CN110224764B - 基于isb和多载波使用pm和im生成矢量太赫兹信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于矢量太赫兹信号技术领域，具体一种基于ISB和多载波使用PM和IM生成矢量太赫兹信号的方法。本发明方法包括使用单个的相位调制器生成多载波，通过光滤波器或者波长选择开关，筛选出频段差在太赫兹量级的信号和载波，通过拍频的方式生成矢量太赫兹信号。本发明只使用一个相位调制器，并不需要两个ECL，结构简单，降低了系统复杂度，并且通过精准滤波和拍频得到太赫兹信号。为未来优化太赫兹通信提供了创新思路。

Description

基于ISB和多载波使用PM和IM生成矢量太赫兹信号的方法

技术领域

本发明属于矢量太赫兹信号技术领域，具体涉及生成矢量太赫兹信号的方法。

背景技术

单边带可以缓解光纤色散带来的不良效应，并且能够降低衰减效应带来的不良后果，所以单边带在通信中的研究越来越火热。光的独立边带这种调制方式使得在信号的两个边带都能够携带不一样的信息，极大地提升了系统的传输效率。所以越来越多的研究人员考虑在通信的传输中使用O-ISB（optical-independentsideband）。

多载波的生成也是今年来的一个研究热点，基于多光载频和相位锁定载波的超级信道是未来光速光通信网络的一个方向。相干光的生成和锁频多载波是实现超级信道的关键技术，目前为止有三种不同的多载波生成方式，分别是超连续谱、级联的相位和强度调制器，以及循环频偏器。

因此，本发明提出一种新的矢量太赫兹波的生成方式，即使用单个的相位调制器生成多载波，并且通过光滤波器或者波长选择开关，筛选出频段差在太赫兹量级的信号和载波，通过拍频的方式生成矢量太赫兹信号，结合光独立边带的优势，提升系统的容量。这种方式可以降低以往达到同种效果的成本，并且简单易操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本较低、操作简单的只使用一个ECL和一个PM生成太赫兹信号的方法。

本发明提供的生成太赫兹信号的方法，使用单个的相位调制器生成多载波，并且通过光滤波器或者波长选择开关，筛选出频段差在太赫兹量级的信号和载波，通过拍频的方式生成矢量太赫兹信号，具体步骤如下：

（1）首先，产生需要的数据信号：

；

A和B均为基带信号，f₁和f₂均为基带信号所进行的上变频的频率；

（2）其次，使用一个ECL外腔激光器、一个频率为87GHz的正弦波发生器、电放大器、相位调制器，生成频率间隔为87GHz的光载波；

（3）然后，使用保偏掺铒光纤放大器进行偏振的控制；将数字信号使用I/Q调制器进行调制，生成O-ISB信号，此时得到多载波携带O-ISB信号；经过EDFA和波长选择开关，选取出相距4个87GHz的一个光载波、一个上边带和一个下边带；下边带的数据带宽为26GHz，上边带的数据带宽为20GHz；再使用光混频器进行拍频，得到392GHz的太赫兹信号，进行传输。

相应于上述方法，本发明还涉及生成太赫兹信号的系统，该系统包括：多载波生成端，光独立边带调制端，矢量太赫兹信号生成端；其中：

所述多载波生成端，其包括：外腔激光器，用于产生光信号；一个正弦波生成器，用于生成电正弦波；一个电放大器，为生成可以使用的光载波提供足够的功率；一个相位调制器，用于对光载波的相位移位；

所述光独立边带调制端，其包括：任意波形生成器AWG，用于将数字信号转化成模拟信号；I/Q调制器，用于ISB的调制；

所述矢量太赫兹信号生成端，其包括：波长选择开关WSS，根据频谱选择间隔在太赫兹频率间距的信号和载波；光混频器，用于进行信号的拍频，生成最终的矢量太赫兹信号。

所述多载波生成端的工作流程为：

生成的正弦波先经过电放大器进行信号的放大，相位调制器根据正弦波的频率进行带宽内的光谱的频率搬移，生成强度不同的光频梳。

所述光独立边带调制端的工作流程为：

将生成的多载波与基带的独立边带信号的实部和虚部共同作用于I/Q调制器，生成多载波携带ISB的信号。

所述矢量太赫兹信号生成端的工作流程为：

将生成的多载波ISB信号筛选出间隔具有太赫兹频率间距的载波和信号，并使用光混频器进行拍频，得到无线矢量太赫兹波信号。

本发明只利用一个PM，一个I/Q调制器，降低了系统复杂度，易于实现，且实现了太赫兹波段的通信。

附图说明

图1是本发明的多载波生成端结构示意图。

图2是本发明的光独立边带调制端结构示意图。

图3是本发明的矢量太赫兹信号生成端结构示意图。

图4是本发明的结构示意图。

图中标号：1-外腔激光器ECL，2-正弦波生成器，3-电放大器EA，4-相位调制器PM，5-保偏掺铒光纤放大器PM-EDFA，6-任意波形生成器AWG，7-直流偏置DC，8-I/Q调制器，9-掺铒光纤放大器EDFA，10-波长选择开关WSS，11-光混频器，12-多载波生成端，13-光独立边带调制端，14-矢量太赫兹信号生成端。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本发明作进一步说明。

本发明系统包括：多载波生成端，光独立边带调制端，矢量太赫兹信号生成端。

所述多载波生成端如图1所示，各部件及功能分别说明如下：

外腔激光器（ECL）1，产生1552.316 nm 的CW 波，正弦波发生器2，用来生成87GHz的正弦波信号，电放大器EA3，提供足够的功率使得可用光载波的数量尽可能的多，相位调制器PM4，用来生成间隔为87GHz的光多载波（光频梳）。

所述光独立边带调制端如图2所示，各部件及功能分别说明如下：

保偏光纤放大器5，保持光载波偏振状态，AWG6，将数字信号变成模拟信号，DC7，直流偏置，I/Q调制器8，将基带的信号调制成光信号，生成O-ISB。

所述矢量太赫兹信号生成端如图3所示，各部件及功能分别说明如下：

EDFA9，补偿多载波O-ISB信号的衰减，波长选择开关WSS10，选择出频率间隔392GHz的信号和载波，光混频器11，产生矢量太赫兹信号。

所述的矢量毫米波信号传输系统具体连接方式如下：

多载波生成端12中的各部件连接方式如下：

除了外腔激光器和相位调制器之间线为光纤，所有器件均是使用电缆相连；

光独立边带调制端13中的各部件连接方式如下：

AWG的输出端和EA的输入输出端以及PM的输入端使用电缆相连。其余各部件均为光纤连接；

矢量太赫兹信号生成端14中的各部件连接方式如下：

所有的器件均使用光纤连接。

本发明的优点是只使用单个PQ和I/Q调制器，能降低生成太赫兹信号的成本，增加了矢量太赫兹信号的灵活度，且容易实现。

Claims (2)

1.一种基于ISB和多载波使用PM和IM生成矢量太赫兹信号的方法，其特征在于，使用单个的相位调制器生成多载波，通过光滤波器或者波长选择开关，筛选出频段差在太赫兹量级的信号和载波，通过拍频的方式生成矢量太赫兹信号，具体步骤如下：

（1）首先，产生需要的数据信号：

；

A和B均为基带信号，f₁和f₂均为基带信号所进行的上变频的频率；

（2）其次，使用一个ECL外腔激光器、一个频率为87GHz的正弦波发生器、电放大器、相位调制器，生成频率间隔为87GHz的光载波；

（3）然后，使用保偏掺铒光纤放大器进行偏振的控制；将数字信号使用I/Q调制器进行调制，生成O-ISB信号，此时得到多载波携带O-ISB信号；经过EDFA和波长选择开关，选取出相距4个87GHz的一个光载波、一个上边带和一个下边带；下边带的数据带宽为26GHz，上边带的数据带宽为20GHz；再使用光混频器进行拍频，得到392GHz的太赫兹信号，进行传输。

2.一种基于权利要求1所述方法的生成矢量太赫兹信号的系统，其特征在于，包括：多载波生成端，光独立边带调制端，矢量太赫兹信号生成端；其中：

所述多载波生成端包括：外腔激光器，用于产生光信号；一个正弦波生成器，用于生成电正弦波；一个电放大器，为生成可以使用的光载波提供足够的功率；一个相位调制器，用于对光载波的相位移位；

所述光独立边带调制端包括：任意波形生成器AWG，用于将数字信号转化成模拟信号；I/Q调制器，用于ISB的调制；

所述矢量太赫兹信号生成端包括：波长选择开关，根据频谱选择间隔在太赫兹频率间距的信号和载波；光混频器，用于进行信号的拍频，生成最终的矢量太赫兹信号；

所述多载波生成端的工作流程为：

生成的正弦波先经过电放大器进行信号的放大，相位调制器根据正弦波的频率进行带宽内的光谱的频率搬移，生成强度不同的光频梳；

所述光独立边带调制端的工作流程为：

将生成的多载波与基带的独立边带信号的实部和虚部共同作用于I/Q调制器，生成多载波携带ISB的信号；

所述矢量太赫兹信号生成端的工作流程为：

将生成的多载波ISB信号筛选出间隔具有太赫兹频率间距的载波和信号，并使用光混频器进行拍频，得到无线矢量太赫兹波信号。

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