基于差分调制的光纤传输接收端和光纤通信系统技术方案

本申请公开了一种基于差分调制的光纤传输接收端和光纤通信系统，涉及光传输技术领域，所述系统的光纤传输接收端包括：差分相位解调模块，用于对接收到的光信号进行差分解调，得到差分相位信息，将解调后的光信号发送至PBS；PBS，用于对接收到的偏振复用光信号分离正交极化分量，得到X极化分量和Y极化分量；平衡检测模块，用于对PBS分离得到的X极化分量和Y极化分量进行平衡检测，并将光信号转换为电信号；模数转换模块，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号；数字信号处理模块，用于对模数转换模块采样得到的数字信号进行极化解复用。解决了现有技术中接收端体积大功耗较高的问题，达到了可以降低光纤传输接收端的体积、成本以及功耗的效果。成本以及功耗的效果。成本以及功耗的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于差分调制的光纤传输接收端和光纤通信系统


[0001]本专利技术涉及一种基于差分调制的光纤传输接收端和光纤通信系统，属于光传输


技术介绍

[0002]由于相干检测系统的高灵敏度、高频谱效率等优点，基于相干检测的偏振复用技术已在高性能长距离光传输系统中广泛商用。随着海量数字信息的需求不断增强，相干检测和偏振复用技术也将进一步应用于对成本和复杂度要求更严格的中短距传输系统。
[0003]相干检测需要在接收端有一个本振(E
LO
)用于信号的检测与解复用，如图1所示。然而在新型低成本低复杂度通信系统中(如中短距离光通信系统)由于所要求的成本和复杂度限制，不易使用窄线宽低频率漂移的激光器作为信号源和本振。
[0004]同源自零差相干检测(Self
‑
homodyne coherent detection，SHCD)系统，如图2所示，避免了在接收端使用本振激光器的要求，然而由于接收信号([E
s1
,E
s2
])和远端本振([E
LO1
,E
LO2
])传输中经历不同的偏振相关的效应(如偏振旋转)，使得接收端信号和本振的偏振态都不稳定，需要在光域(即光电探测前)对接收到的光信号进行基于光器件的信号处理来实现偏振旋转、跟踪、解复用等功能，然而光域的偏振跟踪速度较低。
[0005]现有的差分调制光纤传输系统中，发射端生成差分调制信号，经过光纤传输到接收端，在接收端进行差分解调。针对偏振复用差分调制系统的现有偏振解复用技术分为3种：1)如图3所示，在光域使用偏振控制器(PC)实现偏振旋转、跟踪、解复用等功能；2)如图4所示，利用光域一个偏振分束器(PBS)和两套差分解调模块得到两个偏振分量，再由模数转换器转为数字采样信号进行数字域偏振跟踪。3)如图5所示，利用一个差分解调模块同时解调正交偏振分量信号，在电域恢复正交偏振分量的信号。
[0006]对于第一种在光域进行偏振解复用的方案，通常需要在光域偏振控制模块之前对色散和偏振模色散进行补偿，而且光域的偏振跟踪速度较低。第二种偏振解复用方案需要两套差分解调模块分别对正交偏振分量进行解调，成本和功耗较高。第三种方案需要使用时分复用技术，在一个符号周期内的不同时间分布两个正交偏振分量，在电域恢复信号时需要2倍的符号速率才能将正交极化信号恢复，因此需要的模拟带宽将增加一倍。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种基于差分调制的光纤传输接收端和光纤通信系统，用于解决现有技术中存在的问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于差分调制的光纤传输接收端，所述光纤传输接收端包括：
[0010]差分相位解调模块、偏振分束器PBS、平衡检测模块、模数转换模块和数字信号处理模块；
[0011]所述差分相位解调模块，用于对接收到的光信号进行差分解调，得到差分相位信息，将解调后的光信号发送至所述PBS；
[0012]所述PBS，用于对解调后的光信号分离正交极化分量，得到X极化分量和Y极化分量；
[0013]所述平衡检测模块，用于对所述PBS分离得到的X极化分量和Y极化分量进行平衡检测，并将光信号转换为电信号；
[0014]所述模数转换模块，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号；
[0015]所述数字信号处理模块，用于对所述模数转换模块采样得到的数字信号进行极化解复用。
[0016]可选地，所述差分解调模块包括耦合器和延迟线干涉仪DLI。
[0017]可选地，所述平衡检测模块，用于对所述PBS分离得到的X极化分量和Y极化分量进行平衡检测，得到X极化的同向正交分量和Y极化的同向正交分量。
[0018]可选地，所述平衡检测模块输出的信号包括：
[0019]X极化的同向分量和正交分量：
[0020][0021]Y极化的同向分量和正交分量：
[0022][0023]其中，e
s
为当前时刻的极化状态，e'
s
为前一时刻的极化状态；e
s1
,e
s2
表示X极化和Y极化方向的单位向量；为X极化和Y极化所传递的差分相位信息；为所述差分解调模块上臂和下臂的相移。
[0024]可选地，所述平衡检测模块包括4个平衡检测单元，每个平衡检测单元用于输出所述X极化的同向正交分量和所述Y极化的同向正交分量中的一种。
[0025]可选地，所述模数转换模块包括4个模数转换单元，每个模数转换单元与一个平衡检测单元相连，用于将所述平衡检测单元输出的极化分量转换成数字信号；不同模数转换单元对应不同平衡检测单元。
[0026]可选地，所述PBS包括4个PBS单元；其中，2个PBS单元分别与用于输出同向分量的平衡检测单元相连，2个PBS单元分别与用于输出正交分量的平衡检测单元相连。
[0027]第二方面，提供了一种光纤通信系统，所述光纤通信系统包括光纤通信系统发送端和如第一方面所述的光纤传输接收端。
[0028]通过提供一种光纤传输接收端，该光纤传输接收端包括：差分相位解调模块、偏振分束器PBS、平衡检测模块、模数转换模块和数字信号处理模块；所述差分相位解调模块，用于对接收到的偏振复用光信号进行差分解调，得到差分相位信息，将解调后的偏振复用光信号发送至所述PBS；所述PBS，用于对接收到的偏振复用光信号分离正交极化分量，得到X
极化分量和Y极化分量；所述平衡检测模块，用于对所述PBS分离得到的X极化分量和Y极化分量进行平衡检测，并将光信号转换为电信号；所述模数转换模块，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号；所述数字信号处理模块，用于对所述模数转换模块采样得到的数字信号进行极化解复用。也即通过在PBS之前设置差分解调模块，进而在光域进行差分解调，之后再通过PBS分离正交偏振分量，可以减少1个差分解调模块的使用，而由于差分解调模块的成本较高且功耗较高，因此，本申请通过上述方案解决了现有技术中接收端体积大功耗较高的问题，达到了可以降低光纤通信系统接收端的体积、成本以及功耗的效果。
[0029]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0030]图1为现有方案中相干检测接收端的结构示意图；
[0031]图2为现有方案中SHCD系统接收端的结构示意图；
[0032]图3为现有方案中差分调制偏振解复用方法中接收端的一种可能的结构示意图；
[0033]图4为现有方案中差分调制偏振解复用方法中接收端的另一种可能的结构示意图；
[0034]图5为现有方案中差分调制偏振解复用方法中接收端的再一种可能的结构示意图；
[0035]图6为本专利技术一个实施例提供的光纤传输发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于差分调制的光纤传输接收端，其特征在于，所述光纤传输接收端包括：差分相位解调模块、偏振分束器PBS、平衡检测模块、模数转换模块和数字信号处理模块；所述差分相位解调模块，用于对接收到的光信号进行差分解调，得到差分相位信息，将解调后的光信号发送至所述PBS；所述PBS，用于对解调后的光信号分离正交极化分量，得到X极化分量和Y极化分量；所述平衡检测模块，用于对所述PBS分离得到的X极化分量和Y极化分量进行平衡检测，并将光信号转换为电信号；所述模数转换模块，用于将模拟信号转换为数字信号；所述数字信号处理模块，用于对所述模数转换模块采样得到的数字信号进行极化解复用。2.根据权利要求1所述的光纤传输接收端，其特征在于，所述差分解调模块包括耦合器和延迟线干涉仪DLI。3.根据权利要求1所述的光纤传输接收端，其特征在于，所述平衡检测模块，用于对所述PBS分离得到的X极化分量和Y极化分量进行平衡检测，得到X极化的同向正交分量和Y极化的同向正交分量。4.根据权利要求3所述的光纤传输接收端，其特征在于，所述平衡检测模块输出的信号包括：X极化的同向分量和正交分量：X极化的同向分量和正交分量：Y极化的同向分量和正交分量：Y极化的同向分量和正...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡轶，姜晨旭，田中星，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：