CN107071595A - 异步控制信号的传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异步控制信号的传输系统，涉及波分复用无源光网络领域。该系统包括发送端和接收端，发送端包括强度调制器、差分相位编码器和相位调制器，接收端包括延时干涉仪、第一光电探测器和第二光电探测器；强度调制器和差分相位编码器的输出端，均与相位调制器的输入端相连；相位调制器的输出端分别与第一光电探测器、延时干涉仪的输入端相连；延时干涉仪的输出端与第二光电探测器的输入端相连。本发明能够在显著提高异步控制信号质量的同时简化异步控制信号传输的操作过程，非常适于推广。
Description
技术领域
本发明涉及波分复用无源光网络领域，具体涉及一种异步控制信号的传输系统。
背景技术
随着移动通信技术的不断发展，C-RAN(Centralized Radio access network，集中式无线接入网)已成为未来5G网络的一种主要架构。在C-RAN架构中，所有BBUs(BasebandUnits，基带单元)在局端统一管理并协同收发，以提高整个移动接入网传输效率。系统通过光纤连接基带单元池和RRHs(Remote Radio Heads，远程无线前端)，BBUs和RRHs之间的光网络称为移动前传网络，该移动前传网络通常采用波分复用无源光网络架构。
在波分复用无源光网络中需要传送低延时的异步控制信号，传送方法为强度再调制，即：将控制信号在数据信号的幅度包络上进行调制。上述方法的优点为结构简单、成本较低，缺点为幅度包络调制会对影响数据信号的质量，因此需要严格控制幅度包络调制深度，进而增大了操作时的困难度，而且无法保证异步控制信号的传输质量。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：在异步控制信号传输时，如何保证异步控制信号的质量。本发明能够在显著提高异步控制信号质量的同时简化异步控制信号传输的操作过程，非常适于推广。
为达到以上目的，本发明提供的异步控制信号的传输系统，包括发送端和接收端，发送端包括强度调制器、差分相位编码器和相位调制器，接收端包括延时干涉仪、第一光电探测器和第二光电探测器；强度调制器和差分相位编码器的输出端，均与相位调制器的输入端相连；相位调制器的输出端分别与第一光电探测器、延时干涉仪的输入端相连；延时干涉仪的输出端与第二光电探测器的输入端相连；
强度调制器用于：根据传输数据进行强度调制的光幅度，对光载波进行幅度调制，形成强度信号，将强度信号传输至相位调制器；
差分相位编码器用于：对异步控制信号进行差分相位编码后，传输至相位调制器；
相位调制器用于：根据差分相位编码后的异步控制信号，对强度信号进行相位调制，形成光信号；将光信号分别传输至第一光电探测器和延时干涉仪；
第一光电探测器用于：检测光信号中的传输数据；
延时干涉仪用于：将光信号中异步控制信号的相位信息转化为幅度信息后，将光信号传输至第二光电检测器；
第二光电探测器用于：检测光信号中的异步控制信号。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明异步控制信号的传输系统的发送端，在发送异步控制信号之前，通过强度调制器和相位调至器，对异步控制信号进行了相位调至，与现有技术中的幅度调制相比，相位调制不会对异步控制信号和传输数据造成串扰，进而在保证异步控制信号和传输数据的质量的同时，不需要进行现有技术中“严格控制幅度包络调制深度”的操作。因此，本发明能够在显著提高异步控制信号质量的同时简化异步控制信号传输的操作过程，非常适于推广。
附图说明
图1为本发明实施例中的异步控制信号的传输系统的连接框图；
图2为本发明实施例中异步控制信号的传输系统发送异步控制信号的原理图；
图3为本发明实施例中延时干涉仪的连接框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例中的异步控制信号的传输系统，包括发送端和接收端，发送端包括光源、强度调制器、差分相位编码器和相位调制器，接收端包括延时干涉仪、第一光电探测器、第二光电探测器、第一接收机和第二接收机。光源的输出端与强度调制器的输入端相连；强度调制器和差分相位编码器的输出端，均与相位调制器的输入端相连；相位调制器的输出端分别与第一光电探测器、延时干涉仪的输入端相连；第一光电探测器的输出端与第一接收机的输入端相连，延时干涉仪的输出端通过第二光电探测器，与第二接收机的输入端相连。
光源用于：向强度调制器传输光载波。
强度调制器用于：根据传输数据进行强度调制的光幅度，对光载波进行幅度调制，形成强度信号，将强度信号传输至相位调制器。
差分相位编码器用于：对异步控制信号进行差分相位编码后，传输至相位调制器。
相位调制器用于：根据差分相位编码后的异步控制信号，对强度信号进行相位调制，形成光信号；将光信号分别传输至第一光电探测器和延时干涉仪。
第一光电探测器用于：检测光信号中的传输数据，将传输数据发送至第一接收机。
第一接收机用于：接收传输数据。
延时干涉仪用于：将光信号中异步控制信号的相位信息转化为幅度信息后，将光信号传输至第二光电检测器。
第二光电探测器用于：检测光信号中的异步控制信号，将异步控制信号发送至第二接收机。
第二接收机用于：接收异步控制信号。
参见图2所示，强度调制器形成的强度信号表示为：其中A(t)代表传输数据进行强度调制的光幅度，e代表自然底数，j代表虚数j2＝-1，fc代表光载波频率，t代表时间。
本实施例中异步控制信号an为二进制信号，差分相位编码器用于对异步控制信号进行二元差分相位编码，编码标准为：
其中代表二元差分相位编码后的载波相位，代表的下一时刻异步控制信号的符号的相位，当异步控制信号为0时，与的相位差为180°(即π)；当异步控制信号为1时，与相同。
在此基础上，相位调制器进行相位调制形成的光信号Ein(t)表示为：
根据上述公式可知，本发明将异步控制信号加载于光载波相位时，对光载波幅度没有任何影响。
参见图3所示，延时干涉仪包括第一光耦合器(50:50)、延时器件、第一偏振控制器、第二偏振控制器和第二光耦合器(50:50)。第一光耦合器的输入端与相位调制器的输出端相连，第一光耦合器的输出端分别与延时器件、第一偏振控制器的输入端相连，延时器件的输出端与第二偏振控制器的输入端相连，第一偏振控制器和第二偏振控制器的输出端，均通过第二光耦合器与第二光电探测器相连。
第一光耦合器用于：将相位调制器传输的光信号分为功率相同的两路光信号，将两路光信号分别传输第一偏振控制器和延时器件。
延时器件用于：将光信号延时一个异步控制信号的符号周期T后，传输至第二偏振控制器，T＝1/F，F为异步控制信号的符号率。
第一偏振控制器和第二偏振控制器用于：将各自接收的光信号的偏振进行对齐后，传输至第二光耦合器。
第二光耦合器用于：将接收的两路光信号合波为1路光信号后，传输至第二光电探测器，合波后的光信号Eout(t)表示为：
其中Ein(t)为未经延时器件延时的光信号，Ein(t-T)为经延时器件延时的光信号，系数对应第二光耦合器。
在此基础上，第二光电探测器按照平方率检测原理，检测出的异步控制信号E(|Eout(t)|2)表示为：
其中θ表示前后两个符号周期的光载波相位差。假设A(t)等于A(t-T)，那么当θ为0时，通过延时干涉方法所检测的强度输出为逻辑“1”；当θ为Pi时，通过延时干涉方法所检测的强度输出为逻辑“0”.从而完成差分相位调制到强度调制的转化。可以通过适当降低强度调制信号的消光比来使得A(t)趋近于A(t-T)，从而实现最佳的传输性能。
进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种异步控制信号的传输系统，包括发送端和接收端，其特征在于：发送端包括强度调制器、差分相位编码器和相位调制器，接收端包括延时干涉仪、第一光电探测器和第二光电探测器；强度调制器和差分相位编码器的输出端，均与相位调制器的输入端相连；相位调制器的输出端分别与第一光电探测器、延时干涉仪的输入端相连；延时干涉仪的输出端与第二光电探测器的输入端相连；
强度调制器用于：根据传输数据进行强度调制的光幅度，对光载波进行幅度调制，形成强度信号，将强度信号传输至相位调制器；
差分相位编码器用于：对异步控制信号进行差分相位编码后，传输至相位调制器；
相位调制器用于：根据差分相位编码后的异步控制信号，对强度信号进行相位调制，形成光信号；将光信号分别传输至第一光电探测器和延时干涉仪；
第一光电探测器用于：检测光信号中的传输数据；
延时干涉仪用于：将光信号中异步控制信号的相位信息转化为幅度信息后，将光信号传输至第二光电检测器；
第二光电探测器用于：检测光信号中的异步控制信号。
2.如权利要求1所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述强度调制器形成的强度信号表示为：其中A(t)代表传输数据进行强度调制的光幅度，e代表自然底数，j代表虚数j2＝-1，fc代表光载波频率，t代表时间。
3.如权利要求2所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述异步控制信号an为二进制信号，所述差分相位编码器用于对异步控制信号进行二元差分相位编码，编码标准为：当异步控制信号为0时，与的相位差为180°；当异步控制信号为1时，与相同；代表二元差分相位编码后的载波相位，代表的下一时刻异步控制信号的符号的相位。
4.如权利要求3所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述相位调制器进行相位调制形成的光信号Ein(t)表示为：
5.如权利要求1所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述延时干涉仪包括第一光耦合器、延时器件、第一偏振控制器、第二偏振控制器和第二光耦合器；第一光耦合器的输入端与相位调制器的输出端相连，第一光耦合器的输出端分别与延时器件、第一偏振控制器的输入端相连；延时器件的输出端与第二偏振控制器的输入端相连，第一偏振控制器和第二偏振控制器的输出端，均通过第二光耦合器与第二光电探测器相连；
第一光耦合器用于：将相位调制器传输的光信号分为功率相同的两路光信号，将两路光信号分别传输第一偏振控制器和延时器件；
延时器件用于：将光信号延时一个异步控制信号的符号周期T后，传输至第二偏振控制器；
第一偏振控制器和第二偏振控制器用于：将各自接收的光信号的偏振进行对齐后，传输至第二光耦合器；
第二光耦合器用于：将接收的两路光信号合波为1路光信号后，传输至第二光电探测器。
6.如权利要求5所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述第二光耦合器合波后的光信号Eout(t)表示为：
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其中Ein(t）为未经延时器件延时的光信号，Ein(t-T)为经延时器件延时的光信号。
7.如权利要求6所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述第二光电探测器检测出的异步控制信号E(|Eout(t)|2)表示为：
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其中θ表示前后两个符号周期的光载波相位差。
8.如权利要求5所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述T＝1/F，F为异步控制信号的符号率。
9.如权利要求1至8任一项所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：所述发送端还包括光源，光源的输出端与强度调制器的输入端相连，光源用于：向强度调制器传输光载波。
10.如权利要求1至8任一项所述的异步控制信号的传输系统，其特征在于：该系统还包括第一接收机和第二接收机，第一接收机的输入端与第一光电探测器的输出端相连，第一接收机用于接收第一光电探测器检测的传输数据；第二接收机的输入端与第二光电探测器的输出端相连；第二接收机用于接收第二光电探测器检测的异步控制信号。
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