相位估計(jì)方法的裝置原理圖3為本發(fā)明基于偏振復(fù)用的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明提出的基于偏振復(fù)用的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)裝置圖， 系統(tǒng)調(diào)制格式為QPSK ；
圖5A為在圖4所示的系統(tǒng)裝置下傳輸距離2000km，傳輸波特率為25Gbaud/S。在接收端的眼圖5B為在圖4所示的系統(tǒng)裝置下傳輸距離2000km，傳輸波特率為25Gbaud/S。在接收端的星座圖6為本發(fā)明提出的基于波長(zhǎng)偏移的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)裝置圖， 系統(tǒng)調(diào)制格式為QPSK ；
圖7A為在圖6所示的系統(tǒng)裝置下傳輸距離2000km，傳輸波特率為25Gbaud/S。在接收端的眼圖7B為在圖6所示的系統(tǒng)裝置下傳輸距離2000km，傳輸波特率為25Gbaud/S。在接收端的星座圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖3為本發(fā)明一種遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)，包括光源、用于將同一光源的光生成信號(hào)光和相干光并調(diào)制信號(hào)光的信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置、接收并解調(diào)信號(hào)光的信號(hào)光/相干光相干接收裝置，以及連接信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置和相干接收裝置的光纖傳輸鏈路。圖4為實(shí)施本發(fā)明采用的QPSK系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，此系統(tǒng)采用的調(diào)制格式為單極性QPSK方式。采用的本發(fā)明提出的基于偏振復(fù)用的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)。其中，光源為激光器，發(fā)射端包括 偏振分光片PBS (Polarization Beam Splitter)，用于將激光器發(fā)出的光波分成偏振方向相互垂直的兩束偏振光，一束為用于加載基帶信號(hào)的信號(hào)光，另一束為用于在接收端與信號(hào)光相干提取信號(hào)的相干光；光脈沖整形器以及可調(diào)光衰減器，用于對(duì)相干光的脈沖形狀以及脈沖強(qiáng)度進(jìn)行控制，從而在接收端獲得最佳的相干效果；QPSK相位調(diào)制器，用于對(duì)基帶電信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，并將信號(hào)加載到光脈沖上；偏振合光器PBC(P0Iarizatic)n Beam Combiner)，用于將相干光與信號(hào)光合成一路進(jìn)入光纖傳輸鏈路。相干接收部分包括偏振分光片PBS(P0larizati0n Beam Splitter)，用于在接收端將合成的相干光與信號(hào)光分開(kāi)；相移器，用于調(diào)正相干光的相位，由于在光纖傳輸鏈路傳輸過(guò)程中，偏振方向正交的兩束光受到色散，非線性等作用，在接收端的相位上會(huì)存在一定的偏移，但值得注意的是，這種偏移是只受到鏈路結(jié)構(gòu)的影響，當(dāng)傳輸鏈路確定之后，這個(gè)偏移量基本就是固定的，因此無(wú)需鎖相裝置，只需要一個(gè)固定的相移器即可；偏振控制器，用于將相干光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度， 以便在后端與信號(hào)光進(jìn)行相干；90度混頻單元，用于將信號(hào)光與相干光進(jìn)行混頻相干提取信號(hào)，其裝置可以由圖1所示的4個(gè)級(jí)聯(lián)3dB耦合器實(shí)現(xiàn)。如圖4所示的QPSK系統(tǒng)裝置與以往的相干接收機(jī)相比，避免了 PLL的使用或者是圖2所示的用數(shù)字信號(hào)處理的方法實(shí)現(xiàn)的前向相位估計(jì)裝置，整個(gè)系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單，成本低廉。并且保證了信號(hào)光與相干光的高度相干性，提高系統(tǒng)的接收性能。圖5為實(shí)施圖4所示的系統(tǒng)裝置下，傳輸距離為2000km，傳輸波特率為25Gbaud/ s，在接收端的眼圖以及星座圖。其中圖5A為接收端的眼圖，圖5B為接收端的星座圖。從結(jié)果看出，在沒(méi)有使用PPL或者任何的高速數(shù)字處理模塊的情況下，采用基于偏振復(fù)用的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收方法，仍然可以滿足系統(tǒng)的傳輸要求。圖6為實(shí)施本發(fā)明采用的基于波長(zhǎng)偏移的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的QPSK相干接收系統(tǒng)圖。如圖6所示，對(duì)于雙極性(偏振復(fù)用)相移鍵控調(diào)制光傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明提出了基于波長(zhǎng)偏移的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收裝置。其中發(fā)射端包括寬譜激光器，用于產(chǎn)生光脈沖；光分束器，用于將激光器發(fā)出的光脈沖等能量地分成兩路；光窄帶濾波器1，其中心波長(zhǎng)為Jl，作為信號(hào)光；光窄帶濾波器2，其中心波長(zhǎng)為ai + ΔΙ，與信號(hào)光中心波長(zhǎng)有一個(gè)偏移波長(zhǎng)Ai，作為相干光；QPSK信號(hào)調(diào)制器，用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行相位調(diào)制；光脈沖整形器，可由MZI等調(diào)制器件實(shí)現(xiàn)，用于對(duì)相干光的脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)；可調(diào)光衰減器，用于對(duì)相干光的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到在接收端最佳的相干效果；合波器，用于將信號(hào)光載波與相干光載波合波進(jìn)入光纖傳輸鏈路。相干接收裝置依次包括分波器，用于將具有波長(zhǎng)偏移的信號(hào)光載波與相干光載波分離；相移器，用于對(duì)相干光的相位進(jìn)行調(diào)整，從而補(bǔ)償在傳輸過(guò)程中與信號(hào)光產(chǎn)生的相位差；180°混頻器，可由一個(gè)3dB耦合器實(shí)現(xiàn)，用于將信號(hào)光載波與相干光載波進(jìn)行混頻。圖6所示的基于波長(zhǎng)偏移的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收裝置，由于信號(hào)光與相干光由同一激光器在發(fā)射端產(chǎn)生，因此兩者同樣保持了高度的相關(guān)性。避免了由于本地振蕩器受到溫度，線寬的影響，導(dǎo)致頻率與相位的漂移。而在傳輸過(guò)程中，信號(hào)光載波與相干光載波產(chǎn)生的相位差，由于這一差值基本是恒定的，可由一個(gè)相移器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。因此此裝置仍然可以省去PLL或者其他的高速數(shù)字信號(hào)處理單元。同時(shí)，由于信號(hào)光與相干光有一個(gè)固定的頻差，為了實(shí)現(xiàn)相干接收，可以采用外差相干接收裝置實(shí)現(xiàn)。如圖6所示，信號(hào)光(η)與相干光(Λ1 + ΔΛ)通過(guò)180°混頻裝置后，由光探測(cè)器接收轉(zhuǎn)換，在不考慮探測(cè)器噪聲的情況下，輸出端電信號(hào)i可表示為其中』=,R為光探測(cè)器響應(yīng)度，Ps為信號(hào)光光功率，Plo為相干光光功率。
為信號(hào)光的角頻率，為相干光的角頻率，ern為信號(hào)光載波的相位信息，對(duì)于QPSK調(diào)制格式，&(/) e {-3ΤΓ/4-^γ/4,7γ/4,37γ/4}。從槍)的表達(dá)式式看出，通過(guò)180度混頻器后的模擬信號(hào)除了含有傳輸信號(hào)的相位信息外，還附帶了一個(gè)由信號(hào)光與相干光頻差帶來(lái)的附加相位Δ爐=。但由于信號(hào)光與相干光由同一激光器發(fā)出，這一額外相位基本是恒
定的，因此接收系統(tǒng)無(wú)需PLL或其他相位估計(jì)裝置，只需與一個(gè)頻率為u = ω^ωΙ 的信號(hào)源相乘后通過(guò)帶通濾波器(BPF)即可濾去差頻頻率。得到基帶信號(hào) J1(I)=Jcos(^i))；
i2 (I) =。
圖7A和7B為實(shí)施圖6所示的系統(tǒng)裝置下，傳輸距離為2000km，信號(hào)波特率為 25Gbaud/So在接收端的眼圖以及星座圖。其中圖7A為接收端的眼圖，圖7B為接收端的星座圖。從結(jié)果看出對(duì)于雙極性(偏振復(fù)用)移相鍵控調(diào)制系統(tǒng)，本發(fā)明提出的基于波長(zhǎng)偏移的遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收裝置，保證了相干光源與信號(hào)光源的高度相關(guān)性，在不使用PLL 或者其他的相位估計(jì)裝置的情況下，仍然可以滿足系統(tǒng)的傳輸要求。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種基于遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸方法，包括步驟1 由同一光源產(chǎn)生信號(hào)光以及相干光；步驟2 對(duì)信號(hào)光進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制，合成并傳輸信號(hào)光和相干光；步驟3 接收并分離信號(hào)光和相干光，利用相干光解調(diào)信號(hào)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中通過(guò)光分束器將光源發(fā)出的光波分成信號(hào)光和相干光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將基帶信號(hào)加載到的光載波上作為信號(hào)光；在信號(hào)光波長(zhǎng)附近濾出一個(gè)中心波長(zhǎng)為對(duì)應(yīng)信號(hào)光波長(zhǎng)+ Δ1的光波作為相干光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中通過(guò)將光源發(fā)出的光波經(jīng)過(guò)偏振分離器件分成信號(hào)光以及相干光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將光源發(fā)出的光分成偏振方向相互垂直的信號(hào)光以及相干光。
6.一種遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、用于將同一光源的光生成信號(hào)光和相干光并調(diào)制信號(hào)光的信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置、接收并解調(diào)信號(hào)光的信號(hào)光/相干光相干接收裝置，以及連接信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置和相干接收裝置的光纖傳輸鏈路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置包括連接光源并生成信號(hào)光和相干光的信號(hào)光/相干光產(chǎn)生模塊、與信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置連接的發(fā)射端相干光處理模塊和發(fā)射端信號(hào)光處理模塊以及分別與發(fā)射端相干光處理模塊和發(fā)射端信號(hào)光處理模塊連接的信號(hào)光/相干光合成模塊；其中，發(fā)射端相干光處理模塊用于對(duì)相干光進(jìn)行功率及脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)；發(fā)射端信號(hào)光處理模塊用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行相位調(diào)制；信號(hào)光/相干光合成模塊用于合成已經(jīng)通過(guò)信號(hào)光、相干光處理模塊的信號(hào)光和相干光。所述信號(hào)光/相干光相干接收裝置包括通過(guò)光纖傳輸鏈路連接信號(hào)光/相干光產(chǎn)生裝置的信號(hào)光/相干光分離模塊、與信號(hào)光/相干光分離裝置連接的接收端相干光處理模塊和接收端信號(hào)光處理模塊、分別與接收端相干光處理模塊和接收端信號(hào)光處理模塊連接的相干處理模塊、以及與所述相干處理模塊連接的信號(hào)接收模塊；其中，接收端的信號(hào)光/相干光分離模塊用于將接收到的信號(hào)光以及相干光分離；接收端的信號(hào)光處理模塊用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大；接收端的相干光處理模塊用于對(duì)相干光的相位進(jìn)行調(diào)整；相干處理模塊用于用于將信號(hào)光載波與相干光載波進(jìn)行混頻，提取信號(hào)光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)光、相干光產(chǎn)生模塊為一個(gè)偏振分離器件，用于將激光器發(fā)出的光分成偏振方向相互垂直的信號(hào)光以及相干光；信號(hào)光處理模塊為相位調(diào)制器件，用于將相位調(diào)制的信號(hào)加載在光脈沖上；相干光處理模塊包括光脈沖整形器以及可調(diào)光衰減器；其中光脈沖整形器，用于對(duì)相干光的脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)整相干光脈沖的占空比；可調(diào)光衰減器，用于對(duì)相干光的入纖功率進(jìn)行控制；信號(hào)光/相干光合成模塊為偏振復(fù)用器件，用于合成已經(jīng)通過(guò)信號(hào)光、相干光處理模塊的信號(hào)光和相干光，一起進(jìn)入光纖傳輸鏈路傳輸。接收端的信號(hào)光/相干光分離模塊為偏振分離器件，用于將接收到的信號(hào)光以及相干光分離；接收端的信號(hào)光處理模塊為光放大器，用于對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大； 接收端的相干光處理模塊包括移相器以及偏振控制器；其中相移器，用于調(diào)整相干光的相位；偏振控制器，用于將相干光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度，以便在后端與信號(hào)光進(jìn)行相干； 接收端的相干處理模塊為90度混頻單元，用于將信號(hào)光與相干光進(jìn)行混頻相干提取信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)光/相干光產(chǎn)生模塊為一個(gè)光分束器，用于將激光器發(fā)出的光脈沖等能量地分成兩路；信號(hào)光處理模塊包括窄帶濾波器和相位調(diào)制器；其中窄帶濾波器的中心波長(zhǎng)力用于濾出信號(hào)光；相位調(diào)制器件，用于將濾出的信號(hào)光進(jìn)行相位調(diào)制；相干光處理模塊包括窄帶濾波器、光脈沖整形器以及可調(diào)光衰減器，其中窄帶濾波器中心波長(zhǎng)為Λ1 + ΔΛ，用于濾出相干光；光脈沖整形器用于對(duì)相干光的脈沖形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)； 可調(diào)光衰減器，用于對(duì)相干光的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)；信號(hào)光/相干光合成模塊為合波器，用于將信號(hào)光載波與相干光載波合波進(jìn)入光纖傳輸鏈路；接收端的信號(hào)光/相干光分離模塊為分波器，用于將具有波長(zhǎng)偏移的信號(hào)光載波與相干光載波分離；接收端的信號(hào)光處理模塊為光放大器對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大；接收端的相干光處理模塊為相移器，用于對(duì)相干光的相位進(jìn)行調(diào)整，補(bǔ)償在傳輸過(guò)程中與信號(hào)光產(chǎn)生的相位差；接收端的相干處理模塊為180°混頻器，用于將信號(hào)光載波與相干光載波進(jìn)行混頻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸方法，其中通過(guò)偏振復(fù)用和波長(zhǎng)偏移的方法由同一光源產(chǎn)生信號(hào)光以及相干光，由于產(chǎn)生的信號(hào)光以及相干光相關(guān)，保證了相干光源與信號(hào)光源的高度相關(guān)性，解決了相干接收系統(tǒng)中本地振蕩器與信號(hào)光源的頻率與相位不一致，并且這種不一致會(huì)隨著溫度以及激光器的穩(wěn)定性的改變而隨機(jī)變化的問(wèn)題。同時(shí)提出了一種遠(yuǎn)端全相干發(fā)射與接收的相干傳輸系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B10/145GK102170311SQ20101021976
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者曹祥東 申請(qǐng)人:曹祥東