CN106100754B - 一种提高dp-qpsk集成相干接收机信号探测隔离度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高DP‑QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，在所述集成相干接收机内安装有两路MPD进行探测；其中，一路MPD同时用于探测信号光和泄漏本振光的光强，另外一路MPD只用于探测泄漏本振光的光强；两路MPD紧邻放置并保证该两路探测的泄漏本振光一致。该方法实现简单，可操作性好，能够消除本振光泄漏导致对信号光监测PD探测的影响，并且该方法实施过程同样简单，相对于单MPD方案能够显著的提高DP‑QPSK集成相干接收机中本振光对信号光的隔离度，效果明显。

Description

一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法
技术领域
本发明涉及一种信号探测隔离度的方法，具体是一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，属于光通讯器件技术领域。
背景技术
DP-QPSK集成相干接收机是100Gbit/s通信系统的重要光器件，用于接收端的信号解调和光电转换。具体而言，100GDP-QPSK接收机的基本原理为：接收到的信号光和本振光通过PBS分开成两路单偏振光，信号光与本振光通过混频器进行混合，然后通过探测器，跨阻放大器转换为放大的电信号。
现有技术存在的集成相干接收机如图1所示，这种集成相干接收机需要一个用于监控的光电探测器来检测信号输入光功率，通过信号光功率的大小调节TIA的增益从而控制接收机的射频电信号的输出幅度。一般而言，集成相干接收机中有两个光输入端口：信号光输入端口和本振光输入端口。集成相干接收机中本振光的光强较大同时由于耦合损耗的存在导致有部分本振光泄漏，泄漏的本振光通过集成相干接收机管壳的金属内壁反射，导致有部分的反射光进入MPD的光敏面，这样MPD除了探测到信号光外还有部分泄漏的本振光。然而通常情况下，集成相干接收机内部仅仅放置一个MPD用于探测信号光强(如图2所示)，放置一个MPD探测信号光时，集成相干接收机在没有信号光输入或者信号光输入较小的情况下由于泄漏的本振光被MPD探测到产生光电流，这部分光电流被后续电路探测会影响系统对信号光的监测，因此在实际使用中就需要将泄漏的本振光影响排除以提高MPD对信号光探测的准确性。
根据OIF(Optical Internetworking Forum)的定义，对于100GDP-QPSK集成相干接收机本振光对信号光MPD探测的隔离度指标要求达到-45dB，现有技术采用单个MPD的方案时，隔离度指标仅仅只能到25-28dB，远远达不到指标要求。
发明内容
针对上述现有技术存在问题，本发明提供一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，能够满足集成相干接收机中本振光对信号光MPD(背光探测器)探测的隔离度达-45dB的指标要求，消除本振光泄漏导致对信号光监测PD探测的影响。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，在所述集成相干接收机内安装有两路MPD进行探测；其中，一路MPD同时用于探测信号光和泄漏本振光的光强，另外一路MPD只用于探测泄漏本振光的光强；两路MPD紧邻放置并保证该两路探测的泄漏本振光一致。
进一步，同时用于探测信号光和泄漏本振光的一路MPD阴极连接所述集成相干接收机管壳内部的Vcc(电源正极)；其阳极连接另外一路MPD的阴极，另外一路MPD的阴极同时作为一路MPD电流的输出引脚，另外一路MPD的阳极连接所述集成相干接收机管壳内部的GND(接地端)。
进一步，一路MPD放置于分光片反射输出的光路上，并且两路MPD选用响应度一致的差分对管。
进一步，采用差分平衡探测原理探测所述集成相干接收机的入射信号光光强。
进一步，一路MPD中只有信号光产生的光电流能够流入后续的探测电路中。
本发明的有益效果是：1)与现有技术单MPD方案相比，双路MPD，模式能够显著提高集成相干接收机中本振光对信号光的隔离度指标；2)选用双路MPD模式，无需改变接收机内部光路结构，不会造成其它性能的恶化；3)采用双MPD探测的输出引脚跟单MPD完全相同，后续光电流探测电路跟单MPD方案完全一致，不会使得后续结构也相应改变；4)双路MPD工艺简单，实现方便，适合工业生产。
该方法实现简单，可操作性好，能够消除本振光泄漏导致对信号光监测PD探测的影响，并且该方法实施过程同样简单，相对于单MPD方案能够显著的提高DP-QPSK集成相干接收机中本振光对信号光的隔离度，效果明显。
附图说明
图1为现有技术存在的100G DP-QPSK集成相干接收机结构框图；
图2为现有技术存在的单MPD探测原理图；
图3为本发明两路MPD探测原理图；
图4为本发明实施例一示意图；
图5为本发明实施例二示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图3所示：一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，在集成相干接收机内安装有两路MPD进行探测；其中，一路MPD同时用于探测信号光和泄漏本振光的光强，另外一路MPD只用于探测泄漏本振光的光强；两路MPD紧邻放置并保证该两路探测的泄漏本振光一致。
作为该方案改进的技术方案为：同时用于探测信号光和泄漏本振光的一路MPD阴极连接所述集成相干接收机管壳内部的Vcc；其阳极连接另外一路MPD的阴极，另外一路MPD的阴极同时作为一路MPD电流的输出引脚，另外一路MPD的阳极连接所述集成相干接收机管壳内部的GND。
作为该方案改进的技术方案为：一路MPD放置于分光片反射输出的光路上，并且两路MPD选用响应度一致的差分对管。通过合理的电气连接便能够保证泄漏的本振光电流相互抵消。
作为该方案改进的技术方案为：采用差分平衡探测原理探测所述集成相干接收机的入射信号光光强。
作为该方案改进的技术方案为：一路MPD中只有信号光产生的光电流能够流入后续的探测电路中。
实施例一
如图4所示：信号光101通过光纤输入到接收机内部，本振光102通过光纤输入经过准直器后直接输入到混频器波导109中，信号光101通过准直器103进入接收机内部，104是管壳光窗，信号光101通过光窗入射到分光片105，106是金属垫块用于粘接分光片105，信号光101经过分光片105分一部分光到用于探测信号光的MPD107上，MPD107的光敏面放置在分光片入射的一部分信号光的光路上，因此MPD107不仅能够探测到信号光光强还能够探测到泄漏的本振光，紧邻MPD(背光探测器)107放置MPD108，由于泄漏的本振光在接收机管壳内部呈现漫反射的状态，所以MPD108也能探测到泄漏的本振光，MPD107和MPD108最好采用对管MPD，这样可以保证两个MPD的响应度基本一致同时放置位置相邻，所以MPD107和MPD108探测的泄漏本振光光强基本一样，两个MPD因泄漏本振光而产生的光电流大小也基本一样，它们电流流向又相反所以能够相互抵消，从而提高MPD107探测信号光光强的准确性。在实际运用中双MPD的电气连接为MPD107的阴极连接管壳内部的Vcc,其阳极连接MPD108的阴极，同时该连接点作为信号光MPD电流的输出引脚，MPD108的阳极连接管壳内部GND。
实施例二
如图5所示：双MPD探测的电流探测电路用于检验该方案的效果，其中该电路与单MPD的电流探测电路一致，这样就保证了本方案同OIF引脚定义兼容性。图中信号光产生的光电流通过双MPD的连接点流入到对数放大器将电流信号转换为电压信号，后面的比例放大电路将电压信号调节到合适的采样电压值，通过AD采样结果可计算出信号光的入射光强，本振光对信号光的隔离度具体测试方法如下：
1)集成相干接收机只入射本振光，入射光功率4mW，通过图5电路采样得出电压V1，假设比例放大电路的放大系数为A，对数放大电路I/V转换公式换算得MPD探测光电流：
ILo＝(10*exp((V1/A)/Vy))*Iref，其中Vy是对数放大器基准电流对应电压，Iref为对数放大器基准电流；
2)集成相干接收机只入射信号光，入射光功率4mW，通过图4电路采样得出电压V2，同理通过步骤1的换算公式得出MPD探测光电流：ISIG＝(10*exp((V2/A)/Vy))*Iref；
3)集成相干接收机本振光对信号光的隔离度＝10*LOG(ISIG/ILo)＝10*(V2-V1)/Vy(单位dB)。
按图5搭建测试电路后按上述步骤进行测试，结果表明该方案对比单MPD方案，本振光对信号光的隔离度提高了20dB,已满足OIF标准中对该指标的要求。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (3)

1.一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，其特征在于：在所述集成相干接收机内安装有两路MPD进行探测；其中，一路MPD同时用于探测信号光和泄漏本振光的光强，另外一路MPD只用于探测泄漏本振光的光强；两路MPD紧邻放置并保证该两路探测的泄漏本振光一致；
同时用于探测信号光和泄漏本振光的一路MPD阴极连接所述集成相干接收机管壳内部的Vcc；其阳极连接另外一路MPD的阴极，另外一路MPD的阴极同时作为一路MPD电流的输出引脚，另外一路MPD的阳极连接所述集成相干接收机管壳内部的GND；
一路MPD放置于分光片反射输出的光路上，并且两路MPD选用响应度一致的差分对管。
2.根据权利要求1所述的一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，其特征在于：采用差分平衡探测原理探测所述集成相干接收机的入射信号光光强。
3.根据权利要求2所述的一种提高DP-QPSK集成相干接收机信号探测隔离度的方法，其特征在于：一路MPD中只有信号光产生的光电流能够流入后续的探测电路中。
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