专利名称：一种光纤线性传输调制器及其三阶交调抑制方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤线性传输调制器及其三阶交调抑制方法，属于光通信领域。
背景技术：
射频信号光纤传输技术(Radio-over-Fiber,简称RoF)是现代光通信技术中的一项关键技术，在通信领域有大量的应用。该传输过程中需要将射频信号(Radio Frequency,简称RF信号)尽可能无失真地传输到目的地，其中涉及的关键步骤就是RF信号的线性调制及线性解调。目前采用的主要的线性调制器为马赫增德尔调制器(Mach-ZehnderModulator，简称MZM)，该调制器的主要特点为它的调制曲线为理想正弦曲线，作为外调制器选择适当的工作偏置点能够实现输入RF信号的偶阶失真的完全抑制。对于奇数阶信号来说，一阶信号即为有效RF信号，需要功率尽可能大，三阶信号包括RF信号产生的三阶交调信号以及三次谐波信号，其中的三阶交调信号由于会落在与RF信号同一频带内会对接收到的RF信号产生线性失真影响，因此需要对其进行抑制。本发明以多种目前现有的线性传输技术为基础，提出多种新式实用化的非线性失真抑制技术方案，并对系统工作过程中的具体参数进行了更精确的计算论证。如图I所示，专利申请US5031235A中调制器利用两个光源注入，通过选择适当的偏置点实现偶阶失真信号的抑制，再通过调整两个光源输出功率比，使上下两路产生幅度相同相位相反的三阶交调信号，以便在接收端进行三阶交调抑制。如图2所示，专利申请EP1056228A2，非线性失真抑制技术系统，用两个具有不同输出波长的光源通过波分复用/波分解复用方式进行非线性失真抑制。通过选择MZM适当的偏置点抑制输入RF信号产生的偶阶失真，通过两个波长进行RF信号调制产生幅度相同的三阶交调信号，在接收端采用差分检测方式抑制三阶交调。如图3所示，UCLA线性传输方案将调制器偏置于最低偏置点，以获得最佳的有效信号利用率，通过调整进入调制器的两路信号的幅度实现两路信号的三阶交调幅度相同相位相反，在接收端进行相干接收，得到经过三阶交调抑制后的信号传输RF信号，线性传输图中所使用的调制器内部结构图如图4所示。清华大学线性传输方案中只对上下两个MZM中的一个进行RF信号调制，通过调整双并行MZM(DPMZM)中的三个工作偏置点之间的关系实现RF信号的线性传输，其线性传输系统原理示意图如图5所示。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种光纤线性传输三阶交调抑制方法。本发明中提出的光纤线性传输方法就是针对MZM应用情况，对三阶交调进行抑制的技术。通过选择适当的MZM工作偏置点抑制偶阶失真，再通过三阶交调抑制技术抑制三阶失真，由此该线性传输系统将仅受五阶线性失真限制，此时系统将能够实现高线性度调制，从而实现高线性RF信号传输。
经过对本发明中线性传输系统进行分析可知检测得一阶信号强度
权利要求
1.一种光纤线性传输调制器的三阶交调抑制方法，其步骤为 1)将载波信号分别输入到两线性调制器MZMl、MZM2中，其中，MZMl与MZM2中的载波功率比为n3 I ； 2)将射频信号RF分别输入到两线性调制器MZMl、MZM2中，其中，MZMl与MZM2中输入的射频信号幅度比为I : n ; 3)调节两线性调制器MZM1、MZM2，使MZM1、MZM2中的光信号彼此为正交信号，然后将其输出信号合路后输出； 其中，两线性调制器中输入的射频信号RF相位相反、或者工作正交偏置点不同、或者采用差分检测器对输出信号进行合路输出、或者线性调制器中输入的射频信号RF相位相反且工作正交偏置点不同且采用差分检测器对输出信号进行合路输出； 其中，如果MZMl与MZM2输出信号的合路比为n3 1，则n取值范围为I. 8048 3. 7045 ;如果MZMl与MZM2输出信号的合路比为I 1，则n取值范围为I. 5647 2. 7686。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于MZMl与MZM2输出信号的合路比为n3 I时，n取值范围为2. 4286 2. 5304;MZM1与MZM2输出信号的合路比为I : I时，n取值为2。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于通过一耦合器I将载波信号分别输入到两线性调制器MZM1、MZM2中，所述耦合器I的分光比为n3 I ;或者通过两个激光器将载波信号分别输入到两线性调制器MZM1、MZM2中，两激光器的输出功率比为n3 I。
4.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于使MZM1、MZM2中的光信号彼此为正交信号的方法为调节两线性调制器中的射频信号相位差为nn/2，n = ±1，±3，±5……；或者调节两线性调制器中的射频信号偏振角度差Spw= /2、或者采用独立光电检测路径对输出信号检测后进行合路输出。
5.一种光纤线性传输调制器，其特征在于包括一激光器，一分光比为n3 I的耦合器1，两线性调制器MZM1、MZM2，一耦合器2，一移相器，一光电检测器；所述激光器经所述耦合器I分别与两所述线性调制器MZM1、MZM2输入端连接，使MZMl与MZM2中的载波功率比为n3 : I,所述MZMl信号输出端与所述I禹合器2的一合路输入端连接,所述MZM2的信号输出端经所述移相器与所述耦合器2另一合路输入端连接；所述耦合器2输出端与所述光电检测器连接；所述移相器将MZM1、MZM2中信号的相差变成90° ;其中，两线性调制器中输入的射频信号RF相位相反、或者工作正交偏置点不同；MZM1与MZM2中输入的射频信号幅度比为I : n ;如果所述耦合器2对MZMl与MZM2输出信号的合路比为n3 1，则n取值范围为I. 8048 3. 7045，如果对MZMl与MZM2输出信号的合路比为I : 1，则n取值范围为I. 5647 2. 7686。
6.如权利要求5所述的光纤线性传输调制器,其特征在于MZMl与MZM2输出信号的合路比为n3 I时，n取值范围为2. 4286 2. 5304 ;MZM1与MZM2输出信号的合路比为I : I时，n取值为2。
7.一种光纤线性传输调制器，其特征在于包括一激光器，一分光比为n3 I的耦合器1，两线性调制器MZM1、MZM2，一偏振合路器，一偏振旋转器，一光电检测器；所述激光器经所述耦合器I分别与两所述线性调制器MZM1、MZM2输入端连接，使MZMl与MZM2中的载波功率比为n3 I，所述MZMl信号输出端与所述偏振合路器的一合路输入端连接，所述MZM2的信号输出端经所述偏振旋转器与所述偏振合路器另一合路输入端连接；所述偏振合路器输出端与所述光电检测器连接；所述偏振旋转器将MZM1、MZM2中信号的偏振态正交；其中，两线性调制器中输入的射频信号RF相位相反、或者工作正交偏置点不同；MZM1与MZM2中输入的射频信号幅度比为I : n ;如果所述偏振合路器对MZMl与MZM2输出信号的合路比为n3 1，则n取值范围为I. 8048 3. 7045，如果对MZMl与MZM2输出信号的合路比为I 1，则n取值范围为I. 5647 2. 7686。
8.如权利要求7所述的光纤线性传输调制器，其特征在于MZMl与MZM2输出信号的合路比为n3 I时，n取值范围为2. 4286 2. 5304 ;MZM1与MZM2输出信号的合路比为I : I时，n取值为2。
9.一种光纤线性传输调制器，其特征在于包括一激光器，一分光比为n3 I的耦合器1，两线性调制器MZM1、MZM2，一差分检测器；所述激光器经所述耦合器I分别与两所述线性调制器MZM1、MZM2输入端连接，使MZMl与MZM2中的载波功率比为n3 1，所述MZMl信号输出端与所述差分检测器的一差分输入端连接，所述MZM2的信号输出端与所述差分检测器的另一差分输入端连接；其中，MZMl与MZM2中输入的射频信号幅度比为I : n ;所述差分检测器对MZMl与MZM2输出信号的合路比为I : 1，n取值范围为I. 5647 2. 7686。
10.如权利要求9所述的光纤线性传输调制器，其特征在于MZMl与MZM2输出信号的合路比为I : I时，n取值为2。
11.一种光纤线性传输调制器，其特征在于包括两激光器1、2，两线性调制器MZM1、MZM2，一差分检测器；所述激光器I与所述线性调制器MZMl输入端连接，所述激光器2与所述线性调制器MZM2输入端连接，所述MZMl信号输出端与所述差分检测器的一差分输入端连接，所述MZM2的信号输出端与所述差分检测器的另一差分输入端连接；其中，激光器I与激光器2的输出功率比为n3 LMZMl与MZM2中输入的射频信号幅度比为I : n ;所述差分检测器对MZMl与MZM2输出信号的合路比为I : 1，n取值范围为I. 5647 2. 7686。
12.如权利要求9所述的光纤线性传输调制器，其特征在于MZMl与MZM2输出信号的合路比为I : I时，n取值为2。
全文摘要
本发明公开了一种光纤线性传输调制器及其三阶交调抑制方法，属于光通信领域。本方法为1)将载波信号按n3∶1分别输入到MZM1、MZM2中；2)将射频信号幅度按1∶n分别输入到两MZM中；3)调节两MZM使光信号彼此为正交信号，然后合路输出；其中，两MZM中输入的射频信号RF相位相反、或者工作正交偏置点不同、或者采用差分检测器对输出信号进行合路输出；如果MZM1与MZM2合路比为n3∶1，则n取值范围为1.8～3.7；如果MZM1与MZM2合路比为1∶1，则n取值为2。本结构可选为包括一激光器，一n3∶1的耦合器，两线性调制器，一耦合器2，一移相器，一光电检测器。本发明大大提高光纤线性传输三阶交调抑制效果。
文档编号H04B10/155GK102624460SQ20121008102
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年1月16日
发明者任晓明, 孙涛, 尹卿, 朱晓琪, 朱立新, 李力, 郑磊 申请人:北京大学