CN104218992B - 一种零差检测型相干光传输系统 - Google Patents

一种零差检测型相干光传输系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104218992B
CN104218992B CN201410468687.1A CN201410468687A CN104218992B CN 104218992 B CN104218992 B CN 104218992B CN 201410468687 A CN201410468687 A CN 201410468687A CN 104218992 B CN104218992 B CN 104218992B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
component
light beam
laser
polarizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410468687.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104218992A (zh
Inventor
郑建宇
刘建国
祝宁华
孙文惠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of CAS
Original Assignee
Institute of Semiconductors of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of CAS filed Critical Institute of Semiconductors of CAS
Priority to CN201410468687.1A priority Critical patent/CN104218992B/zh
Publication of CN104218992A publication Critical patent/CN104218992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104218992B publication Critical patent/CN104218992B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种零差检测型相干光传输系统，包括：半导体激光光源；第一偏振光控制装置，其使激光的偏振方向与光电调制器端面内的X‑轴成45°；光电调制器，其将所述同相及正交电信号分量分别调制到所述激光上；第二偏振控制装置，其使得光束一的X‑轴光分量的偏振方向与第一起偏器i的主轴方向成45°，使得光束二的X‑轴光分量的偏振方向与第二起偏器j的主轴方向成45°；光分束器，其将激光分成光束一及光束二；四分之一波片，其将光束一中的X‑轴分量与Y‑轴光分量的相位差扩大π/2；第一/二起偏器，其将光束一/二在第一/二起偏器i的主轴上的投影分量滤出；第一光电探测器、第二光电探测器、基带信号处理模块用于信号解调。

Description

一种零差检测型相干光传输系统
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，更具体的说是一种用于无源光接入网的低成本零差检测相干光传输系统。
背景技术
密集波分复用与高阶调制格式在相干光通信系统中的应用是频谱利用率高，接入方式更为灵活可控的下一代光无源接入网络得以实现的关键技术。然而，与应用于骨干网络中的单点对单点型相干光通信系统相比，支持多用户接入的单点对多点型网络拓扑结构，使人们不得不考虑网络接收单元的成本及功耗问题。而导致传统相干光通信系统接受机部分高成本及高功耗的主要原因有二。第一，为了实现可靠的相干检测，接收机中必须应用线宽小于100kHz的超窄线宽激光器作为本振光源，该设备极其昂贵。而且，为了解决该激光器的波长漂移问题，还必须为该光源配备精密的实时反馈电路，这使得功耗和成本进一步增加。第二，由于本振光与信号光来自两个不同的激光光源，二者的相位起伏是随机的，因此，在接受端做相位解调时，复杂的数字信号处理技术必须被用来进行相位估计与补偿，这使得整个接收单元的成本更加昂贵。综上所述，相关光通信无源光网络大规模实用化的前提是降低网络接受单元的成本。而降低成本的关键在于如何避免本振光源，以及基于数字信号处理技术的相位估计算法在网络接收单元的应用。
综上所述，为了解决上述面临的技术瓶颈，目前迫切需要一种网络接收单元无需本振的，无需复杂的数字信号处理技术进行相位估计的，低成本相干光传输系统。
发明内容
本发明要解决相干光无源光接入网的高成本及高功耗的技术问题。
本发明提供的一种零差检测型相干光传输系统，包括：
半导体激光光源，用于输出激光；
第一偏振光控制装置，其用于控制由半导体激光光源输出的激光的偏振态及偏振方向，使激光的偏振方向与光电调制器端面内的X-轴成45°；
光电调制器，其用于接收所述第一偏振光控制装置输出的激光，并接收电信号发生器输出的同相及正交电信号分量，将所述同相及正交电信号分量分别调制到所述激光上；
电信号发生器，其用于输出同相及正交电信号分量；
单模光纤，其用于传输已被调制了同相及正交电信号分量的激光；
第二偏振控制装置，其用于控制从单模光纤中接收到的激光中光束一及光束二的偏振态及偏振方向，使得光束一的X-轴光分量的偏振方向与第一起偏器i的主轴方向成45°，同时，使得光束二的X-轴光分量的偏振方向与第二起偏器j的主轴方向成45°；
光分束器，其用于将从第二偏振控制装置接收到的激光分成强度相等的光束一及光束二；
四分之一波片，其用于将光束一中的X-轴分量与Y-轴光分量的相位差扩大π/2；
第一起偏器，其主轴与四分之一波片的光轴成45°，用于将光束一中的X-轴光分量和Y-轴光分量在第一起偏器i的主轴上的投影分量滤出并输出；
第二起偏器，其用于将光束二中的X轴光分量和Y轴光分量在第二起偏器j的主轴上的投影分量滤出并输出；
第一光电探测器，其用于将经过第一起偏器起偏的光束一转换成电的同相信号分量；
第二光电探测器，其用于将经过第二起偏器起偏的光束二转换成电的正交信号分量；
基带信号处理模块，其接收所述电的同相信号分量和正交信号分量，并进行信号的解调。
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
该零差检测型相干光传输系统可解决可用于相干光无源接入网的现有技术方案的高成本及高功耗的问题。
本发明中是需要本振光的，只不过该本振光与信号光一同在发射端产生，产生方式是利用了发射端光电调制器的偏振敏感性，使得光源发射的信号，在x轴方向上的分量被调制，转化成了信号光，而未被调制的y轴分量的光因为没被调制而可以当做参考光，这样产生的信号光和本振光相位完全确定。在传统方式中，本振光在接收端由独立光源发出。这导致两个问题。第一，为了实现可靠的相干检测，接收机中必须应用线宽小于100kHz的超窄线宽激光器作为本振光源，该设备极其昂贵。而且，为了解决该激光器的波长漂移问题，还必须为该光源配备精密的实时反馈电路，这使得功耗和成本进一步增加。第二，由于本振光与信号光来自两个不同的激光光源，二者的相位起伏是随机的，因此，在接受端做相位解调时，复杂的数字信号处理技术必须被用来进行相位估计与补偿，这使得整个接收单元的成本更加昂贵。在本发明中，由于信号光和本振光(即参考光)同时在发射单元发射，而且，特殊的产生方法让二者的相位完全确定，这样，对光源的线宽要求降低，而接收机的数字解调部分的相位估计算法也可以不再使用。因此，本发明与传统方法比较，降低了接受单元成本，提高了链路性能。
附图说明
图1是本发明中用于相干无源光接入网的低成本零差检测型相干光传输系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1所示，一种用于相干无源光接入网的低成本零差检测型相干光传输系统，包括：
一半导体激光光源a，其用于输出激光；
一第一偏振光控制装置b，其一端与半导体激光光源a的输出端连接，用于控制由半导体激光光源a输出的激光的偏振态及偏振方向，使激光的偏振方向与可实现高阶格式调制的光电调制器c端面内的X-轴成45°，该激光在X-轴方向的投影为X-轴光分量，在与X-轴成90°方向上的投影为Y轴光分量；
一可实现高阶格式调制的光电调制器c，其光输入端口1与偏振光控制装置b的另一端连接，用于接收偏振光控制装置b输出的激光，所述激光在X-轴上的投影分量作为信号光，在Y轴上的投影分量作为参考光；其第一电输入端口3及第二电输入端口4分别与电信号发生器d的同相信号分量输出口1及正交信号分量输出口2连接，分别用于接收电信号发生器d输出的同相及正交电信号分量，并将它们分别调至到所述激光上；所述光电调制器可以是光电相位调制器，马赫增德尔光电强度调制器，双平衡马赫增德尔光电调制器或偏振复用型QPSK调制器。
一电信号发生器d，其同相信号分量输出口1及正交信号分量输出口2分别与可实现高阶格式调制的光电调制器c的第一电输入端口3及第二电输入端口4连接，用于输出同相及正交电信号分量；所述电信号发生器可以是单载波高阶信号发生器，也可以是正交频分复用型高阶信号发生器。
一单模光纤e，其一端与可实现高阶格式调制的光电调制器c的光输出端口2连接，用于传输已被调制了信号的激光，所述激光包括信号光和参考光；
一第二偏振控制装置f，其一端与单模光纤e的另一端连接，其用于控制从单模光纤e中接收到的激光中光束一及光束二的偏振态及偏振方向，使得光束一的X-轴光分量即信号光的偏振方向与第一起偏器i的主轴方向成45°，同时，使得光束二的X-轴光分量即信号光的偏振方向与第二起偏器j的主轴方向成45°；
一光分束器g，其输入端口1与第二偏振控制装置f的另一端连接，用于将已被调至了信号的激光分成强度相等的两束光：光束一及光束二，光束一从分束器g的输出端口2输出，光束二从分束器的输出端口3输出；
一四分之一波片h，其一端与光分束器g的输出端口2连接，其用于将光束一中的X-轴分量即信号光与Y轴光分量即参考光的相位差扩大π/2；
一第一起偏器i，其一端与四分之一波片h的另一端连接，第一起偏器i的主轴与四分之一波片h的光轴成45°，其用于将光束一中的X-轴光分量即信号光和Y轴光分量即参考光在第一起偏器i的主轴上的投影分量滤出；
一第二起偏器j，其一端与光分束器g的输出端口3连接，其用于将光束二中的X-轴光分量即信号光和Y轴光分量即参考光在第二起偏器j的主轴上的投影分量滤出；
一第一光电探测器1，其光输入端与第一起偏器i连接，用于将经过第一起偏器i起偏的光束一转换成电的同相信号分量；
一第二光电探测器k，其光输入端与第二起偏器j连接，用于将经过第二起偏器j起偏的光束二转换成电的正交信号分量；
一基带信号处理模块m，其同相信号输入端口1和正交信号输入端口2分别与第一光电探测器1和第二光电探测器k的电输出端口连接，用于信号的解调。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种零差检测型相干光传输系统，包括：
半导体激光光源，用于输出激光；
第一偏振光控制装置，其用于控制由半导体激光光源输出的激光的偏振态及偏振方向，使激光的偏振方向与光电调制器端面内的X-轴成45°；
光电调制器，其用于接收所述第一偏振光控制装置输出的激光，并接收电信号发生器输出的同相及正交电信号分量，将所述同相及正交电信号分量分别调制到所述第一偏振光控制装置输出的激光上；
电信号发生器，其用于输出同相及正交电信号分量；
单模光纤，其用于传输已被调制了同相及正交电信号分量的激光；
第二偏振控制装置，其用于控制从单模光纤中接收到的激光的偏振态及偏振方向；
光分束器，其用于将从第二偏振控制装置接收到的激光分成强度相等的光束一及光束二；其中，所述第二偏振控制装置控制从单模光纤中接收到的激光偏振态及偏振方向包括：控制光束一及光束二的偏振态及偏振方向，使得光束一的X-轴光分量的偏振方向与第一起偏器i的主轴方向成45°，同时，使得光束二的X-轴光分量的偏振方向与第二起偏器j的主轴方向成45°；
四分之一波片，其用于将光束一中的X-轴分量与Y-轴光分量的相位差扩大π/2；
第一起偏器，其主轴与四分之一波片的光轴成45°，用于将光束一中的X-轴光分量和Y-轴光分量在第一起偏器的主轴上的投影分量滤出并输出；
第二起偏器，其用于将光束二中的X轴光分量和Y轴光分量在第二起偏器的主轴上的投影分量滤出并输出；
第一光电探测器，其用于将经过第一起偏器起偏的光束一转换成电的同相信号分量；
第二光电探测器，其用于将经过第二起偏器起偏的光束二转换成电的正交信号分量；
基带信号处理模块，其接收所述电的同相信号分量和正交信号分量，并进行信号的解调。
2.根据权利要求1所述的零差检测型相干光传输系统，其中，所述光电调制器是光电相位调制器，马赫增德尔光电强度调制器，双平衡马赫增德尔光电调制器或偏振复用型QPSK调制器。
3.根据权利要求1所述的零差检测型相干光传输系统，其中，所述电信号发生器为单载波高阶信号发生器，或者为正交频分复用型高阶信号发生器。
4.根据权利要求1所述的零差检测型相干光传输系统，其中，经过所述第一偏振光控制装置调制后的所述激光在X-轴上的投影分量为信号光，在Y轴上的投影分量为参考光。
CN201410468687.1A 2014-09-15 2014-09-15 一种零差检测型相干光传输系统 Active CN104218992B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410468687.1A CN104218992B (zh) 2014-09-15 2014-09-15 一种零差检测型相干光传输系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410468687.1A CN104218992B (zh) 2014-09-15 2014-09-15 一种零差检测型相干光传输系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104218992A CN104218992A (zh) 2014-12-17
CN104218992B true CN104218992B (zh) 2017-01-25

Family

ID=52100169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410468687.1A Active CN104218992B (zh) 2014-09-15 2014-09-15 一种零差检测型相干光传输系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104218992B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105737753B (zh) * 2016-02-03 2019-05-03 西安交通大学 一种光强度调制型信号解调系统及信号解调方法
CN107733529B (zh) * 2017-09-26 2020-01-07 华东师范大学 一种三角波和方波信号光学产生与传输装置和方法
CN108155950B (zh) * 2017-12-27 2019-09-13 福州大学 一种增益自适应的高速型零差检测系统
CN111049585B (zh) * 2018-10-13 2022-06-14 华为技术有限公司 一种光收发器和光相干接收系统
CN111901044B (zh) * 2019-11-28 2021-11-02 阳光学院 一种单光束相干光通信装置
CN112737674B (zh) * 2020-12-30 2022-04-08 武汉光谷信息光电子创新中心有限公司 检测系统及检测方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1189657B (it) * 1986-04-10 1988-02-04 Cselt Centro Studi Lab Telecom Sistema di trasmissione in fibra ottica a modulazione di polarizzazione e rivelazione coerente eterodina
CN101505192B (zh) * 2008-02-04 2011-09-21 华为技术有限公司 一种产生差分正交相移键控码光信号的方法及装置
JP4744616B2 (ja) * 2009-03-27 2011-08-10 住友大阪セメント株式会社 光受信器
CN101867535B (zh) * 2009-04-14 2014-02-19 华为技术有限公司 一种产生、接收差分正交相移键控码的方法、装置和系统
WO2011085552A1 (zh) * 2010-01-14 2011-07-21 华为技术有限公司 兼容实现pdm-bpsk和qpsk调制的方法及装置
CN101917233B (zh) * 2010-08-29 2012-11-07 华中科技大学 一种适用于相干检测的全光相位噪声抑制方法
CN102208948B (zh) * 2011-06-01 2014-07-30 北京邮电大学 数字射频接收机前端装置、接收机及接收方法
CN102427386B (zh) * 2011-09-19 2015-05-27 武汉邮电科学研究院 偏振位移键控的解调方法及系统
CN103634712B (zh) * 2013-12-10 2016-08-17 重庆三峡学院 利用dmt调制和解调32qam-ofdm下行链路信号的自混频零差检测无源光接入系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Photonic microwave-signal-mixing technique using phase-coherent orthogonal optical carriers for radio-over-fiber application;Jianyu Zheng et.al;《OPTICS LETTERS》;20140915;第39卷(第18期);5263-5266 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104218992A (zh) 2014-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104218992B (zh) 一种零差检测型相干光传输系统
CN104485997B (zh) 一种iq光调制器偏置电压的控制系统及方法
US11914547B2 (en) Silicon photonics based module for executing peer-to-peer transactions
US20240056213A1 (en) Polarization-diversity optical power supply
CN110739997A (zh) 基于偏振复用的自相干检测光载射频链路的方法
CN104767570B (zh) 一种偏振无关相干接收机
CN108139617A (zh) 可插拔光模块和光通信系统
CN108616311B (zh) 一种基于Mach-Zehnder型光滤波器频率测量的装置及方法
CN116235430A (zh) 偏振分集光供能
CN110224819A (zh) 一种用于时间bb84协议的片上解码器及解码方法
CN109818680A (zh) 微波光子宽带射频收发方法及装置
US20180123702A1 (en) Polarization insensitive self-homodyne detection receiver
CN103780312B (zh) 射频信号稳相传输方法及系统
US11811458B2 (en) Power sourcing equipment, powered device and power over fiber system
US20120237156A1 (en) Optical modulator, communication system, and communication method
JP5888635B2 (ja) コヒーレント光時分割多重伝送装置
CN110224760A (zh) 一种用于时间bb84协议的片上解码器及解码方法
Kumar et al. Effect of signal direct detection on sub-carrier multiplexed radio over fiber system
KR20240123397A (ko) 광학 송신 방법 및 장치
CN206610038U (zh) 一种马赫曾德尔强度调制器的直流偏置工作点控制回路
Deng et al. Experimental demonstration of nonlinearity and phase noise tolerant 16-QAM OFDM W-band (75–110 GHz) signal over fiber system
CN215222212U (zh) 基于时间相位编码的量子密钥分发光芯片
US20230254046A1 (en) Polarization-diversity optical power supply
Chang et al. Hybrid OFDM and radio-over-fiber transport system based on a polarization modulator
CN205812028U (zh) 一种超高速光子射频信息融合传输系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant