CN205754351U - 一种超高速微波光子链路传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超高速微波光子链路传输系统，包括近端机、远端机、宽频天线及SSMF，近端机和远端机通过SSMF连接，近端机输入为556Gbps高速基带序列信号，远端机的一个输出为556Gbps高速基带序列信号，另一个输出连接宽频天线，进行空间556Gbps超高速无线信号覆盖。本实用新型对未来室内室外分布系统、超高速无线局域网、超高速数字光纤骨干传送网、新型相邻基站之间高速微波光子互联提供解决方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及新一代信息与通信技术领域，具体涉及一种超高速微波光子链路传输系统。
背景技术
随着信息通信技术(ICT)的高速发展，超大宽带光通信与高速移动接入越来越受到专业人士的重视，光纤技术与移动技术的融合是未来通信的发展方向。然而，基于目前的技术平台很难做到真正深度融合。光纤通信与移动通信的深度改进和变革是未来信息通信发展的必经之路。为此，全光信号变换与处理、微波光子链路和光载射频技术越来越受到科研人员的推崇。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种速率高达556Gbps的数模融合微波光子链路传输系统，对未来室内室外分布系统、超高速无线局域网、超高速数字光纤骨干传送网、新型相邻基站之间高速微波光子互联提供解决方案。
本实用新型由以下技术方案实现：
一种超高速微波光子链路传输系统，包括近端机、远端机、宽频天线及SSMF，近端机和远端机通过SSMF连接，近端机输入为556Gbps高速基带序列信号，远端机的一个输出为556Gbps高速基带序列信号，另一个输出连接宽频天线，进行空间556Gbps超高速无线信号覆盖。
本实用新型提供了一种超高速数模融合微波光子链路传输系统，近端机通过标准单模光纤(SSMF)链接远端机，高速信号由近端机传送到远端机，再经过光纤接口或宽频天线对目标区域进行高速信号覆盖。本实用新型对未来室内室外分布系统、超高速无线局域网、超高速数字光纤骨干传送网、新型相邻基站之间高速微波光子互联提供解决方案。
附图说明
图1为本实用新型提供的超高速微波光子链路传输系统的构成框图。
图2为本实用新型提供的超高速微波光子链路传输系统的近端机的构成框图。
图3为本实用新型提供的超高速微波光子链路传输系统的远端机的构成框图。
图4为图2近端机中DP-128QAM光子信号发射机的原理结构图。
图5为图3远端机中DP-128QAM光子信号接收机的原理结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例提供的超高速微波光子链路传输系统，包括近端机、远端机、宽频天线及SSMF，近端机和远端机通过SSMF连接，近端机输入为556Gbps高速基带序列信号，远端机的一个输出为556Gbps高速基带序列信号，另一个输出连接宽频天线，进行空间556Gbps超高速无线信号覆盖。
整个系统的信号传输链路描述：
556Gbps高速基带序列信号输入到近端机，经串并转换、128QAM基带电信号调制、超高速光学DP-128QAM相干调制后，与非线性新生移频CW光波信号通过WDM复用后经SSMF传送到远端机；超高速数模融合微波光子链路信号到达远端机后，经Y型光学分路模块进行光学分路，其中一光路通过光学滤波、DP-128QAM相干解调、DSP信号处理、信号电平判决处理、128QAM序列解码、高速并串转换后恢复出原556Gbps高速基带序列信号；另一光路通过光电子检测变换处理、带外抑制滤波处理、高频信号功率放大后，经宽频天线进行空间556Gbps超高速无线信号覆盖。
如图2所示，近端机包括：第一CW激光器、第二CW激光器、第一X型光学耦合器、SOA激光放大器、第一WDM单元、DP-128QAM光子信号发射机、第二WDM单元及第一EDFA单元。第一CW激光器和第二CW激光器2的输出分别连接第一X型光学耦合器的两个输入；第一X型光学耦合器的输出连接SOA激光放大器的输入，SOA激光放大器的输出连接第一WDM单元的输入；第一WDM单元输出非线性新移频CW光波信号给第二WDM单元的一个输入，同时输出第一CW激光器光波信号给DP-128QAM光子信号发射机的一个输入，DP-128QAM光子信号发射机的另一输入接入556Gbps高速基带序列信号，DP-128QAM光子信号发射机输出556Gbps光子信息给第二WDM单元的另一个输入；第二WDM单元输出复合微波光子链路信号给第一EDFA单元的输入，第一EDFA单元的输出连接SSMF。
近端机部分的信号传输链路描述：中心频率分别为193.414THz、193.444THz的CW激光器-1和CW激光器-2通过X型光学耦合器、SOA激光放大器后，经双通道输出频率为193.414THz、193.474THz的WDM对光子信号进行滤波分离，分离出来的一路中心频率为193.414THz的光路信号通过DP-128QAM光子信号发射机后与分离出来的另外一路中心频率为193.474THz的光子信号经WDM复用合路，合路后的微波光子链路信号经EDFA功率放，再经过80km的SSMF传送到远端机。
如图3所示，远端机包括：第二EDFA单元、Y型光学分路模块、高斯型光学滤波器、DP-128QAM光子信号接收机、DSP电路模块、信号判决电路模块、第一QAM序列解码器、第二QAM序列解码器、高速信号并串转换模块、光电子检测变换模块、带外抑制滤波器、高频信号功率放大器。第二EDFA单元的输入连接SSMF，输出连接Y型光学分路模块的输入，Y型光学分路模块的两个输出分支分别连接高斯型光学滤波器的输入和光电子检测变换模块的输入；高斯型光学滤波器的输出连接DP-128QAM光子信号接收机的输入，DP-128QAM光子信号接收机的输出连接DSP电路模块的输入，DSP电路模块的输出连接信号判决电路模块的输入，信号判决电路模块的输出分别经第一QAM序列解码器和第二QAM序列解码器后，接入高速信号并串转换模块的输入，高速信号并串转换模块输出556Gbps高速基带序列信号；光电子检测变换模块的输出连接带外抑制滤波器的输入，带外抑制滤波器的输出连接高频信号功率放大器的输入，高频信号功率放大器的输出连接宽频天线。
远端机的信号传输链路描述：远端机通过SSMF接收到从近端机发送过来的超高速数模融合微波光子链路信号后，经EDFA放大后，再通过Y型光学分路模块分成两路光子信号，其中一路光信号通过高斯型光学滤波器对光子信号进行滤波，滤波后的光子信号通过DP-128QAM光子信号接受机进行相干光学解调，解调出来的电信号通过DSP电路模块、信号判决电路模块、128QAM序列解码、高速信号并串转换模块处理后，输出556Gbps高速基带序列信号；另外一路光信号通过光电子检测变换模块、带外抑制滤波器、高频信号功率放大器后输出60GHz毫米波信号，该毫米波载波信号经宽频天线进行空间556Gbps超高速无线信号覆盖。
如图4所示，DP-128QAM光子信号发射机包括：高速信号串并转换模块、第三和第四QAM序列编码器、第一和第二偏振光学分离器、第一至第四多进制脉冲器、第二至第五X型光学耦合器、第一至第八增益控制器、第一至第四M-Z调制器(LiNb Mach ZehnderModulator)、第一和第二光学相移器。
高速信号串并转换模块的输入接入556Gbps高速基带序列信号，两个输出分别连接第三和第四QAM序列编码器的输入，第三QAM序列编码器的两个输出分别连接第一和第二多进制脉冲器，第四QAM序列编码器的两个输出分别连接第三和第四多进制脉冲器，第一多进制脉冲器的两个输出分别经第一和第二增益控制器后输入至第一M-Z调制器的两个输入，第而多进制脉冲器的两个输出分别经第三和第四增益控制器后输入至第二M-Z调制器的两个输入，第三多进制脉冲器的两个输出分别经第五和第六增益控制器后输入至第三M-Z调制器的两个输入，第四多进制脉冲器的两个输出分别经第七和第八增益控制器后输入至第四M-Z调制器的两个输入；第一偏振光学分离器的输入接CW激光器-1光波，两个输出分别连接第二和第三X型光学耦合器，第二X型光学耦合器的两个输出分别接入第一M-Z调制器的第三输入端及第二M-Z调制器的第三输入端，第三X型光学耦合器的两个输出分别接入第三M-Z调制器的第三输入端及第四M-Z调制器的第三输入端；第一M-Z调制器的输出接第四X型光学耦合器的一个输入，第二M-Z调制器的输出经第一光学相移器后接第四X型光学耦合器的另一个输入；第三M-Z调制器的输出接第五X型光学耦合器的一个输入，第四M-Z调制器的输出经第二光学相移器后接第五X型光学耦合器的另一个输入；第四X型光学耦合器的输出和第五X型光学耦合器的输出连接第二偏振光学分离器的两个输入，第二偏振光学分离器的输出端输出556Gbps光子信息。
DP-128QAM光子信号发射机的信号传输链路描述：556Gbps高速基带序列信号通过高速信号串并转换模块输出两路次高速基带序列信号。接下来，两次高速基带序列信号的处理方式相同，以其中一路为例进行说明：次高速基带序列信号通过QAM序列编码器进行信息编码后输出两路多进制脉冲器，每路多进制脉冲器输出的两路信号都再通过增益控制器进行不同增益调节，然后再分别输入到两个相同的LiNb Mach Zehnder Modulator，作为高速调制信号。CW激光器-1输出的光波经过偏振光学分离器、X型光学耦合器再进一步分理处两对(共计四路)光波传送给四个LiNb Mach Zehnder Modulator，接下来的两对(共计四路)光波处理方式相同，以其中一对(共计两路)光波为例说明：经X型光学耦合器输出的两路光波分别通过两个LiNb Mach Zehnder Modulator被上述的两对(共计两路)具有不同增益的多进制脉冲信号调制，其中一路调制后的光波信号通过光学相移器实施移频处理，然后再经X型光学耦合器输出一路光载波信号。另一路光载波信号产生的方式一样，不在累述。两路光载波信号再通过偏振光学耦合器输出。
如图5所示，DP-128QAM光子信号接收机包括：第三偏振光学分离器、第三CW激光器、第四偏振光学分离器、第六至第十三X型光学耦合器、第三和第四光学相移器、第一至第八光电探测器、第一至第四电子减法器、第一至第四低噪声放大器。
第三CW激光器的输出连接第三偏振光学分离器的输入，第三偏振光学分离器的两个输出分别连接第七X型光学耦合器和第八X型光学耦合器；第四偏振光学分离器的输入端接入超高速光子信息，两个输出分别连接第六X型光学耦合器和第九X型光学耦合器；第六至第九X型光学耦合器；第六X型光学耦合器的两个输出分别连接第十X型光学耦合器的一个输入和第十一X型光学耦合器的一个输入；第七X型光学耦合器的一个输出连接第十X型光学耦合器的一个输入，另一个输出经第三光学相移器连接第十一X型光学耦合器的另一个输入；第八X型光学耦合器的一个输出经第四光学相移器连接第十二X型光学耦合器的一个输入，另一个输出连接第十三X型光学耦合器的一个输入；第九X型光学耦合器的两个输出分别连接第十二X型光学耦合器的另一个输入和第十三X型光学耦合器的另一个输入；第十X型光学耦合器的两个输出经第一和第二光电探测器后输入第一电子减法器，第十一X型光学耦合器的两个输出经第三和第四光电探测器后输入第二电子减法器，第十二X型光学耦合器的两个输出经第五和第六光电探测器后输入第三电子减法器，第十三X型光学耦合器的两个输出经第七和第八光电探测器后输入第四电子减法器；第一至第四电子减法器的输出分别经第一至第四低噪声放大器后输出。
上述实施例仅表达了本实用新型的一种典型实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。对本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思前提下，所做出的若干变形或改进，都属于本实用新型的揭露范围。
Claims (5)
1.一种超高速微波光子链路传输系统，其特征在于：包括近端机、远端机、宽频天线及SSMF，近端机和远端机通过SSMF连接，近端机输入为556Gbps高速基带序列信号，远端机的一个输出为556Gbps高速基带序列信号，另一个输出连接宽频天线，进行空间556Gbps超高速无线信号覆盖。
2.根据权利要求1所述的超高速微波光子链路传输系统，其特征在于：所述近端机包括：第一CW激光器、第二CW激光器、第一X型光学耦合器、SOA激光放大器、第一WDM单元、DP-128QAM光子信号发射机、第二WDM单元及第一EDFA单元；第一CW激光器和第二CW激光器2的输出分别连接第一X型光学耦合器的两个输入；第一X型光学耦合器的输出连接SOA激光放大器的输入，SOA激光放大器的输出连接第一WDM单元的输入；第一WDM单元输出非线性新移频CW光波信号给第二WDM单元的一个输入，同时输出第一CW激光器光波信号给DP-128QAM光子信号发射机的一个输入，DP-128QAM光子信号发射机的另一输入接入556Gbps高速基带序列信号，DP-128QAM光子信号发射机输出556Gbps光子信息给第二WDM单元的另一个输入；第二WDM单元输出复合微波光子链路信号给第一EDFA单元的输入，第一EDFA单元的输出连接SSMF。
3.根据权利要求1或2所述的超高速微波光子链路传输系统，其特征在于：远端机包括：第二EDFA单元、Y型光学分路模块、高斯型光学滤波器、DP-128QAM光子信号接收机、DSP电路模块、信号判决电路模块、第一QAM序列解码器、第二QAM序列解码器、高速信号并串转换模块、光电子检测变换模块、带外抑制滤波器、高频信号功率放大器；第二EDFA单元的输入连接SSMF，输出连接Y型光学分路模块的输入，Y型光学分路模块的两个输出分支分别连接高斯型光学滤波器的输入和光电子检测变换模块的输入；高斯型光学滤波器的输出连接DP-128QAM光子信号接收机的输入，DP-128QAM光子信号接收机的输出连接DSP电路模块的输入，DSP电路模块的输出连接信号判决电路模块的输入，信号判决电路模块的输出分别经第一QAM序列解码器和第二QAM序列解码器后，接入高速信号并串转换模块的输入，高速信号并串转换模块输出556Gbps高速基带序列信号；光电子检测变换模块的输出连接带外抑制滤波器的输入，带外抑制滤波器的输出连接高频信号功率放大器的输入，高频信号功率放大器的输出连接宽频天线。
4.根据权利要求2所述的超高速微波光子链路传输系统，其特征在于：所述DP-128QAM光子信号发射机包括：高速信号串并转换模块、第三和第四QAM序列编码器、第一和第二偏振光学分离器、第一至第四多进制脉冲器、第二至第五X型光学耦合器、第一至第八增益控制器、第一至第四M-Z调制器(LiNbMach Zehnder Modulator)、第一和第二光学相移器；高速信号串并转换模块的输入接入556Gbps高速基带序列信号，两个输出分别连接第三和第四QAM序列编码器的输入，第三QAM序列编码器的两个输出分别连接第一和第二多进制脉冲器，第四QAM序列编码器的两个输出分别连接第三和第四多进制脉冲器，第一多进制脉冲器的两个输出分别经第一和第二增益控制器后输入至第一M-Z调制器的两个输入，第而多进制脉冲器的两个输出分别经第三和第四增益控制器后输入至第二M-Z调制器的两个输入，第三多进制脉冲器的两个输出分别经第五和第六增益控制器后输入至第三M-Z调制器的两个输入，第四多进制脉冲器的两个输出分别经第七和第八增益控制器后输入至第四M-Z调制器的两个输入；第一偏振光学分离器的输入接CW激光器-1光波，两个输出分别连接第二和第三X型光学耦合器，第二X型光学耦合器的两个输出分别接入第一M-Z调制器的第三输入端及第二M-Z调制器的第三输入端，第三X型光学耦合器的两个输出分别接入第三M-Z调制器的第三输入端及第四M-Z调制器的第三输入端；第一M-Z调制器的输出接第四X型光学耦合器的一个输入，第二M-Z调制器的输出经第一光学相移器后接第四X型光学耦合器的另一个输入；第三M-Z调制器的输出接第五X型光学耦合器的一个输入，第四M-Z调制器的输出经第二光学相移器后接第五X型光学耦合器的另一个输入；第四X型光学耦合器的输出和第五X型光学耦合器的输出连接第二偏振光学分离器的两个输入，第二偏振光学分离器的输出端输出556Gbps光子信息。
5.根据权利要求3所述的超高速微波光子链路传输系统，其特征在于：所述DP-128QAM光子信号接收机包括：第三偏振光学分离器、第三CW激光器、第四偏振光学分离器、第六至第十三X型光学耦合器、第三和第四光学相移器、第一至第八光电探测器、第一至第四电子减法器、第一至第四低噪声放大器；第三CW激光器的输出连接第三偏振光学分离器的输入，第三偏振光学分离器的两个输出分别连接第七X型光学耦合器和第八X型光学耦合器；第四偏振光学分离器的输入端接入超高速光子信息，两个输出分别连接第六X型光学耦合器和第九X型光学耦合器；第六至第九X型光学耦合器；第六X型光学耦合器的两个输出分别连接第十X型光学耦合器的一个输入和第十一X型光学耦合器的一个输入；第七X型光学耦合器的一个输出连接第十X型光学耦合器的一个输入，另一个输出经第三光学相移器连接第十一X型光学耦合器的另一个输入；第八X型光学耦合器的一个输出经第四光学相移器连接第十二X型光学耦合器的一个输入，另一个输出连接第十三X型光学耦合器的一个输入；第九X型光学耦合器的两个输出分别连接第十二X型光学耦合器的另一个输入和第十三X型光学耦合器的另一个输入；第十X型光学耦合器的两个输出经第一和第二光电探测器后输入第一电子减法器，第十一X型光学耦合器的两个输出经第三和第四光电探测器后输入第二电子减法器，第十二X型光学耦合器的两个输出经第五和第六光电探测器后输入第三电子减法器，第十三X型光学耦合器的两个输出经第七和第八光电探测器后输入第四电子减法器；第一至第四电子减法器的输出分别经第一至第四低噪声放大器后输出。
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