CN117097431B - 时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统 - Google Patents
时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117097431B CN117097431B CN202311333522.9A CN202311333522A CN117097431B CN 117097431 B CN117097431 B CN 117097431B CN 202311333522 A CN202311333522 A CN 202311333522A CN 117097431 B CN117097431 B CN 117097431B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- phase
- time division
- initial
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 264
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 31
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0602—Systems characterised by the synchronising information used
- H04J3/0617—Systems characterised by the synchronising information used the synchronising signal being characterised by the frequency or phase
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/062—Synchronisation of signals having the same nominal but fluctuating bit rates, e.g. using buffers
- H04J3/0623—Synchronous multiplexing systems, e.g. synchronous digital hierarchy/synchronous optical network (SDH/SONET), synchronisation with a pointer process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明公开了一种时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统；该设备包括：光功分器、N个相位控制器、后耦合器；相位控制器包括相位调制器以及与相位调制器连接的驱动时钟；光功分器获取初始光波，将初始光波划分为N个光载波，将光载波发送至相位控制器；相位控制器通过相位调制器对光载波调制，得到调制信号，通过控制电驱动时钟的初始相位控制调制信号的输出相位；后耦合器对N个调制信号耦合，使得耦合后的输出信号不同时隙出现在不同输出通道上，从而表现为时分的N个目标光载波。本发明通过控制时钟信号的初始相位可以准确控制各路信号的输出时隙及不同时隙的通道分布，准确控制多路信号复用，实现将更多路不同时隙的信号合并传输。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统。
背景技术
近年来，随着各种高带宽高速率需求业务的不断涌现，骨干网中数据传输流量的平均年增幅已超过50％，充分利用现有光纤资源，进一步提升光纤网络的传输容量已经成为当前的迫切需求，但是基于电芯片也接近硅基瓶颈，电芯片的传输速率目前没有进一步提高。此时需要通过高速光时分复用技术，在同样最高速度下将多路信号合并成一路信号进行传输，提高光载波传输利用率。
但是，目前现有技术中的光时分复用是使用平面光波回路(Planar lightwavecircuit，简称PLC)或利用光延时线集成多路复用器，PLC的时延调节性好，但具有较大的插入损耗，且成本较高。而采用时延线的多路复用器得到的调制信号相邻之间的相位是任意的，不能做到对相位的精确调控。目前已有的电光解复用技术，受限于单个调制器带宽；若采用级联调制器方式，每一级调制器均会引入插入损耗。而全光解复用技术是利用非线性光学效应的光开关，具有较大的功率代价。在传统光时分复用中需要一个时钟精确的锁模激光器，经过时延处理后合成高速光时分复用信号，控制复杂，体积大结构复杂，不利于集成。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统，旨在解决现有技术现有光时分复用技术无法精准控制多路复用信号的时延，导致光时分复用率不可控且效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种时延控制设备，所述时延控制设备包括光功分器、N个相位控制器、后耦合器；所述相位控制器分别与所述光功分器、所述后耦合器连接；所述相位控制器包括相位调制器以及与所述相位调制器连接的驱动时钟；所述N大于等于2；
所述光功分器，用于获取初始光波，将所述初始光波划分为N个光载波，并将所述光载波发送至对应的相位控制器；
所述相位控制器，用于通过相位调制器对所述光载波进行调制，得到调制信号，通过控制所述驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述后耦合器；
所述后耦合器，用于对N个所述调制信号进行耦合，得到周期内N个不同时隙的目标光载波，并将所述目标光载波分配到不同的输出通道。
可选地，所述通过控制所述驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，包括：
将N个相位控制器中驱动时钟的相位均匀分布在2Π周期内，得到任意两个驱动时钟的参考相位差；
设定所述N个相位控制器中第一个相位控制器的驱动时钟的初始相位值，基于所述初始相位值和所述参考相位差得到各个驱动时钟的初始相位值；
根据各个驱动时钟的初始相位值得到所述调制信号的输出相位。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种光时分复用方法，所述光时分复用方法应用于发射端，所述发射端包括第一时延控制设备、信号调制器阵列以及光合并器；
所述光时分复用方法，包括：
通过所述第一时延控制设备获取初始光波，对所述初始光波进行划分和时延处理，得到N个目标光载波；
通过所述信号调制器阵列将N个原始数据调制至N个目标光载波，得到N个待传输信号；
通过所述光合并器将N个所述待传输信号合并，得到光时分复用信号。
可选地，所述第一时延控制设备包括第一光功分器、N个第一相位控制器、第一后耦合器；所述第一相位控制器包括第一驱动时钟和第一相位调制器；
所述通过所述第一时延控制设备获取初始光波，对所述初始光波进行划分和时延处理，得到N个目标光载波，包括：
通过所述第一光功分器获取初始光波，将所述初始光波划分为N个光载波；
通过所述第一相位调制器对所述光载波进行调制，得到调制信号，通过控制所述第一驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述第一后耦合器；
通过所述第一后耦合器，对N个所述调制信号进行耦合，得到N个目标光载波。
可选地，所述通过所述信号调制器阵列将N个原始数据调制至N个目标光载波，得到N个待传输信号，包括：
获取初始数据，通过预设编码器对所述初始数据进行编码得到原始数据；
将各个所述原始数据调制至对应的N个目标光载波，得到N个待传输信号。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种光时解分复用方法，所述光时分解复用方法应用于接收端，所述接收端包括第二时延控制设备及光接收机；
所述光时分解复用方法，包括：
通过所述第二时延控制设备获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号进行划分，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机；
通过所述光接收机对所述待检测光信号进行接收和处理，转换成电信号，最终得到原始数据。
可选地，所述第二时延控制设备包括第二光功分器、N个第二相位控制器、第二后耦合器；所述第二相位控制器包括第二驱动时钟和第二相位调制器；
所述通过所述第二时延控制设备获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号进行划分，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机，包括：
通过所述第二光功分器获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号划分为N个参考信号；
通过所述第二相位调制器对所述参考信号进行调制，得到初始待检测信号；通过控制所述第二驱动时钟的初始相位以控制所述初始待检测信号的输出相位，基于所述输出相位将所述初始待检测信号发送至所述第二后耦合器；
通过所述第二后耦合器，对N个所述初始待检测信号进行耦合，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种光时分复用系统，所述光时分复用系统包括接收端和发射端。
本发明通过控制电时钟驱动信号的初始相位可以准确控制各路复用信号的相位从而调整各路复用信号的时延，且不依赖于光的非线性处理，实现将更多路不同时隙的信号进行合并传输的同时降低能耗。
附图说明
图1是本发明时延控制设备第一实施例的结构示意图；
图2是本发明时延控制设备一实施例的4路复用结构示意图；
图3为本发明光时分复用系统第一实施例的结构示意图；
图4为本发明光时分复用方法第一实施例的流程示意图；
图5为本发明光时分复用方法在结构中的应用展示图；
图6为本发明光时解分复用方法第一实施例的流程示意图；
图7为本发明光时分解复用方法在结构中应用展示图；
图8为本发明光时分解复用方法在非对称光传输系统中的应用展示图。
附图标号说明：
光功分器10，时延调整器20，后耦合器30，相位调制器21，驱动时钟22。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种时延控制设备，参照图1，图1为本发明一种时延控制设备的结构示意图。
本实施例中，所述时延控制设备包括光功分器10、N个相位控制器20、后耦合器30；所述相位控制器20分别与所述光功分器10、所述后耦合器连接；所述相位控制器20包括相位调制器21以及与所述相位调制器21连接的驱动时钟22；所述N大于等于2；
可理解的是，光功分器10是光电集成电路中的常用无源器件，可以把一路光载波分割成多路；相位控制器20可以是时钟驱动的高速开关结构，通过合理配置时钟相位关系，可以控制信号的输出相位；后耦合器可以对信号相位进行处理，使处理前和处理后的信号具有一定的相位关系。
应理解的是，每一个相位控制器20都包括一个相位调制器21和一个驱动时钟22，且每个相位控制器20中的仅驱动时钟22的初始相位不一致，相位调制器21和驱动时钟22的频率都是相同的。
需说明的是，在相位控制器20内，驱动时钟22仅与相位调制器21相连，为驱动相位调制器21的电信号，相位调制器21的光输入与光功分器10相连，光输出与后耦合器相连。详细可以参考图1，图中，每一个相位调制器21都与光功分器10、后耦合器30相连。
需说明的是，本发明提出了一种基于基频驱动的电光开关光时延控制设备，通过控制基频的电时钟驱动信号的初始相位，可以实现多路光域时分复用与解复用，即使未来电芯片速率提高，依然可以保证在提高后的电速率上实现高倍频率复用。该方法仅需要基频驱动的电信号，驱动频率低，降低了电域中对各器件的速率带宽要求，避免了电子瓶颈限制；采用射频本振移相驱动，通过射频本振绝对相位的调整可以实现较为灵活的时隙对齐，时分复用/解复用同步容易，易于实现时钟同步；且该方法结构简单，易于实现片上集成，是未来光时分复用/解复用的优秀方案。同时，基于所述的时延控制设备及光时分复用/解复用方法，提出了光时分复用高速传输系统，可实现多路时分复用与解复用。
所述光功分器10，用于获取初始光波，将所述初始光波划分为N个光载波，并将所述光载波发送至对应的相位控制器20；
可理解的是，光功分器10是时延控制器内的一部分，时延控制器可以用在光时分复用的过程中，也可以用在光时分解复用过程中。其中，光功分器10可以是用于将一束光波平均分成多份，可以是4份、6份等，本实施例对此不作限定。
应理解的是，初始光波可以是由激光器发出的连续光波。
需说明的是，光功分器10可以是由1*N个分路且相位无关的光功分器10，N可以是大于等于2的自然数。
需说明的是，光功分器10可以通过一个1行N列的传输矩阵对初始光波进行划分，预先设定要分成多少路，则光功分器10中的传输矩阵对应有多少列，传输矩阵中的每个元素为1/N。
所述相位控制器20，用于通过相位调制器21对所述光载波进行调制，得到调制信号，通过控制驱动时钟22的电时钟驱动信号的初始相位控制光载波的输出相位，得到不同相位的光载波，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述后耦合器；
可理解的是，相位控制器20中的相位调制器21是对光功分器10划分后输入相位调制器21中的光波进行相位调制，调制信号是经过相位调制器21对光载波处理后的信号。
需说明的是，相位调制器21中的传输矩阵是一个N行N列的矩阵，且矩阵仅对角线元素ai，i为非0值
需说明的是，通过控制电时钟驱动信号的初始相位控制光载波的输出相位，得到不同相位的光载波，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述后耦合器可以理解为是驱动时钟22可以控制调制信号输送至后耦合器的相位，易于理解的是，每个相位调制器21存在一个对应的驱动时钟22，所以通过驱动时钟22可以控制不同的相位调制器21的调制信号在不同相位发送至后耦合器。所述后耦合器，用于对N个所述调制信号进行耦合，得到N个时隙不同的目标光载波，并将所述目标光载波分配到不同的输出通道。
可理解的是，N个相位控制器20中经过相位调制器21调制得到的调制信号都会发送至同一个后耦合器。
应理解的是，后耦合器对调制信号进行耦合，是对多个调制信号的相位关系进行耦合，通过后耦合器之后的多个调制信号之间具有时隙不同、相位相关的特征。
需要说明的是，N个相位控制器20中的N个驱动时钟22的相位均匀分布在一个2Π周期内，每两个相邻驱动时钟的相位差相等。
可以理解的是，当第一个所述驱动时钟的相位绝对值确定，则其他N-1路驱动时钟的相位均得到确认；即设定所述N个相位控制器中第一个相位控制器的驱动时钟的初始相位值，基于所述初始相位值和所述参考相位差得到各个驱动时钟的初始相位值。
应当理解的是，当通过控制第一路驱动时钟22的绝对相位，得到后耦合器对应的第一个输出通道的光载波的不同的时间位置，则等效于调节了一个周期内，所述N个不同时隙的目标光载波的输出空间顺序。
需进一步说明，当通过控制第一路驱动时钟22的绝对相位，得到后耦合器对应的第一个输出通道的光载波的不同的时间位置，则等效于调节了一个周期内，所述N个不同时隙的目标光载波的输出空间顺序。
需说明的是，假设1×N光功分器10的传输矩阵为S，相位调制阵列的传输矩阵为P，N×N耦合器的传输矩阵M，则：矩阵S应为一个1行N列的矩阵，每个元素为1/N；矩阵P应为一个N×N的矩阵，且仅对角线元素ai，i为非0值矩阵M应为一个N×N的矩阵，表示相位相关的N路光载波的耦合，整个时延控制设备的传输矩阵可参考下列公式：
上述公式中虚线框内为每个矩阵中的矩阵元素。
在具体实施中，激光器发出的连续光波，先经过一个1×N路的相位无关的光功分器10进行分路，分成N路功率均分的光载波，然后N路光载波进入一个由N路时钟驱动的相位调制阵列，通过驱动时钟22驱动阵列的初始相位，可控制经相位调制器21调制后的各路光载波的输出相位，各路相位不同的光载波，进入N×N的耦合器进行后耦合。
本发明以4路光时分复用/解复用为例(但不限于4路，可以是少于或者多于4路的应用)，进行说明，详细可以参考图2，图中连续光波先经过一个1×4的光功分器10(可以是图中标注为Power splitter的部分)，即1路输入、平均分成4路输出，光功分器10输出4路光强、相位完全一致的光载波，分别输入到4路相位调制器21中(可以是图中标注为PhaseModulator的部分)，每个相位调制器21经由一个时钟本振信号驱动，通过驱动时钟22(可以是图中标注为sig1-sig4的部分)驱动阵列初始相位关系，可控制经相位调制器21调制后的光载波的输出相位。4路相位不同的光载波作为4×4的光耦合器输入信号，在耦合器中进行耦合，输出4路时隙不同的光载波。
假设的光功分器10输入功率为1；假设4路时钟本振驱动阵列的初始相位依次为φ0，φ1，φ2，φ3；假设的4×4耦合器耦合系数为0.5，传输损耗为0dB，参数共轭，则实施例基于所述时延控制设备的4路光时分复用的传输矩阵可参考下列公式：
值得说明的是，解决现有时分复用技术结构复杂、不易控制、依赖光的非线性处理导致能耗高、且不便于电信号融合等技术问题。
本实施例通过控制电时钟驱动信号的初始相位可以准确控制各路复用信号的相位从而调整各路复用信号的时延，且不依赖于光的非线性处理，实现将更多路不同时隙的信号进行合并传输的同时降低能耗。
参考图4，图4为本发明一种光时分复用方法流程图；
本实施例中，所述光时分复用方法应用于发射端，所述发射端包括第一时延控制设备、信号调制器阵列以及光合并器；
所述光时分复用方法，包括：
步骤S10：通过所述第一时延控制设备获取初始光波，对所述初始光波进行划分和时延处理，得到N个目标光载波。
可理解的是，高速光时分复用技术中，复用和解复用是两个关键步骤。复用是利用光时分复用器(Multiplexer，复用器)将调制后的多路信号做光时延处理并合成一路高速光时分复用信号，传统光时分复用使用平面光波回路(Planar lightwave circuit，PLC)或利用光延时线集成复用器。PLC的时延调节性好，但具有较大的插入损耗，且成本较高。而采用时延线的复用器得到的调制信号相邻之间的相位是任意的，不能做到对相位的精确调控。在传统复用器中需要一个时钟精确的锁模激光器，经过时延处理后合成高速光时分复用信号，控制复杂，体积大结构复杂，不利于集成。
需说明的是，时延控制设备可以如图3中描述的系统可以同时应用于发射端和接收端，构成收发能力对称的高速光传输系统，也可以是仅应用于发射端或接收端，构成收发能力非对称的高速光传输系统。
需说明的是，所述第一时延控制设备包括第一光功分器、N个第一相位控制器、第一后耦合器；所述第一相位控制器包括第一驱动时钟和第一相位调制器；所述通过所述第一时延控制设备获取初始光波，对所述初始光波进行时延处理，得到N个目标光载波，包括：
通过第一光功分器获取初始光波，将所述初始光波划分为N个光载波；
通过第一相位调制器对所述光载波进行调制，得到调制信号，通过控制所述第一驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述第一后耦合器；
通过第一后耦合器获取N个调制信号，对N个所述调制信号进行耦合，得到N个目标光载波。
需进一步说明的是，第一光功分器是获取光功分器的传输矩阵以及所述传输矩阵的矩阵元素；根据所述传输矩阵以及所述矩阵元素对所述初始光波进行划分，得到N个光载波。
需强调的是，第一后耦合器是获取N个调制信号，获取所述第一后耦合器的耦合系数；根据所述耦合系数对N个所述调制信号进行耦合，得到N个目标光载波，并将所述目标光载波分配到不同的输出通道。
步骤S20：通过所述信号调制器阵列将N个原始数据调制至N个目标光载波，得到N个待传输信号。
需说明的是，获取初始数据，通过预设编码器对所述初始数据进行编码得到原始数据；将N个所述原始数据调制至N个目标光载波，得到N个待传输信号。
可理解的是，预设编码器可以是非归零编码器，也可以是其他编码器，本发明对此不作限定。
步骤S30：通过所述光合并器将N个待传输信号合并，得到光时分复用信号。
在具体实施中，如图5所示，经过时延控制设备发射端从1路连续光波得到N路相位相关的、且时隙分明的光载波信号，然后通过一个调制器阵列，可将不同的数据信号调制至光载波上，最后经过一个的光合成器，将多路时隙不同的、有一定相位关系的光载波合成1路光时分复用信号。所述的发射端调制器阵列，其调制格式透明，可以是任意格式的数据、任意调制方式。
本实施例通过在接收端采用时延控制设备控制射频本振信号的输出相位，可实现较为灵活的时隙对齐，可以进行更多倍率的复用，同时因为时延控制设备没有采用光学非线性方式实现光时分复用，不需要光的非线性处理，有效降低了功耗。
参考图6，图6为本发明一种光时分解复用方法实施例流程图；
本实施例中，所述光时分解复用方法应用于接收端，所述接收端包括第二时延控制设备、光接收机；
所述光时分解复用方法，包括：
步骤S40：通过第二时延控制设备获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号进行划分，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机。
可理解的是，解复用是从高速光时分复用信号中提取低速支路信号，主要采用电光解复用和全光解复用两种技术。电光解复用技术是利用光电调制器，在电时钟信号的驱动下产生时间窗口，实现解复用。常见的电光调制器包括马赫曾德尔调制器(Mach-Zehndermodulator，MZM)，电吸收调制器(Electro absorption modulator，EAM)等。但目前已经报道的调制器带宽多为100GHz左右，所调制波特率受限于单个调制器带宽；而采用级联调制器方式，每一级调制器均会引入插入损耗。同时每一级之间需要非常精细的光波相位对准和射频本振相位对准，控制复杂度高。调制器具有较大的功率代价和插入损耗。另一方面，全光解复用技术是利用非线性光学效应的光开关，产生窄的时间窗口完成对高速光时分复用信号的解复用。已报道的MZI(Mach-Zehnder interferometer，MZI)型和TOAD(Terahertzoptical asymmetrical demultiplexer，TOAD)型光开关都是利用非线性器件的强非线性特性来进行光载波处理，从而实现光域串行-并行/并行-串行转换。常见的非线性器件包括高非线性光纤(Nonlinear optical loop mirror，NOLM)，半导体光放大器(Semiconductoroptical amplifier，SOA)，非线性光载波整形器等。但传统全光解复用需要另一个时钟精确的锁模激光器，且光域并串/串并转换单元体积大集成度低通用性差，调制不透明，系统复杂度高。
应理解的是，所述第二时延控制设备包括第二光功分器、N个第二相位控制器、第二后耦合器；所述第二相位控制器包括第二驱动时钟和第二相位调制器。
需说明的是，通过第二光功分器获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号划分为N个参考信号；通过第二相位调制器对所述参考信号进行调制，得到初始待检测信号；通过控制所述第二驱动时钟的初始相位控制所述初始待检测信号的输出相位，基于所述输出相位将所述初始待检测信号发送至所述第二后耦合器；通过第二后耦合器对N个所述初始待检测信号进行耦合，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机。
步骤S50：通过所述光接收机对所述待检测光信号进行接收和处理，转换成电信号，最终得到原始数据。
需要说明的是，本实施例流程图接收端可以是直接检测，也可以是相干检测。
需说明的是，当接收端为直接检测时，通过所述光接收机对所述待检测信号进行光电检测，得到所述待检测信号的眼图；对所述眼图进行解析得到误码率；根据所述误码率对所述待检测信号进行解码，得到原始数据。
基于所述的时延控制设备及所述的光时分复用/解复用方法，本发明还提出了一种光时分复用系统。在具体实施中，可以参考图3，一个4路(4倍频速率)高速光时分复用传输系统实施例示意图。本实施例中的DEMUX即为所述的时延控制设备，其时钟驱动信号频率与信号速率相同；本实施例中，所用的调制数据为将一串伪随机码序列进行NRZ(Non-return-to-zero，NRZ)编码得到，数据的速率与时延控制设备的时钟驱动信号的速率相等。当激光器发出的一个连续光波经过上述结构，将得到4路具有不同时隙、有一定相位关系的光载波信号，通过OOK(On-off key，OOK)调制，将数据调制到每路光载波上，此时调制器带宽要求仅为基频，4路数据分别调制到4路光载波上，再经光合成器合成一路光时分复用信号，在光纤中进行传输。此时合成的光信号为驱动信号4倍频的高速率的光信号。传输到达接收端后，先经过上述结构的解复用器对高速光信号进行光时分解复用，解复用得到4路时隙不同的光信号，此时光信号上的数据速率为基频，接收端仅需要支持基频速率的光接收机，如：光电二极管(Photo-Diode，PD)即可对其进行检测，光电检测后，通过误码率眼图仪可清晰的看到各路信号的眼图并解析出误码率。
需说明的是，时延控制设备可以如图7中描述仅应用于接收端，基于所述的时分解复用方法，构成收发能力非对称的高速光传输系统。
在具体实施中，可以参考图8，图中激光器发出的连续光波，进入高速调制器中，此时调制的数据速率为4倍频的高速数据信号。经光纤传输后，到达接收端，高速光载波先经过所述的时延控制设备，进行光时分解复用，得到基频的低频光载波信号，此时，接收端仅需要支持基频速率的光接收机(如：光电二极管PD)即可对其进行检测，光电检测后，通过误码率眼图仪可清晰的看到各路信号的眼图并解析出误码率。这样就降低了接收端对于传输系统器件的要求。
需要说明的是，本发明中实施例是以强度调制-直接检测(Intensity-ModulationDirect Detection|，IM-DD)为例；可选的，本发明的时延控制设备，同样也适用于相干探测的光时分复用传输系统。
需要说明的是，本实施例中使用的调制格式为OOK；本发明的所述的时延控制器及光时分复用/解复用方法所应用的系统，调制格式透明，不限于OOK调制，可选的，也可以是多元相位调制(X phase shift keying，XPSK)、正交幅度调制(Quadrature AmplitudeModulation，QAM)等任意调制格式调制。
本实施例通过在接收端采用时延控制设备对接收到的信号进行划分，接收端仅需要支持基频速率的光电探测即可对接收到的信号进行检测，降低了接收端对于传输系统器件的要求，能突破电子瓶颈对高速单波长光载波的限制，有效地实现多倍速率的光时分解复用。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种时延控制设备，其特征在于，所述时延控制设备包括光功分器、N个相位控制器、后耦合器；所述相位控制器分别与所述光功分器、所述后耦合器连接；所述相位控制器包括相位调制器以及与所述相位调制器连接的驱动时钟；所述N大于等于2；
所述光功分器，用于获取初始光波，将所述初始光波划分为N个光载波，并将所述光载波发送至对应的相位控制器；
所述相位控制器，用于通过相位调制器对所述光载波进行调制，得到调制信号，通过控制所述驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述后耦合器；
所述后耦合器，用于对N个所述调制信号进行耦合，得到周期内N个不同时隙的目标光载波，并将所述目标光载波分配到不同的输出通道；
所述通过控制所述驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，包括：
将N个相位控制器中驱动时钟的相位均匀分布在2Π周期内，得到任意两个驱动时钟的参考相位差；
设定所述N个相位控制器中第一个相位控制器的驱动时钟的初始相位值，基于所述初始相位值和所述参考相位差得到各个驱动时钟的初始相位值；
根据各个驱动时钟的初始相位值得到所述调制信号的输出相位。
2.一种光时分复用方法，其特征在于，所述光时分复用方法应用于发射端，所述发射端包括如权利要求1所述的时延控制设备、信号调制器阵列以及光合并器；
所述光时分复用方法，包括：
通过所述时延控制设备获取初始光波，对所述初始光波进行划分和时延处理，得到N个目标光载波；
通过所述信号调制器阵列将N个原始数据调制至N个目标光载波，得到N个待传输信号；
通过所述光合并器将N个所述待传输信号合并，得到光时分复用信号。
3.如权利要求2所述的光时分复用方法，其特征在于，所述时延控制设备包括第一光功分器、N个第一相位控制器、第一后耦合器；所述第一相位控制器包括第一驱动时钟和第一相位调制器；
所述通过所述时延控制设备获取初始光波，对所述初始光波进行划分和时延处理，得到N个目标光载波，包括：
通过所述第一光功分器获取初始光波，将所述初始光波划分为N个光载波；
通过所述第一相位调制器对所述光载波进行调制，得到调制信号，通过控制所述第一驱动时钟的初始相位控制所述调制信号的输出相位，基于所述输出相位将所述调制信号发送至所述第一后耦合器；
通过所述第一后耦合器，对N个所述调制信号进行耦合，得到N个目标光载波。
4.如权利要求2所述的光时分复用方法，其特征在于，所述通过所述信号调制器阵列将N个原始数据调制至N个目标光载波，得到N个待传输信号，包括：
获取初始数据，通过预设编码器对所述初始数据进行编码得到原始数据；
将各个所述原始数据调制至对应的N个目标光载波，得到N个待传输信号。
5.一种光时分解复用方法，其特征在于，所述光时分解复用方法应用于接收端，所述接收端包括如权利要求1所述的时延控制设备及光接收机；
所述光时分解复用方法，包括：
通过所述时延控制设备获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号进行划分，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机；
通过所述光接收机对所述待检测信号进行接收和处理，转换成电信号，最终得到原始数据。
6.如权利要求5所述的光时分解复用方法，其特征在于，所述时延控制设备包括第二光功分器、N个第二相位控制器、第二后耦合器；所述第二相位控制器包括第二驱动时钟和第二相位调制器；
所述通过所述时延控制设备获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号进行划分，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机，包括：
通过所述第二光功分器获取光时分复用信号，将所述光时分复用信号划分为N个参考信号；
通过所述第二相位调制器对所述参考信号进行调制，得到初始待检测信号；通过控制所述第二驱动时钟的初始相位以控制所述初始待检测信号的输出相位，基于所述输出相位将所述初始待检测信号发送至所述第二后耦合器；
通过所述第二后耦合器，对N个所述初始待检测信号进行耦合，得到N个待检测信号，将N个所述待检测信号发送至对应的光接收机。
7.一种光时分复用系统，其特征在于，所述光时分复用系统包括：发射端和接收端，所述发射端应用如权利要求2至4任一项所述的光时分复用方法以及所述接收端应用于如权利要求5至6任一项所述的光时分解复用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311333522.9A CN117097431B (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311333522.9A CN117097431B (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117097431A CN117097431A (zh) | 2023-11-21 |
| CN117097431B true CN117097431B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=88771963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311333522.9A Active CN117097431B (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117097431B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117728896A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 鹏城实验室 | 一种光时分复用装置、方法、发射机及传输系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917628A (en) * | 1996-03-19 | 1999-06-29 | Fujitsu Co. Ltd. | Optical time-division multiplexer capable of supplying stable output signal |
| JP2002236271A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光時分割多重装置 |
| JP2005006174A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光時分割多重送信装置及び受信装置 |
| CN101155162A (zh) * | 2006-09-28 | 2008-04-02 | 冲电气工业株式会社 | 光时分复用差分相位调制信号生成装置 |
| CN102932089A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 华南师范大学 | 基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统和方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4278332B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2009-06-10 | 日本電信電話株式会社 | 光送信器および光伝送システム |
-
2023
- 2023-10-16 CN CN202311333522.9A patent/CN117097431B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917628A (en) * | 1996-03-19 | 1999-06-29 | Fujitsu Co. Ltd. | Optical time-division multiplexer capable of supplying stable output signal |
| JP2002236271A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光時分割多重装置 |
| JP2005006174A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光時分割多重送信装置及び受信装置 |
| CN101155162A (zh) * | 2006-09-28 | 2008-04-02 | 冲电气工业株式会社 | 光时分复用差分相位调制信号生成装置 |
| CN102932089A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 华南师范大学 | 基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117097431A (zh) | 2023-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105099570B (zh) | 正交多载波光源及pdm-qpsk信号发射装置 | |
| US7224906B2 (en) | Method and system for mitigating nonlinear transmission impairments in fiber-optic communications systems | |
| US7761012B2 (en) | Optical communication system and method for generating dark return-to zero and DWDM optical MM-Wave generation for ROF downstream link using optical phase modulator and optical interleaver | |
| US20110044702A1 (en) | Polarization multiplexed optical transmitter and method for controlling polarization multiplexed optical signal | |
| CN117097431B (zh) | 时延控制设备、光时分复用方法、解复用方法及系统 | |
| US9490931B2 (en) | Muxponder and method of converting a plurality of tributary optical communications signals having a first bit rate into an optical line signal having a second, higher bit rate | |
| CN102356572B (zh) | 光学单边带传输器 | |
| Verbist et al. | 4: 1 Silicon photonic serializer for data center interconnects demonstrating 104 gbaud OOK and PAM4 transmission | |
| Zhang et al. | Generation of coherent and frequency-lock optical subcarriers by cascading phase modulators driven by sinusoidal sources | |
| US7146109B2 (en) | Analog modulation of optical signals | |
| Tan et al. | Optical Nyquist filtering for elastic OTDM signals: Fundamentals and demonstrations | |
| US8472812B2 (en) | Optical communication system, optical communication method and optical communication apparatus | |
| WO2015192601A1 (zh) | 光信号探测与解调装置及系统 | |
| EP1526663B9 (en) | Optical phase modulation | |
| CN105897339A (zh) | 一种基于开关键控可调谐光滤波器的可重构RoF系统及其工作方法与应用 | |
| Yang et al. | A flexible millimeter-wave radio-over-fiber system for various transmission bit rate | |
| Li et al. | Photonic generation of microwave binary digital modulation signal with format agility and parameter tunability | |
| Mazur et al. | Optical frequency comb modulator for multichannel systems | |
| JP2000162561A (ja) | 光サブキャリア位相変調器およびそれを用いた光スペクトラム拡散送信機 | |
| Doi et al. | Phase shift keying using optical delay modulation for millimeter-wave fiber-optic radio links | |
| Yu et al. | Single-carrier advanced modulation formats | |
| Takiguchi et al. | Demultiplexing method of variable capacity optical OFDM signal using time lens-based optical Fourier transform | |
| JP2004080462A (ja) | 時分割多重信号光の分離装置、並びに、それを用いた光受信装置および光伝送システム | |
| Yang et al. | A simple scheme to generate two millimeter-wave signals for radio-over-fiber systems | |
| Yamazaki et al. | Generation of 448-Gbps OTDM-PDM-16QAM signal with an integrated modulator using orthogonal CSRZ pulses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |