基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及相干无源光网络领域，具体涉及基于双输出EAM(Electro Absorpt1nModulator，电吸收调制器)的相干0NU(Optical Network Unit，光网络单元)及其实现单纤双向传输的方法。
【背景技术】
[0002]相干光通信主要利用相干调制和外差检测技术，具有灵敏度高、中继距离长、选择性好和通信容量大等优点，基于相干检测(信号的解调机制，与直接检测相比，相干检测更容易获得大的信噪比，可恢复的信号种类较多，并且频率选择性较好)的无源光网络系统即相干无源光网络系统，具有功率预算大、接入速率高以及通道灵活可调等优点，而基于相干检测的ONU即相干0NU，作为相干无源光网络系统的重要组成部分，其成本是影响相干无源光网络系统的关键因素。
[0003]目前，相干无源光网络系统要求单纤双向传输，即在同一根光纤要同时实现上行与下行信号的传输，而传统的相干ONU上行通过GEPON端口连接至中心局，下行为个人用户或S0H0用户提供I路千兆Etherenet网口，无法实现单纤双向传输，另外，由于窄线宽单纵模光纤激光器(可以保证激光具有极好的相干特性)的价格比较昂贵，出于成本考虑，相干无源光网络系统难以接受价格昂贵的窄线宽激光器以及外部调制技术。
[0004]有鉴于此，需要对现有的相干ONU进行结构改进，满足单纤双向传输的需求，从而降低相干无源光网络的建设成本。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是现有的相干ONU无法实现单纤双向传输的问题。
[0006]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双输出EAM的相干ONU，包括相干接收机、双输出电吸收调制器和数字信号处理芯片，
[0007]上行信号由所述双输出电吸收调制器进行强度调制后，经其第一输出口输出，同时，其第二输出口输出用于相干外差检测的本地震荡光源LO;
[0008]下行信号传输至所述相干接收机，所述相干接收机利用所述本地震荡光源LO对所述下行信号进行相干外差检测；
[0009]所述数字信号处理芯片通过相干数字包络检测算法对相干外差检测所得的I路信号和Q路信号进行数字恢复处理。
[0010]在上述技术方案中，所述双输出电吸收调制器包括DBR有源区、第一部分透射DBR反射镜、电吸收调制区、电极、第一透镜、第二部分透射DBR反射镜以及第二透镜，
[0011 ]所述DBR有源区激发产生连续光波，其中一部分光波经所述第二部分透射DBR反射镜和所述第二透镜聚焦，作为所述本地震荡光源LO输出；
[0012]另一部分光波经所述第一部分透射DBR反射镜输出至所述电吸收调制区，调制电流经所述电极加载到光载波上，最后经所述第一透镜聚焦，作为所述上行信号输出。
[0013]在上述技术方案中，所述数字信号处理芯片将所述I路信号和所述Q路信号组合，形成(I+j XQ)复数信号，所述(I+j XQ)复数信号可以表示为:I+j XQ = A(n) Xexp(2Jij Δ fn+θ(η));其中，Α(η)表示强度信号，所述Α(η)可通过对所述(I+j XQ)复数信号取模得到，所述A(n)经决策判决后便可以恢复出发送信息；Af表示相干外差检测的频率差值，θ(η)表示光源线宽，j表示-1的平方根，η表示采样点索引。
[0014]在上述技术方案中，所述上行信号的波长与所述本地震荡光源LO的波长相等。
[0015]在上述技术方案中，所述本地震荡光源LO与所述下行信号之间的频率差值大于信号带宽。
[0016]本发明还提供了一种基于双输出EAM的相干ONU实现单纤双向传输的方法，包括以下步骤:
[0017]上行信号由双输出电吸收调制器进行强度调制后，经所述双输出电吸收调制器的第一输出口输出；
[0018]所述双输出电吸收调制器的第二输出口输出用于相干外差检测的本地震荡光源L0；
[0019]下行信号经光纤传输至相干接收机；
[0020]所述相干接收机利用所述本地震荡光源LO对所述下行信号进行相干外差检测，并将得到的I路信号和Q路信号输出至数字信号处理芯片；
[0021]所述数字信号处理芯片通过相干数字包络检测算法对所述I路信号和所述Q路信号进行处理，恢复出所述下行信号。
[0022]在上述技术方案中，所述双输出电吸收调制器包括DBR有源区、第一部分透射DBR反射镜、电吸收调制区、电极、第一透镜、第二部分透射DBR反射镜以及第二透镜，
[0023]所述DBR有源区激发产生连续光波，其中一部分光波经所述第二部分透射DBR反射镜和所述第二透镜聚焦，作为所述本地震荡光源LO输出；
[0024]另一部分光波经所述第一部分透射DBR反射镜输出至所述电吸收调制区，调制电流经所述电极加载到光载波上，最后经所述第一透镜聚焦，作为所述上行信号输出。
[0025]在上述技术方案中，所述相干数字包络检测算法的具体步骤为:
[0026]所述数字信号处理芯片将所述I路信号和所述Q路信号组合，形成(I+jXQ)复数信号，所述(I+j XQ)复数信号可以表示为:I+j XQ = A(n) Xexp(2Jij Δ fn+0(n));其中，A(n)表示强度信号，Af表示相干外差检测的频率差值，θ(η)表示光源线宽，j表示-1的平方根，n表示采样点索引，对所述(I+j XQ)复数信号取模得到所述AU)，所述Α(η)经决策判决后便可以恢复出发送信息。
[0027]在上述技术方案中，所述上行信号的波长与所述本地震荡光源LO的波长相等。
[0028]在上述技术方案中，所述本地震荡光源LO与所述下行信号之间的频率差值大于信号带宽。
[0029]本发明提供的基于双输出EAM的相干ONU及其实现单纤双向传输的方法，通过双输出电吸收调制器能同时满足上行调制和下行接收，同时，通过相干数字包络检测算法对下行信号进行数字恢复处理，极大地克服了双输出电吸收调制器光源线宽较大与频率抖动对信号质量的影响，双输出电吸收调制器的成本低廉、尺寸小、功耗低，降低了相干无源光网络的建设成本。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例提供的基于双输出EAM的相干ONU的结构框图；
[0031 ]图2为本发明实施例提供的基于双输出EAM的相干ONU的工作原理图；
[0032]图3为本发明实施例提供的双输出电吸收调制器的原理图；
[0033]图4为本发明实施例提供的数字信号处理芯片通过相干数字包络检测算法对下行信号进行数字恢复的流程图；
[0034]图5为本发明实施例提供的一种基于双输出EAM的相干ONU实现单纤双向传输的方法流程图。
【具体实施方式】
[0035]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。
[0036]本发明实施例提供了一种基于双输出EAM的相干ONU，如图1所示，包括双输出电吸收调制器10、相干接收机20和数字信号处理芯片30，
[0037]上行信号由双输出电吸收调制器10进行强度调制后，经双输出电吸收调制器10的第一输出口输出，同时，双输出电吸收调制器10的第二输出口输出用于相干外差检测的本地震荡光源L0;
[0038]下行信号传输至相干接收机20，相干接收机20利用本地震荡光源LO对下行信号进行相干外差检测；
[0039]数字信号处理芯片30通过相干数字包络检测算法对相干外差检测所得的I路信号和Q路信号进行数字恢复处理。
[0040]如图2所示，为基于双输出EAM的相干ONU的工作原理图，