RU2700366C1 - Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов - Google Patents
Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700366C1 RU2700366C1 RU2018147769A RU2018147769A RU2700366C1 RU 2700366 C1 RU2700366 C1 RU 2700366C1 RU 2018147769 A RU2018147769 A RU 2018147769A RU 2018147769 A RU2018147769 A RU 2018147769A RU 2700366 C1 RU2700366 C1 RU 2700366C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical signal
- optical
- output port
- component
- polarization
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам связи и передачи информации. Волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов содержит оптический ответвитель со схемой возбуждения, источник оптического излучения, выполненный параметрически, а также схему возбуждения, содержащую компоненты выделения ортогональных поляризационных составляющих оптического сигнала, фильтры низкочастотной составляющей оптического сигнала, устройство поворота поляризации оптического сигнала, синхронизирующий сумматор оптических сигналов, пороговую схему, модовый сплиттер и фотодетектор. К первому выходному порту ответвителя подключен компонент выделения горизонтальной поляризационной составляющей оптического сигнала, далее подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала. К третьему выходному порту ответвителя подключен компонент выделения вертикальной поляризационной составляющей оптического сигнала, далее подключен второй фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала. К фильтру подключено устройство поворота поляризации, к входу синхронизирующего сумматора подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала и устройство поворота поляризации. К выходу синхронизирующего сумматора подключена пороговая схема, второй выходной порт разветвителя и выходной порт пороговой схемы подключены к портам параметрического источника оптического излучения. Выход параметрического источника оптического излучения подключен к модовому сплиттеру, при этом первый выходной порт модового сплиттера подключен к фотодетектору, второй выходной порт модового сплиттера используется для управления фазированной антенной решеткой. Технический результат заключается в оптоэлектронном преобразовании входного оптического сигнала с квадратурной фазовой модуляцией в выходной оптический сигнал с амплитудной модуляцией с одновременным изменением длины волны излучения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системам связи и передачи информации и может быть использовано в радиофотонных и оптических системах связи.
Известна система преобразования и регистрации широкополосных сигналов (патент RU 2538449, Н 03D 7/00, 03.05.2017), основанная на применении N-канального делителя мощности входного сигнала, N каналов цифрового преобразования сигналов, волоконно-оптических соединительных линий, генератора импульсов и формирователя импульсов секунд текущего времени. Преобразование выполняется за счет разделения входного сигнала в N-канальном делителе мощности. При этом предлагается способ преобразования сигналов в соответствующих трактах и синхронная подстройка для выходных сигналов.
Недостатком аналога является то, что устройство не обеспечивает преобразование оптических сигналов в радиосигналы, а также не позволяет получить на выходе амплитудно-модулированный сигнал на заданной длине волны оптического излучения.
Известен конвертер интерфейсов (патент RU 154749, Н04L 12/66, 30.01.2015), схема которого основана на блоках ввода-вывода бинарного протокола исходного интерфейса и протокола целевого интерфейса, блоках обслуживания исходного и целевого интерфейсов, блоке управления питанием, блоке обработки информации и блоке преобразования. Устройство предназначено для семантических интерпретаций бинарного протокола исходного интерфейса. При этом предлагается способ преобразование сигналов интерфейсов типа EIA/TIA-485 и EIA/TIA-422, EIA/TIA-232C в сигналы, пригодные для использования в цифровых схемах на базе ТТЛ или КМОП технологий.
Недостатком аналога является невозможность непосредственной обработки оптических сигналов, а также невозможность преобразования фазо-модулированного в амплитудно-модулированный сигнал с выбором несущей длины волны излучения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является волоконно-оптический преобразователь параметров акустических полей (патент RU 2248533, G01H 9/00, 20.03.2005), содержащий оптический ответвитель, схему возбуждения источника оптического излучения, источник оптического излучения, схему стабилизации мощности оптического излучения, вспомогательный приемник оптического излучения, волоконный световод в виде цилиндрической двуканальной связанной коаксиальной структуры, устройство периодической деформации световода, делитель оптического излучения, приемник оптического излучения, дополнительный приемник оптического излучения, и устройство цифровой обработки аналоговых сигналов. При этом предлагается способ преобразования, по которому происходит преобразование оптических параметров акустических полей.
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в том, что не выполняется преобразование параметров оптических сигналов, передаваемых в магистральных волоконно-оптических каналах с квадратурной фазовой модуляцией (QPSK) и переменной длиной волны (система уплотнения «суперканал») для последующей передачи их через абонентские волоконно-оптические каналы (в частности, в абонентский сегмент xPON) с амплитудной модуляцией (NRZ) и установленной длиной волны (система уплотнения CWDM).
Задачей изобретения является преобразование поступающего оптического сигнала с квадратурной фазовой модуляцией (QPSK), традиционно используемого на магистральных волоконно-оптических каналах, для модуляции которого задействованы два взаимоперпендикулярных состояния поляризации электромагнитной волны на длине волны (λ1), которая изменяется системой управления сетью в произвольный момент времени (система уплотнения «суперканал»), в оптический сигнал с амплитудной модуляцией (NRZ) и установленной длиной волны (λ2), соответствующей спектральной сетке системы уплотнения CWDM, традиционно использующийся на абонентских волоконно-оптических каналах/сегментах xPON. При этом указанное преобразование выполняется преимущественно оптическими средствами.
Техническим результатом является оптоэлектронное преобразование входного оптического сигнала с квадратурной фазовой модуляцией в выходной оптический сигнал с амплитудной модуляцией с одновременным изменением длины волны излучения.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в волоконно-оптическом преобразователе параметров сигналов, содержащем оптический ответвитель со схемой возбуждения, согласно изобретению, источник оптического излучения является параметрическим, схема возбуждения которого содержит компоненты выделения ортогональных поляризационных составляющих оптического сигнала, фильтры низкочастотной составляющей оптического сигнала, устройство поворота поляризации оптического сигнала, синхронизирующий сумматор оптических сигналов, пороговую схему; также в состав преобразователя входят модовый сплиттер и фотодетектор, причем к первому выходному порту ответвителя подключен компонент выделения горизонтальной поляризационной составляющей оптического сигнала, далее подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала, к третьему выходному порту ответвителя подключен компонент выделения вертикальной поляризационной составляющей оптического сигнала, далее подключен второй фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала, к фильтру подключено устройство поворота поляризации, к входу синхронизирующего сумматора подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала и устройство поворота поляризации, к выходу синхронизирующего сумматора подключена пороговая схема, второй выходной порт разветвителя и выходной порт пороговой схемы подключены к портам параметрического источника оптического излучения, выход параметрического источника оптического излучения подключен к модовому сплиттеру, при этом первый выходной порт модового сплиттера подключен к фотодетектору, второй выходной порт модового сплиттера используется для управления фазированной антенной решеткой.
Существо изобретения поясняется чертежом, где изображена схема функциональная радиофотонного волоконно-оптического преобразователя параметров сигналов.
Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь сигналов содержит оптический ответвитель 1 (с коэффициентом ответвления 1×3), компоненты выделения ортогональных поляризационных составляющих оптического сигнала 2 (обозначены знаками 
), предназначенные для пропускания только указанного состояния поляризации электромагнитного поля - первое устройство только вертикального, и второе устройство только горизонтального; фильтры низкочастотной составляющей оптического сигнала 3 (ФН), принцип действия которых основан на интерференционном когерентном преобразовании составляющих оптических сигналов (за счет суммирования интерферирующих волн), обеспечивающие получение заданного уровня оптического излучения между точками перескока фазы для входного оптического сигнала (т.е. на протяжении тактового интервала системы передачи), и тем самым - получение квазимеандровой формы оптических импульсов; устройство поворота поляризации 4 (ПП), в основу которого заложена ячейка Фарадея; синхронизирующий сумматор 5 (СС), действие которого основано на применении линий задержек оптического сигнала, предназначенный для подстройки моментов времени прихода оптических импульсов из верхнего и нижнего плеча схемы соответственно; пороговая схема 6 (ПРС), предназначенная для подстройки уровня мощности оптических импульсов. Компоненты выделения поляризационной составляющей оптического сигнала 2, фильтры низкочастотной составляющей оптического сигнала 3, устройство поворота поляризации 4, синхронизирующий сумматор 5, пороговая схема 6 являются элементами схемы возбуждения параметрического источника (СВПИ) 7. Пороговая схема 6 (ПРС), предназначенная для подстройки уровня мощности оптических импульсов, необходима для управления параметрическим источником оптического излучения 8 (ПИ). Для выделения линейно поляризованных мод оптического сигнала нулевого и первого порядка используется модовый сплиттер 9. Для преобразования оптического сигнала с линейно поляризованной модой нулевого порядка в электрический сигнал используется фотодетектор 10 (ФД). Служебный канал для управления фазированной антенной решеткой (ФАР) организован на базе линейно поляризованной моды первого порядка, переносящей сигнал со спиральным фронтом и с задаваемой поляризацией.
К первому выходному порту ответвителя 1 подключен компонент выделения вертикальной поляризационной составляющей оптического сигнала 2, далее подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала 3. К третьему выходному порту ответвителя 1 подключен компонент выделения горизонтальной поляризационной составляющей оптического сигнала 2, далее подключен второй фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала 3, к фильтру подключено устройство поворота поляризации 4. К входу синхронизирующего сумматора 5 подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала 3 и устройство поворота поляризации 4. К выходу синхронизирующего сумматора 5 подключена пороговая схема 6. Компоненты выделения поляризационной составляющей оптического сигнала 2, фильтры низкочастотной составляющей оптического сигнала 3, устройство поворота поляризации 4, синхронизирующий сумматор 5, пороговая схема 6 являются элементами схемы возбуждения параметрического источника (СВПИ) 7. Второй выходной порт ответвителя 1 и выходной порт пороговой схемы подключены к портам параметрического источника оптического излучения 8. Выход параметрического источника оптического излучения 8 подключен к модовому сплиттеру 9. Первый выходной порт модового сплиттера 9 подключен к фотодетектору 10, второй выходной порт модового сплиттера 9 используется для управления фазированной антенной решеткой (ФАР).
Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь сигналов работает следующим образом. На вход ответвителя 1 поступает входной оптический квадратурно-модулированный сигнал (QPSK, задействованы как вертикальная, так и горизонтальная состояния поляризации электромагнитного поля) на несущей длине волны λ1. Разветвитель разделяет данный сигнал на три равные части по амплитуде. Первая часть поступает в верхнее плечо СВПИ 7, проходит через компонент выделения вертикальной поляризационной составляющей оптического сигнала 
после которого именно вертикальная составляющая поступает на вход первого ФН 3. Данное устройство выделяет самую низкочастотную составляющую оптического сигнала, частота изменения (перепада) амплитуды которой (А1) соответствует частоте тактового интервала в системе передачи, и передается на несущей длине волны λ1.
Вторая часть входного оптического сигнала, выделенная ответвителем 1, поступает в нижнее плечо СВПИ 7, где аналогично проходит через компонент выделения горизонтальной поляризационной составляющей оптического сигнала 
, и затем аналогично проходит через второй ФН 3. С выхода последнего рассматриваемая часть сигнала с амплитудой А2 проходит устройство ПП 4, которое осуществляет поворот его поляризации на 90°, делая его вертикальным. После чего обе эти части сигнала (с амплитудами А1 и А2) поступают на вход устройства СС 5, которое обеспечивает подстройку моментов времени прихода оптических импульсов из верхнего и нижнего плеча схемы СВПИ 7 соответственно, а также выполняет усреднение амплитуд рассматриваемых сигналов. После чего такой суммарный оптический сигнал поступает на вход пороговой схемы ПРС 6, обеспечивающей дополнительную регулировку его амплитуды с целью последующего управления параметрическим излучателем ПИ 8.
Третья часть входного оптического сигнала, выделенная ответвителем 1, поступает на основной вход ПИ 8, и, тем самым, запускает процесс оптико-оптического параметрического преобразования длины волны излучения вида 
где выходная длина волны λ2 определяется значением входной длины волны 
а функция 
является нелинейной функцией, определяющейся параметрами системы передачи. При этом амплитуда выходного оптического сигнала, излучаемого параметрическим источником, является прямо пропорциональной значению амплитуды управляющего сигнала, т.е. величине 
а частота перепада указанной амплитуды соответствует частоте тактового интервала в системе передачи.
С выхода ПИ 8 сформированный оптический сигнал поступает на модовый сплиттер 9, где происходит разделение линейно поляризованных мод оптического сигнала нулевого и первого порядка. Оптический сигнал с линейно поляризованной модой нулевого порядка поступает на ФД 10, где осуществляется его преобразование в электрический.
Итак, заявляемое изобретение позволяет выполнять оптоэлектронное преобразование входного квадратурного фазо-модулированного сигнала на несущей длине волны λ1, характерного для магистральной волоконно-оптической передачи, в амплитудно-модулированный сигнал на несущей длине волны λ2, характерного для абонентского волоконно-оптического сегмента типа xPON.
Claims (1)
- Волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов, содержащий оптический ответвитель со схемой возбуждения, отличающийся тем, что источник оптического излучения является параметрическим, схема возбуждения которого содержит компоненты выделения ортогональных поляризационных составляющих оптического сигнала, фильтры низкочастотной составляющей оптического сигнала, устройство поворота поляризации оптического сигнала, синхронизирующий сумматор оптических сигналов, пороговую схему; также в состав преобразователя входят модовый сплиттер и фотодетектор, причем к первому выходному порту ответвителя подключен компонент выделения горизонтальной поляризационной составляющей оптического сигнала, далее подключен первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала, к третьему выходному порту ответвителя подключен компонент выделения вертикальной поляризационной составляющей оптического сигнала, далее подключен второй фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала, к фильтру подключено устройство поворота поляризации, к входу синхронизирующего сумматора подключены первый фильтр низкочастотной составляющей оптического сигнала и устройство поворота поляризации, к выходу синхронизирующего сумматора подключена пороговая схема, второй выходной порт разветвителя и выходной порт пороговой схемы подключены к портам параметрического источника оптического излучения, выход параметрического источника оптического излучения подключен к модовому сплиттеру, при этом первый выходной порт модового сплиттера подключен к фотодетектору, второй выходной порт модового сплиттера используется для управления фазированной антенной решеткой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018147769A RU2700366C1 (ru) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018147769A RU2700366C1 (ru) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700366C1 true RU2700366C1 (ru) | 2019-09-16 |
Family
ID=67989798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018147769A RU2700366C1 (ru) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700366C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2248533C1 (ru) * | 2003-10-06 | 2005-03-20 | Московский авиационный институт (государственный технический университет) | Волоконно-оптический преобразователь параметров акустических полей |
| RU2004108771A (ru) * | 2004-03-24 | 2005-10-20 | Валентин Михайлович Геликонов (RU) | Устройство для интерферометрических измерений |
| RU2538449C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2015-01-10 | Научно-исследовательский институт (оперативно-стратегических исследований строительства ВМФ) Федерального государственного казенного военного образовательного учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота" | Способ увеличения дальности высокоскоростных открытых оптических каналов связи с подводными объектами |
| RU154749U1 (ru) * | 2015-01-30 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Итриум СПб" | Конвертер интерфейсов |
-
2018
- 2018-12-29 RU RU2018147769A patent/RU2700366C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2248533C1 (ru) * | 2003-10-06 | 2005-03-20 | Московский авиационный институт (государственный технический университет) | Волоконно-оптический преобразователь параметров акустических полей |
| RU2004108771A (ru) * | 2004-03-24 | 2005-10-20 | Валентин Михайлович Геликонов (RU) | Устройство для интерферометрических измерений |
| RU2538449C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2015-01-10 | Научно-исследовательский институт (оперативно-стратегических исследований строительства ВМФ) Федерального государственного казенного военного образовательного учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота" | Способ увеличения дальности высокоскоростных открытых оптических каналов связи с подводными объектами |
| RU154749U1 (ru) * | 2015-01-30 | 2015-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Итриум СПб" | Конвертер интерфейсов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108287349B (zh) | 微波光子mimo雷达探测方法及微波光子mimo雷达系统 | |
| CN111190160B (zh) | 微波光子多波段雷达探测方法及微波光子多波段雷达 | |
| KR100305258B1 (ko) | 광전송시스템및그에이용되는광송신장치및광수신장치 | |
| CN105610565B (zh) | 基于模式复用光通信系统的自相关零差探测装置及方法 | |
| EP2518914B1 (en) | Coherent receiver device and chromatic dispersion compensation method | |
| CN109387833B (zh) | 基于微波光子正交差频复用的mimo雷达探测方法及装置 | |
| CN111538028A (zh) | 基于光子采样的偏振复用微波光子雷达探测方法及系统 | |
| CN103378906A (zh) | 采用相干检测及带外信道识别的光学通信链路 | |
| CN108463958B (zh) | 用于空分复用系统的偏振不敏感自零差探测接收器 | |
| CN109257105B (zh) | 宽带信号接收方法、装置及电子战接收机 | |
| CN113253286A (zh) | 基于注入锁定倍频的相干微波光子雷达探测方法及系统 | |
| CN103731228A (zh) | 光学传输系统和调整光学传输装置的方法 | |
| EP2151073A1 (en) | Systems and methods for photonically assisted rf filtering | |
| WO2012103832A3 (zh) | 信号处理方法、光接收机以及光网络系统 | |
| CN111175574B (zh) | 一种测量系统及测量方法 | |
| RU2700366C1 (ru) | Радиофотонный волоконно-оптический преобразователь параметров сигналов | |
| CN110492941B (zh) | 一种光信号收发装置 | |
| CN109861645A (zh) | 一种用于微波宽带通信的倍频器 | |
| CN111615799B (zh) | 用于分布式微波mimo通信的微波频率电信号的光分配的系统和方法 | |
| CN111596278A (zh) | 基于双驱动马赫曾德尔调制器的多频段相参扫频雷达系统 | |
| CN113359369B (zh) | 高频抗混叠带通可调光模数转换装置 | |
| AU730539B2 (en) | Optical transmission of analog signals | |
| RU2758708C1 (ru) | Устройство квантовой рассылки симметричной битовой последовательности на поднесущей частоте модулированного излучения с двойным гомодинным методом приема | |
| JP2003509898A (ja) | 光情報伝送装置および方法 | |
| US10819377B1 (en) | Radio frequency to optical transmitter |