降低模拟光纤链路噪声系数的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种降低模拟光纤链路噪声系数的方法与装置，包括如下步骤:至少两种不同波长的激光经过相同的调制后，分别被对应的光探测器接收并解调还原为电信号；然后将模拟信号转换为数字信号并进入互相关处理系统进行互相关处理；将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，降低模拟光纤链路的噪声系数；最后再转换成模拟信号输出。本发明专利技术通过引入双激光器‑双光探测器结构，采用互相关技术对接收信号进行互相关处理，使得“相关”的有用信号得到加强；“非相关”的寄生噪声得到消弱，最终降低光纤链路的噪声系数。本发明专利技术亦可用于输入为数字信号，则直接进行互相关处理而无须进行“模/数”与“数/模”转换。

Method and apparatus for reducing noise coefficient of analog optical fiber link

The invention discloses a device and a method for reducing the noise coefficient of analog optical link, which comprises the following steps: at least two different wavelengths of laser through the same modulation after reduction by corresponding light detectors respectively for receiving and demodulating signal; then converts the analog signal to digital signal and enters the cross-correlation processing system for each other correlation; some signals are strengthened, the electrical signal is not related to part of the simulated noise coefficient weakened, fiber link is reduced; and finally converted into analog signal output. The invention uses double laser double optical detector structure, correlation processing of the received signal using the cross-correlation technology, making the \useful signal correlation\ has been strengthened; \parasitic uncorrelated noise\ has weakened, and ultimately reduce the noise coefficient of fiber link. The invention can also be used for the input of digital signals, and then the cross correlation processing is carried out directly without the need of \mode / number\ and \number / mode\ conversion.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子
，尤其涉及一种降低模拟光纤链路噪声系数的方法与装置。
技术介绍
名词解释：在信号处理领域中，互相关(有时也称为“互协方差”)是用来表示两个信号之间相似性的一个度量，通常通过与已知信号比较用于寻找未知信号中的特性。它是两个信号之间相对于时间的一个函数，有时也称为滑动点积，是通信、模式识别以及密码分析学等领域常用的一种数字信号处理方式。传统微波链路是许多商用与军用通信系统的重要组成部分，能在航空航天、雷达、电子战、高频通信、遥感遥测以及精确测量等领域得到广泛地应用。然而，随着传输距离的增加，电缆与波导等传统传输介质的插入损耗迅速增加，特别在微波、毫米波频段，大插损的瓶颈对微波链路的限制越来越明显,典型同轴电缆在X波段损耗要高于1.8dB/m(1.8×103dB/Km)，而商用SMF-28通信光纤在1.5um波长处损耗仅接近0.2dB/Km。模拟光纤链路是解决传统微波链路大插损瓶颈的最佳方式，特别适合于长距离传输。典型的强度调制-直接解调(Intensity Modulation–Direct Demodulation，IM-DD)光链路已经在雷达、电子战、精确测量等领域得到广泛应用。其基本原理在于：输入端电信号对光强度进行调制，已调光信号通过光纤传送到接收端，然后通过光电探测器进行平方律检波还原该电信号。由于光纤的低损耗，采用光纤链路来传送或者处理电信号时能够克服传统微波链路大插损的缺点。不仅如此，光链路还具有体积轻、抗电磁干扰等优点，具有光明的应用前景。模拟光纤链路是将电信号转换成光信号之后，再采用低损耗光纤传输，最后再通过光电探测器还原电信号，属于典型的有源模块，势必会引入噪声，所以，降低链路的噪声系数是光纤链路应用的重要前提。传统降低噪声系数的方法局限于优化激光器的强度、电光调制器的半波电压与偏置电压等模块参数，又或是更换更高性能指标的模块；本专利技术采用互相关技术，能从本质上抵消链路的噪声，最终降低链路的噪声系数。不仅如此，该方法还可兼容其它传统方法应用，进一步降低噪声系数。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种降低模拟光纤链路噪声系数的方法与装置。本专利技术通过引入双激光器-双光探测器结构，采用互相关技术对接收信号进行互相关处理，使得“相关”的有用信号得到加强；“非相关”的寄生噪声得到消弱，最终降低光纤链路的噪声系数。为达到上述技术效果，本专利技术的技术方案是：一种降低模拟光纤链路噪声系数的方法，包括如下步骤：至少两种不同波长的激光经过相同的调制后，分别被对应的光探测器接收并解调还原为电信号，如输入为模拟信号,则将模拟信号转化为数字信号后进行互相关处理，将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，降低模拟光链路的噪声系数，最后再进行数/模转换后输出；如输入为数字信号，则直接进行互相关处理而无须进行“模/数”与“数/模”转换，将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，最终提高数字光纤链路的信噪比。进一步的改进，所述互相关处理由互相关处理系统进行；若输入电信号为模拟信号，则互相关处理系统包括分别与光探测器连接的模/数转换器，模/数转换器将模拟信号转化为数字信号后输入数字信号处理器进行互相关处理，然后再通过数/模转换器实现信号输出；若输入电信号为数字信号则互相关处理系统为数字信号处理器。进一步的改进，所述激光由激光器发出，所述激光器包括第一激光器和第二激光器，第一激光器和第二激光器分别发射不同单色光波长的激光，激光通过偏振控制器控制偏振方向输入至电光调制器中，为电光调制器提供两不同单波长激光光源；光源被通过放大器的输入电信号进行幅度调制后通过光纤分别传递到第一光探测器和第二光探测器解调还原为电信号，形成双激光器-双光探测器结构；双激光器-双光探测器结构与互相关处理系统相连；若电信号为模拟信号，则互相关处理系统包括与第一光探测器相连的第一模/数转换器和与第二光探测器相连的第二模/数转换器，第一模/数转换器和第二模/数转换器将模拟信号转化为数字型号后输入数字信号处理器，进行互相关处理，将两种电信号中相关的部分进行加强，将两种电信号中不相关的部分进行削弱，然后再通过数/模转换器实现信号输出；若电信号为数字信号，互相关处理系统为数字信号处理器，数字信号处理器将两种数字信号中相关的部分进行加强，将两种电信号中不相关的部分进行削弱，然后实现信号输出。一种降低模拟光纤链路噪声系数的装置，包括至少两个发射不同单色光波长的激光器和分别与激光器对应的光探测器；光探测器连接有互相关处理系统。进一步的改进，所述激光器包括并联的第一激光器和第二激光器；第一激光器和第二激光器发射的激光通过偏振控制器控制偏振方向输入至电光调制器，电光调制器连接有放大器，电光调制器通过光纤连接与第一激光器配合的第一光探测器和与第二激光器配合的第二光探测器，形成双激光器-双光探测器结构，双激光器-双光探测器结构连接有互相关处理系统。进一步的改进，所述互相关处理系统包括分别与光探测器相连的模/数转换器，模/数转换器连接数字信号处理器，数字信号处理器连接数/模转换器实现信号输出。进一步的改进，所述模/数转换器为高频模/数转换器，所述数/模转换器为高频数/模转换器。进一步的改进，所述互相关处理系统为数字信号处理器。进一步的改进，所述激光器均连接有可调光衰减器。本专利技术的技术方案在于：通过引入双激光器-双光探测器结构，采用互相关技术对接收信号进行互相关处理，使得“相关”的有用信号得到加强；“非相关”的寄生噪声得到消弱，最终降低模拟光纤链路的噪声系数。本专利技术的有益特点在于：通过互相关信号处理方式，从本质上抵消光纤链路的寄生噪声，最终实现降低链路噪声系数的效果；不仅如此，本专利技术所涉技术能够兼容传统优化链路噪声系数的方案，突破传统方案的技术瓶颈。附图说明图1是商用模拟光纤链路的基本结构；图2是偏置电压优化链路的噪声系数；图3是调整光功率大小优化链路的噪声系数；图4是调整前置低噪放增益优化链路的噪声系数；图5是本专利技术所涉采用互相关技术优化链路噪声系数的结构图；图6是互相关次数对链路噪声系数的影响。具体实施方式以下通过具体实施方式并且结合附图对本专利技术的技术方案作具体说明。实施例1参照图1，示出商用模拟光纤链路的基本结构。链路主要包括一个激光器1，提供被调制光源；一个偏振控制器2，用于控制激光的偏振方向；一个电光调制器3，实现微波-光转换；一个放大器4(优选低噪音放大器)，用于放大输入信号、级联光纤链路(即光纤5)，降低整个链路的噪声系数；一个光电探测器6，实现光-微波转换。通过电光调制器将电信号调制到光载波的幅度上，在光纤中传输后在光电探测器输出端还原成电信号。对于典型的强度调制-直接解调微波光链路，其噪声系数可表示为 F = 1 + k B T + 2 qI d c 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低模拟光纤链路噪声系数的方法，其特征在于，包括如下步骤：至少两种不同波长的激光经过相同的调制后，分别被对应的光探测器接收并解调还原为电信号，如输入为模拟信号,则将模拟信号转化为数字信号后进行互相关处理，将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，降低模拟光链路的噪声系数，最后再进行数/模转换后输出；如输入为数字信号，则直接进行互相关处理而无须进行“模/数”与“数/模”转换，将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，最终提高数字光纤链路的信噪比。

【技术特征摘要】
1.一种降低模拟光纤链路噪声系数的方法，其特征在于，包括如下步骤：至少两种不同波长的激光经过相同的调制后，分别被对应的光探测器接收并解调还原为电信号，如输入为模拟信号,则将模拟信号转化为数字信号后进行互相关处理，将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，降低模拟光链路的噪声系数，最后再进行数/模转换后输出；如输入为数字信号，则直接进行互相关处理而无须进行“模/数”与“数/模”转换，将电信号中相关的部分进行加强，将电信号中不相关的部分进行削弱，最终提高数字光纤链路的信噪比。2.如权利要求1所述的降低模拟光纤链路噪声系数的方法，其特征在于，所述互相关处理由互相关处理系统进行；若输入电信号为模拟信号，则互相关处理系统包括分别与光探测器连接的模/数转换器，模/数转换器将模拟信号转化为数字信号后输入数字信号处理器(7)进行互相关处理，然后再通过数/模转换器(8)实现信号输出；若输入电信号为数字信号则互相关处理系统为数字信号处理器(7)。3.如权利要求2所述的降低模拟光纤链路噪声系数的方法，其特征在于，所述激光由激光器发出，所述激光器包括第一激光器(11)和第二激光器(12)，第一激光器(11)和第二激光器(12)分别发射不同单色光波长的激光，激光通过偏振控制器(2)控制偏振方向输入至电光调制器(3)中，为电光调制器(3)提供两不同单波长激光光源；光源被通过放大器(4)的输入电信号进行幅度调制后通过光纤(5)分别传递到第一光探测器(61)和第二光探测器(62)解调还原为电信号，形成双激光器-双光探测器结构；双激光器-双光探测器结构与互相关处理系统相连；若电信号为模拟信号，则互相关处理系统包括与第一光探测器(61)相连的第一模/数转换器(91)和与第二光探测器(62)相连的第二模/数转换器(92)，第一模/数转换器(91)和第二模...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊，李祖林，姚胜兴，王小虎，刘海波，张啸宇，胡昭，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43