CN105871469A - 一种100g cfp光模块的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信领域使用的一种100G CFP光模块的实现方法，其特征在于，光接收单元包括接收光模块载体激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分离器BS、混频器、高速硅光电二极管及放大器芯片、高速模数转换器电路ADC、高速数字信号处理电路DSP；光发射单元由两个平行的50G QPSK调制器和一个偏振复用器BC组成，两个50G信号分别调制到两个偏振正交的光载波上，然后再通过偏振复用器把X轴和Y轴光信号按正交极化复用合并在一起通过光纤发送出去。本发明优点是：可以利用25G光电子器件，采用相干接收和后继的DSP处理，可以自动补偿色散和PMD。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信领域使用的光通讯模块，特别是一种100G CFP光模块。
背景技术
随着40Gb/s的大规模部署的开始，业界又涌现出多种新型的100G/s调制编码格式。面对众多特征各异的传输码型，在综合考虑其他系统设计参数的基础上，业界主要从传输距离、通路间隔、与40Gb/s和10Gb/s系统的兼容性、模块成本与传输性能的平衡等方面进行综合选择。
随着高速数字信号处理技术(DSP)和模数转换技术(ADC)的进步，相干光通信成为研究的热点。相干检测与DSP技术相结合，可以在电域进行载波相位同步和偏振跟踪，清除了传统相干接收的两大障碍。基于DSP的相干接收机结构简单，具有硬件透明性，可在电域补偿各种传输损伤，简化传输链路，降低传输成本；支持多进制调制格式和偏振复用，实现高频谱效率的传输。
发明内容
本发明提供一种100G CFP光模块的实现方法，其传输性能好、体积小、成本低。可以实现幅度、频率、相位和偏振等各种调制方式，数字电信号通过数字信号处理(DSP)芯片数字均衡的方式可实现定时恢复、信号恢复、极化和PMD跟踪，以及色散补偿等功能。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种100G CFP光模块的实现方法，光模块包括光接收单元、光发射单元及接口单元，其特征在于，所述的光接收单元包括接收光模块载体激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分离器BS、混频器、I/Q调制器、高速硅光电二极管及放大器芯片、高速模数转换器电路ADC、高速数字信号处理电路DSP；所述的载体激光信号通过偏振分光器PBS分为X/Y两路，所述的本地光源LO通过分离器BS也分为X/Y两路，载体激光信号与本地光源信号在混频器混频后，混频后X/Y两路信号分别得到4个偏振和相位正交的光信号；所述的每路光信号分别 经高速硅光电二极管检测处理，转换为模拟电信号，再放大器芯片放大，并驱动高速模数转换器电路ADC的信号输入；所述的高速模数转换器电路ADC将输入的每路模拟电信号转换为数字信号，输入至高速数字信号处理电路DSP进行处理。
所述的光发射单元由两个平行的50G QPSK调制器和一个偏振复用器BC组成，每个50G QPSK调制器由2个25G光电子器件组成，两个50G信号分别调制到两个偏振正交的光载波上，然后再通过偏振复用器把X轴和Y轴光信号按正交极化复用合并在一起通过光纤发送出去。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、在光接收单元中增加了外差或零差接收所需的本地振荡光源(LO)，该光源输出的光波与接收到的已调光波在满足波前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混频。可以实现幅度、频率、相位和偏振等各种调制方式。
2、混频后得到的4个偏振和相位正交的光信号，分别用高速硅光电二极管PIN检测，经电放大和滤波后由A/D电路转化为4路数字电信号。数字电信号通过数字信号处理(DSP)芯片数字均衡的方式可实现定时恢复、信号恢复、极化和PMD跟踪，以及色散补偿等功能。
3、作为载体的激光信号通过PBS(偏振分光器)分为X/Y两路，每路信号在通过2个调制器组成的I/Q调制器(I路和Q路相位差90°)分别将信号调制到载波，然后再通过偏振复用器把X轴和Y轴光信号按偏振复用合并在一起通过光纤发送出去，从而实现了100Gb/s在单光纤上的传输。
4、每个正交偏振光载波上的信号实际为25G baud QPSK信号，因此100GDP-QPSK信号带宽只有25G，可以利用25G光电子器件，理论上具有25G的性能。采用相干接收和后继的DSP处理，可以自动补偿色散和PMD。
附图说明
图1是本发明光接收模块的结构图。
图2是本发明光发射模块的结构图。
图中：1-混频器 2-高速硅光电二极管 3-放大器芯片 4-高速模数转换器电路ADC 5-25G光电子器件 6-偏振复用器
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
见图1，一种100G CFP光模块的实现方法，所述的光模块包括光接收单元、光发射单元及接口单元，所述的光接收单元包括接收光模块载体激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分离器BS、混频器、I/Q调制器、高速硅光电二极管及放大器芯片、高速模数转换器电路ADC、高速数字信号处理电路DSP；所述的载体激光信号通过偏振分光器PBS分为X/Y两路，所述的本地光源LO通过分离器BS也分为X/Y两路，载体激光信号与本地光源信号在混频器混频后，混频后X/Y两路信号分别得到4个偏振和相位正交的光信号；所述的每路光信号分别经高速硅光电二极管检测处理，转换为模拟电信号，再放大器芯片放大，并驱动高速模数转换器电路ADC的信号输入；所述的高速模数转换器电路ADC将输入的每路模拟电信号转换为数字信号，输入至高速数字信号处理电路DSP进行处理。
见图2，光发射单元由两个平行的50G QPSK调制器和一个偏振复用器BC组成，每个50G QPSK调制器由2个25G光电子器件5组成，两个50G信号分别调制到两个偏振正交的光载波上，然后再通过偏振复用器把X轴和Y轴光信号按正交极化复用合并在一起通过光纤发送出去。
通过以上结构设计，本发明可实现以下技术效果：
1、在光接收单元中增加了外差或零差接收所需的本地振荡光源(LO)，该光源输出的光波与接收到的已调光波在满足波前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混频。混频后输出的信号光波场强和本振光波场强之和的平方成正比，从中可选出本振光波与信号光波的差频信号。由于该差频信号的变化规律与信号光波的变化规律相同，而不像直检波通信方式那样，检测电流只反映光波的强度，因而，可以实现幅度、频率、相位和偏振等各种调制方式。
2、混频后得到的4个偏振和相位正交的光信号，分别用高速硅光电二极管PIN检测，经电放大和滤波后由A/D电路转化为4路数字电信号。数字电信号通过数字信号处理(DSP)芯片数字均衡的方式可实现定时恢复、信号恢复、极化和PMD跟踪，以及色散补偿等功能。
3、作为载体的激光信号通过PBS(偏振分光器)分为X/Y两路，每路信号在通过2个调制器组成的I/Q调制器(I路和Q路相位差90°)分别将信号调制到载波，然后再通过偏振复用器把X轴和Y轴光信号按偏振复用合并在一起通过光纤发送出去，从而实现了100Gb/s在单光纤上的传输。
4、每个正交偏振光载波上的信号实际为25G baud QPSK信号，因此100G DP-QPSK信号带宽只有25G，可以利用25G光电子器件，理论上具有25G的性能。采用相干接收和后继的DSP处理，可以自动补偿色散和PMD。
Claims (2)
1.一种100G CFP光模块的实现方法，所述的100G CFP光模块包括光接收单元、光发射单元及接口单元，其特征在于，所述的光接收单元包括接收光模块载体激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分离器BS、混频器、I/Q调制器、高速硅光电二极管及放大器芯片、高速模数转换器电路ADC、高速数字信号处理电路DSP；所述的载体激光信号通过偏振分光器PBS分为X/Y两路，所述的本地光源LO通过分离器BS也分为X/Y两路，载体激光信号与本地光源信号在混频器混频后，混频后X/Y两路信号分别得到4个偏振和相位正交的光信号；所述的每路光信号分别经高速硅光电二极管检测处理，转换为模拟电信号，再放大器芯片放大，并驱动高速模数转换器电路ADC的信号输入；所述的高速模数转换器电路ADC将输入的每路模拟电信号转换为数字信号，输入至高速数字信号处理电路DSP进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种100G CFP光模块的实现方法，其特征在于，所述的光发射单元由两个平行的50G QPSK调制器和一个偏振复用器BC组成，每个50G QPSK调制器由2个25G光电子器件组成，两个50G信号分别调制到两个偏振正交的光载波上，然后再通过偏振复用器BC把X轴和Y轴光信号按正交极化复用合并在一起通过光纤发送出去。
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