基于ask和dbpsk的强度调制相干检测系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及相干检测领域，具体是涉及一种基于ASK(Amplitude Shift Keying,幅移键控)和DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying，差分二进制相移键控)的强度调制相干检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着城域网及接入网的传输速率要求日益增加，相干检测技术已得到广泛应用。然而，城域网及接入网与长距离相干光传输不同之处在于:其传输距离较短。现有的相干检测系统成本较高，用户希望降低成本。因此，低成本的强度调制相干检测系统更适用于短距离的城域网及接入网。
[0003]现有的成本较低的基于传统调制格式的偏振复用强度调制相干检测系统有两种:
[0004]第一种是通过低成本的DML(Directly Modulated Laser，直接调制激光器)进行直接调制，然而，在偏振复用系统中，需要两个DML激光器作为光源，成本仍然比较高。
[0005]第二种是通过一个低成本的DFB(Distributed Feedback Laser，分布式反馈激光器)激光器、一个MZM(Mach_Zehnder Modulator，马赫-曾德调制器)调制器来实现。随着娃基技术不断进步，低成本的硅基MZM调制器已经可以应用。但是，这种基于传统调制格式的偏振复用的强度调制相干检测系统的频谱利用率较低，系统的功耗也很大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种基于ASK和DBPSK的强度调制相干检测系统及方法，不仅能降低系统的成本、有效提高系统的接收灵敏度，还能显著提高频谱利用率，降低系统的功耗。
[0007]本发明提供一种基于ASK和DBPSK的强度调制相干检测系统，适用于单偏振、双偏振的直接调制相干检测，该系统包括发送端和接收端，所述发送端包括第一分布式反馈激光器DFB、联合调制单元和马赫-曾德调制器MZM，第一 DFB激光器、联合调制单元均与MZM调制器相连，发送端采用第一 DFB激光器作为光源，第一 DFB激光器发出光载波，光载波进入MZM调制器;发送端传输的数据流是电信号，联合调制单元基于ASK和DBPSK，对电信号进行联合调制，将联合调制后的电信号输出到MZM调制器;MZM调制器将联合调制后的电信号，加载到光载波上，得到偏振信号，将偏振信号发送到接收端;接收端包括顺次相连的第二 DFB激光器、相干接收机、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP，接收端采用第二 DFB激光器作为本振，第二 DFB激光器发出本振光，本振光进入相干接收机，相干接收机基于本振光对MZM调制器发来的偏振信号进行相干接收，分别产生偏振信号的实部、虚部，再经过ADC转换为数字信号，DSP进行数字信号处理。
[0008]在上述技术方案的基础上，所述发送端的联合调制单元基于ASK和DBPSK两种方式，对电信号进行联合调制的具体过程如下:
[0009]联合调制单元将电信号中的每2个比特调制成一个符号，每个符号包括2个比特:第一比特Bitl、第二比特Bit2，其中，bitl的调制是用来控制符号的幅度，bit2的调制是用来控制符号的正负，即相位；
[0010]对每个符号的第一比特Bi11进行ASK调制:符号的Bi 11为O时，调制幅度为I;符号的Bitl为I时，调制幅度为3;
[0011]对每个符号的第二比特Bit2进行DBPSK调制:符号的Bit2与上次调制的符号的Bit2相同时，调制符号为正;符号的Bit2与上次调制的符号的Bit2不同时，调制符号为负，至此完成联合调制。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述基于ASK和DBPSK的联合调制能调制MZM的整个调制区域。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述MZM调制器是单偏振MZM调制器时，联合调制单元输出一路信号到MZM调制器;MZM调制器是双偏振MZM调制器时，联合调制单元输出两路信号到MZM调制器。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述接收端处理信号的过程如下:
[0015]对于单偏振信号:相干接收机基于本振光对MZM调制器发来的单偏振信号进行相干接收，产生单偏振信号的实部Ix、虚部Qx，经过ADC转换为数字信号，DSP再进行数字信号处理:将单偏振信号的实部Ix、虚部Qx组合，形成复数信号Ix+j*Qx;将复数信号Ix+j*Qx送入均衡器，进行时域均衡，得到一路均衡后的偏振信号Rx;对Rx取模、取相位，根据模值，对每个符号的Bi11进行ASK解调:模值为I时，符号的Bi 11被ASK解调为O;模值为3时，符号的Bitl被ASK解调为I;根据相位，对每个符号的Bit2进行DBPSK解调:当前相位与上一个符号相位相同时，符号的Bit2被DBPSK解调为O;当前相位与上一个符号相位不同时，符号的Bit2被DBPSK解调为I，至此完成单偏振信号的解调；
[0016]对于双偏振信号:相干接收机基于本振光对MZM调制器发来的X偏振信号、y偏振信号进行相干接收，产生X偏振信号的实部Ix、虚部Qx、y偏振信号的实部Iy、虚部Qy，经过ADC转换为数字信号，DSP再进行数字信号处理:将X偏振信号的实部Ix、虚部Qx组合，形成第一路复数信号:Ix+j*Qx;将y偏振信号的实部Iy、虚部Qy组合，形成第二路复数信号:Iy+j*Qy;将这两路复数信号送入均衡器，进行时域均衡，得到两路均衡后的偏振信号:Rx和Ry;对Rx和Ry分别取模、取相位，根据模值，对每个符号的Bi 11进行ASK解调:模值为I时，符号的Bi 11被ASK解调为O;模值为3时，符号的Bi11被ASK解调为I;根据相位，对每个符号的Bi t2进行DBPSK解调:当前相位与上一个符号相位相同时，符号的Bit2被DBPSK解调为O;当前相位与上一个符号相位不同时，符号的Bit2被DBPSK解调为I，至此完成双偏振信号的解调。
[0017]本发明还提供一种适用于上述系统的基于ASK和DBPSK的强度调制相干检测方法，适用于单偏振、双偏振的直接调制相干检测，该方法包括以下步骤:
[0018]发送端采用第一 DFB激光器作为光源，第一 DFB激光器发出光载波，光载波进入MZM调制器;发送端传输的数据流是电信号，联合调制单元基于ASK和DBPSK，对电信号进行联合调制，将联合调制后的电信号输出到MZM调制器;MZM调制器将联合调制后的电信号，加载到光载波上，得到偏振信号，将偏振信号发送到接收端；
[0019]接收端采用第二DFB激光器作为本振，第二 DFB激光器发出本振光，本振光进入相干接收机，相干接收机基于本振光对MZM调制器发来的偏振信号进行相干接收，分别产生偏振信号的实部、虚部，再经过ADC转换为数字信号，DSP进行数字信号处理。
[0020]在上述技术方案的基础上，所述发送端的联合调制单元基于ASK和DBPSK两种方式，对电信号进行联合调制的具体过程如下:
[0021]联合调制单元将电信号中的每2个比特调制成一个符号，每个符号包括2个比特:第一比特Bitl、第二比特Bit2，其中，bitl的调制是用来控制符号的幅度，bit2的调制是用来控制符号的正负，即相位；
[0022]对每个符号的第一比特Bi11进行ASK调制:符号的Bi 11为O时，调制幅度为I;符号的Bitl为I时，调制幅度为3;
[0023]对每个符号的第二比特Bit2进行DBPSK调制:符号的Bit2与上次调制的符号的Bit2相同时，调制符号为正;符号的Bit2与上次调制的符号的Bit2不同时，调制符号为负，至此完成联合调制。
[0024]在上述技术方案的基础上，所述基于ASK和DBPSK的联合调制能调制MZM的整个调制区域。
[0025]在上述技术方案的基础上，所述MZM调制器是单偏振MZM调制器时，联合调制单元输出一路信号到MZM调制器;MZM调制器是双偏振MZM调制器时，联合调制单元输出两路信号到MZM调制器。
[0026]在上述技术方案的基础上，所述接收端处理信号的过程如下:
[0027]对于单偏振信号:相干接收机基于本振光对MZM调制器发来的单偏振信号进行相干接收，产生单偏振信号的实部Ix、虚部Qx，经过ADC转换为数字信号，DSP再进行数字信号处理:将单偏振信号的实部Ix、虚部Qx组合，形成复数信号Ix+j*Qx;将复数信号Ix+j*Qx送入均衡器，进行时域均衡，得到一路均衡后的偏振信号Rx;对Rx取模、取相位，根据模值，对每个符