基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法及裝置製造方法
2023-06-09 08:42:46
基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法及裝置，該方法包括以下步驟:在發送端，將單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號分別調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，調製在Y偏振方向上形成雙邊帶光信號；通過光耦合器將單邊帶光信號和雙邊帶光信號合波輸出；在接收端，接收信號通過一個光電探測器直接探測，得到雙邊帶基帶信號與單邊帶射頻信號的混合頻譜，然後解調混合頻譜得到單邊帶射頻信號，再利用解調得到的單邊帶射頻信號重構單邊帶射頻信號的自拍頻分量，從混合頻譜中分離出雙邊帶基帶信號。本發明，合理利用了整個頻譜資源，同時避免了雙邊帶基帶信號遭受色散帶來的頻率選擇性衰落的影響，提高了系統的傳輸性能。
【專利說明】基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及相干光通信，具體涉及基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著光通信的日益發展，相干光傳輸技術在超高速超大容量超遠距離的方向有重大突破。然而，在城域網傳輸方面，由於傳輸距離大大縮短，採用相干光通信技術的成本無法有效降低，而直接檢測系統的低成本特性剛好滿足城域網傳輸的要求。直接檢測系統在接收端僅需要一個光電探測器接收信號，代替相干光通信接收端的相干接收機，從而使成本有了極大的降低。
[0003]傳統的直接檢測系統一般支持光強度調製信號，即所傳輸的信號僅包含幅度信息，無法對相位進行調製。然而，僅攜帶幅度信息已無法滿足現階段的通信需求，另外，在信號帶寬很高的情況下其性能會極大的受到色散所帶來的頻率選擇性衰落的影響，從而不能夠進行較遠距離的傳輸。直接檢測系統的另一種實現方式能很好的解決頻率選擇性衰落，並且能夠實現對複雜信號的傳輸，即攜帶載波信息的直接檢測系統。但是這類直接檢測系統存在一個問題就是，頻譜利用率較低，無法利用整個頻譜資源。
[0004]綜上所述，現有的直接檢測系統存在如下問題:
[0005](1)信號遭受色散帶來的頻率選擇性衰落的影響；
[0006](2)頻譜利用率較低；
[0007](3)系統的傳輸性能較低。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是解決現有的直接檢測系統存在信號遭受色散帶來的頻率選擇性衰落的影響、頻譜利用率較低和系統的傳輸性能較低的問題。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是提供一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法，所述方法包括以下步驟:
[0010]步驟101:在發送端，將單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號分別調製到兩個相互正交的光載波上，即調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，調製在丫偏振方向上形成雙邊帶光信號；
[0011]步驟102:通過光耦合器將在X偏振方向上的單邊帶光信號和在V偏振方向上的雙邊帶光信號合波輸出；
[0012]步驟103:在接收端，接收信號通過一個光電探測器直接探測，得到所述雙邊帶基帶信號與所述單邊帶射頻信號的混合頻譜，然後解調所述混合頻譜得到所述單邊帶射頻信號，再利用解調得到的所述單邊帶射頻信號重構所述單邊帶射頻信號的自拍頻分量，從所述混合頻譜中分離出所述雙邊帶基帶信號。
[0013]在上述方法中，所述單邊帶射頻信號與所述光載波的頻率間隔口不小於所述單邊帶光信號的帶寬8】，所述雙邊帶光信號的帶寬8-不超過所述單邊帶射頻信號與所述光載波的頻率間隔口的兩倍。
[0014]本發明還提供了一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的裝置，包括發送單元和接收單元，
[0015]所述發送單元包括偏振分束器、調製器、強度調製器和偏振合束器，光源通過所述偏振分束器分為兩路相互正交的光載波，一路正交的光載波通過所述調製器將單邊帶射頻信號調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，另一路正交的光載波通過所述強度調製器將雙邊帶基帶信號調製在V偏振方向上形成雙邊帶光信號，隨後通過所述偏振合束器合波輸出；
[0016]所述接收單元包括光電探測器、模數轉換器和數位訊號處理模塊，所述光電探測器將接收信號轉換為電信號，並經所述模數轉換器轉變為數位訊號，再由所述數位訊號處理模塊恢復出單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號。
[0017]在上述裝置中，所述單邊帶射頻信號與光載波的頻率間隔口不小於所述單邊帶光信號的帶寬8】，所述雙邊帶光信號的帶寬8-不超過所述單邊帶射頻信號與所述光載波的頻率間隔口的兩倍。
[0018]在上述裝置中，所述數位訊號處理模塊得到單邊帶射頻信號，再利用單邊帶射頻信號重構單邊帶射頻信號的自拍頻分量，分離出雙邊帶基帶信號。
[0019]本發明，通過將單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號分別調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，調製在V偏振方向上形成雙邊帶光信號，通過光耦合器將單邊帶光信號和雙邊帶光信號合波輸出，通過光電探測器直接探測，得到雙邊帶基帶信號與單邊帶射頻信號的混合頻譜，並解調混合頻譜得到單邊帶射頻信號，然後利用單邊帶射頻信號重構單邊帶射頻信號的自拍頻分量，從混合頻譜中分離出雙邊帶基帶信號。該方案，合理利用了整個頻譜資源，同時避免了雙邊帶基帶信號遭受色散帶來的頻率選擇性衰落的影響，提高了系統的傳輸性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例提供的一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法流程圖；
[0021]圖2為本發明實施例提供的發送端光信號頻譜示意圖；
[0022]圖3為本發明實施例提供的接收端電信號頻譜示意圖；
[0023]圖4為本發明實施例提供的一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本發明做出詳細的說明。
[0025]本發明實施例提供了一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟:
[0026]步驟101、在發送端，將單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號分別調製到兩個相互正交的光載波上，即調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，調製在丫偏振方向上形成雙邊帶光信號。
[0027]圖2為發送端光信號頻譜示意圖，如圖2所示，將單邊帶射頻信號調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號(338信號)，將雙邊帶基帶信號調製在V偏振方向上形成雙邊帶光信號(038信號)，其中，單邊帶射頻信號與光載波的頻率間隔口。8不小於單邊帶光信號的帶寬8】，雙邊帶光信號的帶寬8-不超過單邊帶射頻信號與光載波的頻率間隔口的兩倍。
[0028]步驟102、通過光耦合器將在X偏振方向上的單邊帶光信號和在V偏振方向上的雙邊帶光信號合波輸出。
[0029]步驟103、在接收端，接收信號通過一個光電探測器直接探測，得到所述雙邊帶基帶信號與所述單邊帶射頻信號的混合頻譜，然後解調所述混合頻譜得到所述單邊帶射頻信號，再利用解調得到的所述單邊帶射頻信號重構所述單邊帶射頻信號的自拍頻分量，從所述混合頻譜中分離出所述雙邊帶基帶信號。
[0030]圖3為接收端電信號頻譜示意圖，接收信號通過一個光電探測器後得到的頻譜圖如圖3所示，其中3381為單邊帶射頻信號的自拍頻分量。
[0031〕 本發明，通過將單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號分別調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，調製在V偏振方向上形成雙邊帶光信號，通過光耦合器將單邊帶光信號和雙邊帶光信號合波輸出，通過光電探測器直接探測，得到雙邊帶基帶信號與單邊帶射頻信號的混合頻譜，並解調混合頻譜得到單邊帶射頻信號，然後利用單邊帶射頻信號重構單邊帶射頻信號的自拍頻分量，從混合頻譜中分離出雙邊帶基帶信號。該方案，合理利用了整個頻譜資源，同時避免了雙邊帶基帶信號遭受色散帶來的頻率選擇性衰落的影響，提高了系統的傳輸性能。
[0032]本發明實施例還提供了一種基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的裝置，如圖4所示，包括發送單元和接收單元，
[0033]所述發送單元包括偏振分束器10、調製器20、強度調製器30和偏振合束器40，光源通過所述偏振分束器10分為兩路相互正交的光載波，一路正交的光載波通過所述調製器20將單邊帶射頻信號調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，另一路正交的光載波通過所述強度調製器30將雙邊帶基帶信號調製在V偏振方向上形成雙邊帶光信號，隨後通過一個3此的偏振合束器40合波輸出；
[0034]所述接收單元包括光電探測器50、模數轉換器60和數位訊號處理模塊70，所述光電探測器50將接收信號轉換為電信號，並經所述模數轉換器60轉變為數位訊號，再由所述數位訊號處理模塊70恢復出單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號。
[0035]本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: 步驟101:在發送端，將單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號分別調製到兩個相互正交的光載波上，即調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，調製在Y偏振方向上形成雙邊帶光信號; 步驟102:通過光耦合器將在X偏振方向上的單邊帶光信號和在Y偏振方向上的雙邊帶光信號合波輸出； 步驟103:在接收端，接收信號通過一個光電探測器直接探測，得到所述雙邊帶基帶信號與所述單邊帶射頻信號的混合頻譜，然後解調所述混合頻譜得到所述單邊帶射頻信號，再利用解調得到的所述單邊帶射頻信號重構所述單邊帶射頻信號的自拍頻分量，從所述混合頻譜中分離出所述雙邊帶基帶信號。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述單邊帶射頻信號與所述光載波的頻率間隔口 fSSB不小於所述單邊帶光信號的帶寬Bssb，所述雙邊帶光信號的帶寬Bdsb不超過所述單邊帶射頻信號與所述光載波的頻率間隔fSSB的兩倍。
3.基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的裝置，包括發送單元和接收單元，其特徵在於， 所述發送單元包括偏振分束器、IQ調製器、強度調製器和偏振合束器，光源通過所述偏振分束器分為兩路相互正交的光載波，一路正交的光載波通過所述IQ調製器將單邊帶射頻信號調製在X偏振方向上形成單邊帶光信號，另一路正交的光載波通過所述強度調製器將雙邊帶基帶信號調製在Y偏振方向上形成雙邊帶光信號，隨後通過所述偏振合束器合波輸出； 所述接收單元包括光電探測器、模數轉換器和數位訊號處理模塊，所述光電探測器將接收信號轉換為電信號，並經所述模數轉換器轉變為數位訊號，再由所述數位訊號處理模塊恢復出單邊帶射頻信號和雙邊帶基帶信號。
4.如權利要求3所述的基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的裝置，其特徵在於，所述單邊帶射頻信號與光載波的頻率間隔Dfsse不小於所述單邊帶光信號的帶寬Bssb，所述雙邊帶光信號的帶寬Bdsb不超過所述單邊帶射頻信號與所述光載波的頻率間隔口 fSSB的兩倍。
5.如權利要求3所述的基於偏振復用的光信號調製與直接檢測的裝置，其特徵在於，所述數位訊號處理模塊得到單邊帶射頻信號，再利用單邊帶射頻信號重構單邊帶射頻信號的自拍頻分量，分離出雙邊帶基帶信號。
【文檔編號】H04B10/61GK104410462SQ201410827320
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】黎偲, 楊奇, 胡榮 申請人:武漢郵電科學研究院