CN110061779B - 一种光纤通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤通信系统，涉及通信技术领域，所述系统包含依次连接的调制器、偏振单元、起偏器、差分延迟单元、光纤放大器、编码器和输出电路；所述调制器用于产生脉冲光信号输入到偏振单元中；所述偏振单元用于将接收到的脉冲光信号转换成线偏光信号；所述起偏器用于将偏振单元传来的线偏光信号转换为偏振光信号；所述差分延迟单元、光纤放大器和编码器用于将所述偏振光信号转换为光编码信号；所述输出电路用于接收来自编码器的光编码信号并转换为电信号之后输出。本发明简化了光纤通信系统的结构，同时通过改进接收端的电路结构，从而提高了光通信转换过程的效率。

Description

一种光纤通信系统
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种光纤通信系统。
背景技术
光通信则是以光作为信息载体而实现的通信，所谓光纤通信，就是利用光波来传输携带信息的以达到通信的目的，因此要使光波成为携带信息的载体，必须对光波进行调制。具体可以首先在发送端把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去，最后在接收端再把信息从光波中检测出来，经解调后恢复原信息。
当前光纤通信领域中，存在着系统结构复杂的问题，同时还存在着转换效率低下，造成多余的损耗等技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤通信系统，简化通信系统的结构，同时保证光纤通信系统的带宽的要求，并改进接收端的电路结构，提高接收端的接收效果。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光纤通信系统，所述系统包含依次连接的调制器、偏振单元、起偏器、差分延迟单元、光纤放大器、编码器和输出电路；
所述调制器用于产生脉冲光信号输入到偏振单元中；
所述偏振单元用于将接收到的脉冲光信号转换成线偏光信号；
所述起偏器用于将偏振单元传来的线偏光信号转换为偏振光信号；
所述差分延迟单元、光纤放大器和编码器用于将所述偏振光信号转换为光编码信号；
所述输出电路用于接收来自编码器的光编码信号并转换为电信号之后输出。
可选的，所述偏振单元包含第一偏振控制器，第二偏振控制器，第一耦合器，第二耦合器和光纤延迟单元；
所述第一偏振控制器接收来自所述调制器的脉冲光信号并将所述脉冲光信号送入所述第一耦合器中，所述第一耦合器用于将所述脉冲光信号分为两路，其中一路连接至所述光纤延迟单元，另一路连接至所述第二偏振控制器；
所述光纤延迟单元与所述第二偏振控制器的输出端通过第二耦合器将光信号合并后输出。
可选的，所述起偏器与所述差分延迟单元之间还设置有第三偏振控制器。
可选的，所述光纤放大器与编码器还设置有光衰减器。
可选的，所述输出电路包含接收主电路，所述接收主电路包含放大器A1和放大器A2，所述放大器A1的反向输入端连接至接收主电路的输入端；
所述放大器A1的同相输入端通过电阻R1与电容C1的并联接地，所述放大器A1的同相输入端通过电阻R2连接至VCC，所述放大器A1的反向输入端通过电阻R3连接至放大器A1的输出端，所述放大器A1的反向输入端还连接至第二光耦的集电极，所述第二光耦的发射极连接至所述放大器A1的输出端，所述第二光耦的阳极连接至VCC，所述第二光耦的阴极连接至电阻R9和电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接至VCC，电阻R10的另一端通过电容C3连接至VCC；
所述放大器A1的输出端还通过电容C2和电阻R5的串联接地，所述放大器A1的同相输入端还通过电阻R4和电阻R5的串联接地；
所述放大器A1的输出端通过电容C2连接至放大器A2的同相输入端，所述放大器A2的反向输入端通过电阻R6接地，所述放大器A2的反向输入端还通过电阻R7与电阻R8的串联接地，所述放大器A2的反向输入端通过电阻R7连接至所述放大器A2的输出端，所述放大器A2的输出端通过电容C4连接至接收主电路的输出端；
所述接收主电路的输出端通过电阻R11连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极通过电阻R12接地，所述三极管Q1的集电极通过电容C3连接至VCC；
所述接收主电路的输出端还通过电阻R13接地，所述三极管Q1的基极还连接至二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接至二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接地。
可选的，所述输出电路还包含控制电路，所述控制电路包含三极管Q2和三极管Q3；
所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过电阻R17连接至逻辑控制端，所述三极管Q2的集电极还通过电阻R16连接至第一光耦的阴极，所述第一光耦的阳极连接至VCC，所述三极管Q2的基极通过电阻R18连接至三极管Q3的集电极；
所述三极管Q3的集电极通过电阻R15连接至VCC，所述三极管Q3的集电极通过电容C5接地，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极通过电阻R19接地；
所述第一光耦的集电极连接至接收主电路的输入端，所述第一光耦的发射极连接至所述放大器A1的反向输入端。
可选的，所述脉冲光信号的波长为1310nm或者1550nm，功率为10mW-30mW。
可选的，所述调制器与所述偏振单元之间通过色散补偿光纤连接。
本发明的有益效果在于：本发明在保证带宽的同时实现了简化光纤通信系统的结构技术效果，同时通过改进接收端的电路结构，从而提高了光通信转换过程的效率，提高了接收端的接收效果。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例光纤通信系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的接收主电路示意图；
图3为本发明实施例的控制电路示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，本发明为一种光纤通信系统，所述系统包含依次连接的调制器1、偏振单元、起偏器7、差分延迟单元9、光纤放大器10、编码器12和输出电路13；
所述调制器用于产生脉冲光信号输入到偏振单元中；
所述偏振单元用于将接收到的脉冲光信号转换成线偏光信号；
所述起偏器用于将偏振单元传来的线偏光信号转换为偏振光信号；
所述差分延迟单元、光纤放大器和编码器用于将所述偏振光信号转换为光编码信号；
所述输出电路用于接收来自编码器的光编码信号并转换为电信号之后输出。
可选的，所述偏振单元包含第一偏振控制器3，第二偏振控制器5，第一耦合器，第二耦合器6和光纤延迟单元4；
所述第一偏振控制器3接收来自所述调制器的脉冲光信号并将所述脉冲光信号送入所述第一耦合器中，所述第一耦合器用于将所述脉冲光信号分为两路，其中一路连接至所述光纤延迟单元4，另一路连接至所述第二偏振控制器5；
所述光纤延迟单元4与所述第二偏振控制器5的输出端通过第二耦合器6将光信号合并后输出。
本发明实施例对应40Gbit/s的光纤通信系统，第一耦合器与第二耦合器的分光比例均为50:50，经过第一偏振控制器3，第二偏振控制器5之后获得输出为线偏光的40Gbit/s伪随机序列光信号。
可选的，所述起偏器7与所述差分延迟单元9之间还设置有第三偏振控制器8。
光信号通过起偏器与差分延迟单元9后得到了一阶40Gbit/s RZ码光信号。
可选的，所述光纤放大器与编码器之间还设置有光衰减器。
可选的，所述脉冲光信号的波长为1310nm或者1550nm，功率为10mW-30mW。
可选的，所述调制器与所述偏振单元之间通过色散补偿光纤连接。
可选的，所述输出电路包含接收主电路，如图2所示，所述接收主电路包含放大器A1和放大器A2，所述放大器A1的反向输入端连接至接收主电路的输入端；
所述放大器A1的同相输入端通过电阻R1与电容C1的并联接地，所述放大器A1的同相输入端通过电阻R2连接至VCC，所述放大器A1的反向输入端通过电阻R3连接至放大器A1的输出端，所述放大器A1的反向输入端还连接至第二光耦的集电极，所述第二光耦的发射极连接至所述放大器A1的输出端，所述第二光耦的阳极连接至VCC，所述第二光耦的阴极连接至电阻R9和电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接至VCC，电阻R10的另一端通过电容C3连接至VCC；
所述放大器A1的输出端还通过电容C2和电阻R5的串联接地，所述放大器A1的同相输入端还通过电阻R4和电阻R5的串联接地；
所述放大器A1的输出端通过电容C2连接至放大器A2的同相输入端，所述放大器A2的反向输入端通过电阻R6接地，所述放大器A2的反向输入端还通过电阻R7与电阻R8的串联接地，所述放大器A2的反向输入端通过电阻R7连接至所述放大器A2的输出端，所述放大器A2的输出端通过电容C4连接至接收主电路的输出端；
所述接收主电路的输出端通过电阻R11连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极通过电阻R12接地，所述三极管Q1的集电极通过电容C3连接至VCC；
所述接收主电路的输出端还通过电阻R13接地，所述三极管Q1的基极还连接至二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接至二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接地。
可选的，所述输出电路还包含控制电路，如图3所示，所述控制电路包含三极管Q2和三极管Q3；
所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过电阻R17连接至逻辑控制端，所述三极管Q2的集电极还通过电阻R16连接至第一光耦的阴极，所述第一光耦的阳极连接至VCC，所述三极管Q2的基极通过电阻R18连接至三极管Q3的集电极；
所述三极管Q3的集电极通过电阻R15连接至VCC，所述三极管Q3的集电极通过电容C5接地，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极通过电阻R19接地；
所述第一光耦的集电极连接至接收主电路的输入端，所述第一光耦的发射极连接至所述放大器A1的反向输入端。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种光纤通信系统，其特征在于：所述系统包含依次连接的调制器、偏振单元、起偏器、差分延迟单元、光纤放大器、编码器和输出电路；
所述调制器用于产生脉冲光信号输入到偏振单元中；
所述偏振单元用于将接收到的脉冲光信号转换成线偏光信号；
所述起偏器用于将偏振单元传来的线偏光信号转换为偏振光信号；
所述差分延迟单元、光纤放大器和编码器用于将所述偏振光信号转换为光编码信号；
所述输出电路用于接收来自编码器的光编码信号并转换为电信号之后输出；
所述偏振单元包含第一偏振控制器，第二偏振控制器，第一耦合器，第二耦合器和光纤延迟单元；
所述第一偏振控制器接收来自所述调制器的脉冲光信号并将所述脉冲光信号送入所述第一耦合器中，所述第一耦合器用于将所述脉冲光信号分为两路，其中一路连接至所述光纤延迟单元，另一路连接至所述第二偏振控制器；
所述光纤延迟单元与所述第二偏振控制器的输出端通过第二耦合器将光信号合并后输出；
所述输出电路包含接收主电路，所述接收主电路包含放大器A1和放大器A2，所述放大器A1的反向输入端连接至接收主电路的输入端；
所述放大器A1的同相输入端通过电阻R1与电容C1的并联接地，所述放大器A1的同相输入端通过电阻R2连接至VCC，所述放大器A1的反向输入端通过电阻R3连接至放大器A1的输出端，所述放大器A1的反向输入端还连接至第二光耦的集电极，所述第二光耦的发射极连接至所述放大器A1的输出端，所述第二光耦的阳极连接至VCC，所述第二光耦的阴极连接至电阻R9和电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接至VCC，电阻R10的另一端通过电容C3连接至VCC；
所述放大器A1的输出端还通过电容C2和电阻R5的串联接地，所述放大器A1的同相输入端还通过电阻R4和电阻R5的串联接地；
所述放大器A1的输出端通过电容C2连接至放大器A2的同相输入端，所述放大器A2的反向输入端通过电阻R6接地，所述放大器A2的反向输入端还通过电阻R7与电阻R8的串联接地，所述放大器A2的反向输入端通过电阻R7连接至所述放大器A2的输出端，所述放大器A2的输出端通过电容C4连接至接收主电路的输出端；
所述接收主电路的输出端通过电阻R11连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极通过电阻R12接地，所述三极管Q1的集电极通过电容C3连接至VCC；
所述接收主电路的输出端还通过电阻R13接地，所述三极管Q1的基极还连接至二极管D1的负极，所述二极管D1的正极连接至二极管D2的负极，所述二极管D2的正极接地。
2.根据权利要求1所述的一种光纤通信系统，其特征在于：所述起偏器与所述差分延迟单元之间还设置有第三偏振控制器。
3.根据权利要求1所述的一种光纤通信系统，其特征在于：所述光纤放大器与编码器之间还设置有光衰减器。
4.根据权利要求1所述的一种光纤通信系统，其特征在于：所述输出电路还包含控制电路，所述控制电路包含三极管Q2和三极管Q3；
所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极通过电阻R17连接至逻辑控制端，所述三极管Q2的集电极还通过电阻R16连接至第一光耦的阴极，所述第一光耦的阳极连接至VCC，所述三极管Q2的基极通过电阻R18连接至三极管Q3的集电极；
所述三极管Q3的集电极通过电阻R15连接至VCC，所述三极管Q3的集电极通过电容C5接地，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极通过电阻R19接地；
所述第一光耦的集电极连接至接收主电路的输入端，所述第一光耦的发射极连接至所述放大器A1的反向输入端。
5.根据权利要求1所述的一种光纤通信系统，其特征在于：所述脉冲光信号的波长为1310nm或者1550nm，功率为10mW-30mW。
6.根据权利要求1所述的一种光纤通信系统，其特征在于：所述调制器与所述偏振单元之间通过色散补偿光纤连接。
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