基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法及装置，该方法包括以下步骤:在发送端，将单边带射频信号和双边带基带信号分别调制在X偏振方向上形成单边带光信号，调制在Y偏振方向上形成双边带光信号；通过光耦合器将单边带光信号和双边带光信号合波输出；在接收端，接收信号通过一个光电探测器直接探测，得到双边带基带信号与单边带射频信号的混合频谱，然后解调混合频谱得到单边带射频信号，再利用解调得到的单边带射频信号重构单边带射频信号的自拍频分量，从混合频谱中分离出双边带基带信号。本发明，合理利用了整个频谱资源，同时避免了双边带基带信号遭受色散带来的频率选择性衰落的影响，提高了系统的传输性能。
【专利说明】基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及相干光通信，具体涉及基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着光通信的日益发展，相干光传输技术在超高速超大容量超远距离的方向有重大突破。然而，在城域网传输方面，由于传输距离大大缩短，采用相干光通信技术的成本无法有效降低，而直接检测系统的低成本特性刚好满足城域网传输的要求。直接检测系统在接收端仅需要一个光电探测器接收信号，代替相干光通信接收端的相干接收机，从而使成本有了极大的降低。
[0003]传统的直接检测系统一般支持光强度调制信号，即所传输的信号仅包含幅度信息，无法对相位进行调制。然而，仅携带幅度信息已无法满足现阶段的通信需求，另外，在信号带宽很高的情况下其性能会极大的受到色散所带来的频率选择性衰落的影响，从而不能够进行较远距离的传输。直接检测系统的另一种实现方式能很好的解决频率选择性衰落，并且能够实现对复杂信号的传输，即携带载波信息的直接检测系统。但是这类直接检测系统存在一个问题就是，频谱利用率较低，无法利用整个频谱资源。
[0004]综上所述，现有的直接检测系统存在如下问题:
[0005](1)信号遭受色散带来的频率选择性衰落的影响；
[0006](2)频谱利用率较低；
[0007](3)系统的传输性能较低。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是解决现有的直接检测系统存在信号遭受色散带来的频率选择性衰落的影响、频谱利用率较低和系统的传输性能较低的问题。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法，所述方法包括以下步骤:
[0010]步骤101:在发送端，将单边带射频信号和双边带基带信号分别调制到两个相互正交的光载波上，即调制在X偏振方向上形成单边带光信号，调制在丫偏振方向上形成双边带光信号；
[0011]步骤102:通过光耦合器将在X偏振方向上的单边带光信号和在V偏振方向上的双边带光信号合波输出；
[0012]步骤103:在接收端，接收信号通过一个光电探测器直接探测，得到所述双边带基带信号与所述单边带射频信号的混合频谱，然后解调所述混合频谱得到所述单边带射频信号，再利用解调得到的所述单边带射频信号重构所述单边带射频信号的自拍频分量，从所述混合频谱中分离出所述双边带基带信号。
[0013]在上述方法中，所述单边带射频信号与所述光载波的频率间隔口不小于所述单边带光信号的带宽8】，所述双边带光信号的带宽8-不超过所述单边带射频信号与所述光载波的频率间隔口的两倍。
[0014]本发明还提供了一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的装置，包括发送单元和接收单元，
[0015]所述发送单元包括偏振分束器、调制器、强度调制器和偏振合束器，光源通过所述偏振分束器分为两路相互正交的光载波，一路正交的光载波通过所述调制器将单边带射频信号调制在X偏振方向上形成单边带光信号，另一路正交的光载波通过所述强度调制器将双边带基带信号调制在V偏振方向上形成双边带光信号，随后通过所述偏振合束器合波输出；
[0016]所述接收单元包括光电探测器、模数转换器和数字信号处理模块，所述光电探测器将接收信号转换为电信号，并经所述模数转换器转变为数字信号，再由所述数字信号处理模块恢复出单边带射频信号和双边带基带信号。
[0017]在上述装置中，所述单边带射频信号与光载波的频率间隔口不小于所述单边带光信号的带宽8】，所述双边带光信号的带宽8-不超过所述单边带射频信号与所述光载波的频率间隔口的两倍。
[0018]在上述装置中，所述数字信号处理模块得到单边带射频信号，再利用单边带射频信号重构单边带射频信号的自拍频分量，分离出双边带基带信号。
[0019]本发明，通过将单边带射频信号和双边带基带信号分别调制在X偏振方向上形成单边带光信号，调制在V偏振方向上形成双边带光信号，通过光耦合器将单边带光信号和双边带光信号合波输出，通过光电探测器直接探测，得到双边带基带信号与单边带射频信号的混合频谱，并解调混合频谱得到单边带射频信号，然后利用单边带射频信号重构单边带射频信号的自拍频分量，从混合频谱中分离出双边带基带信号。该方案，合理利用了整个频谱资源，同时避免了双边带基带信号遭受色散带来的频率选择性衰落的影响，提高了系统的传输性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例提供的一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法流程图；
[0021]图2为本发明实施例提供的发送端光信号频谱示意图；
[0022]图3为本发明实施例提供的接收端电信号频谱示意图；
[0023]图4为本发明实施例提供的一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明做出详细的说明。
[0025]本发明实施例提供了一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤:
[0026]步骤101、在发送端，将单边带射频信号和双边带基带信号分别调制到两个相互正交的光载波上，即调制在X偏振方向上形成单边带光信号，调制在丫偏振方向上形成双边带光信号。
[0027]图2为发送端光信号频谱示意图，如图2所示，将单边带射频信号调制在X偏振方向上形成单边带光信号(338信号)，将双边带基带信号调制在V偏振方向上形成双边带光信号(038信号)，其中，单边带射频信号与光载波的频率间隔口。8不小于单边带光信号的带宽8】，双边带光信号的带宽8-不超过单边带射频信号与光载波的频率间隔口的两倍。
[0028]步骤102、通过光耦合器将在X偏振方向上的单边带光信号和在V偏振方向上的双边带光信号合波输出。
[0029]步骤103、在接收端，接收信号通过一个光电探测器直接探测，得到所述双边带基带信号与所述单边带射频信号的混合频谱，然后解调所述混合频谱得到所述单边带射频信号，再利用解调得到的所述单边带射频信号重构所述单边带射频信号的自拍频分量，从所述混合频谱中分离出所述双边带基带信号。
[0030]图3为接收端电信号频谱示意图，接收信号通过一个光电探测器后得到的频谱图如图3所示，其中3381为单边带射频信号的自拍频分量。
[0031〕 本发明，通过将单边带射频信号和双边带基带信号分别调制在X偏振方向上形成单边带光信号，调制在V偏振方向上形成双边带光信号，通过光耦合器将单边带光信号和双边带光信号合波输出，通过光电探测器直接探测，得到双边带基带信号与单边带射频信号的混合频谱，并解调混合频谱得到单边带射频信号，然后利用单边带射频信号重构单边带射频信号的自拍频分量，从混合频谱中分离出双边带基带信号。该方案，合理利用了整个频谱资源，同时避免了双边带基带信号遭受色散带来的频率选择性衰落的影响，提高了系统的传输性能。
[0032]本发明实施例还提供了一种基于偏振复用的光信号调制与直接检测的装置，如图4所示，包括发送单元和接收单元，
[0033]所述发送单元包括偏振分束器10、调制器20、强度调制器30和偏振合束器40，光源通过所述偏振分束器10分为两路相互正交的光载波，一路正交的光载波通过所述调制器20将单边带射频信号调制在X偏振方向上形成单边带光信号，另一路正交的光载波通过所述强度调制器30将双边带基带信号调制在V偏振方向上形成双边带光信号，随后通过一个3此的偏振合束器40合波输出；
[0034]所述接收单元包括光电探测器50、模数转换器60和数字信号处理模块70，所述光电探测器50将接收信号转换为电信号，并经所述模数转换器60转变为数字信号，再由所述数字信号处理模块70恢复出单边带射频信号和双边带基带信号。
[0035]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于偏振复用的光信号调制与直接检测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 步骤101:在发送端，将单边带射频信号和双边带基带信号分别调制到两个相互正交的光载波上，即调制在X偏振方向上形成单边带光信号，调制在Y偏振方向上形成双边带光信号; 步骤102:通过光耦合器将在X偏振方向上的单边带光信号和在Y偏振方向上的双边带光信号合波输出； 步骤103:在接收端，接收信号通过一个光电探测器直接探测，得到所述双边带基带信号与所述单边带射频信号的混合频谱，然后解调所述混合频谱得到所述单边带射频信号，再利用解调得到的所述单边带射频信号重构所述单边带射频信号的自拍频分量，从所述混合频谱中分离出所述双边带基带信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单边带射频信号与所述光载波的频率间隔口 fSSB不小于所述单边带光信号的带宽Bssb，所述双边带光信号的带宽Bdsb不超过所述单边带射频信号与所述光载波的频率间隔fSSB的两倍。
3.基于偏振复用的光信号调制与直接检测的装置，包括发送单元和接收单元，其特征在于， 所述发送单元包括偏振分束器、IQ调制器、强度调制器和偏振合束器，光源通过所述偏振分束器分为两路相互正交的光载波，一路正交的光载波通过所述IQ调制器将单边带射频信号调制在X偏振方向上形成单边带光信号，另一路正交的光载波通过所述强度调制器将双边带基带信号调制在Y偏振方向上形成双边带光信号，随后通过所述偏振合束器合波输出； 所述接收单元包括光电探测器、模数转换器和数字信号处理模块，所述光电探测器将接收信号转换为电信号，并经所述模数转换器转变为数字信号，再由所述数字信号处理模块恢复出单边带射频信号和双边带基带信号。
4.如权利要求3所述的基于偏振复用的光信号调制与直接检测的装置，其特征在于，所述单边带射频信号与光载波的频率间隔Dfsse不小于所述单边带光信号的带宽Bssb，所述双边带光信号的带宽Bdsb不超过所述单边带射频信号与所述光载波的频率间隔口 fSSB的两倍。
5.如权利要求3所述的基于偏振复用的光信号调制与直接检测的装置，其特征在于，所述数字信号处理模块得到单边带射频信号，再利用单边带射频信号重构单边带射频信号的自拍频分量，分离出双边带基带信号。
【文档编号】H04B10/61GK104410462SQ201410827320
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】黎偲, 杨奇, 胡荣 申请人:武汉邮电科学研究院