一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，属于通信技术领域，由光信号发生模块、模分复用模块、模式上下话路模块、模式解复用模块及光信号处理模块组成；其中，光信号发生模块的输出端口与模分复用模块的输入端口相连，模分复用模块接入模式上下话路模块，特定的下话路模式信号接入光信号处理模块，正常传输信号接入模式解复用模块的输入端口，经模式解复用后接入光信号处理模块的输入端口。本发明专利技术基于布拉格光栅自耦合反射特性，利用环形器单向导通特性，以实现特定传输模式信号的反射、下载及上传，由于布拉格光栅制备简单，成本较低，接入模分复用系统较简单，因此本发明专利技术具有成本较低、易于实现、性能优良等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置。

技术介绍

[0002]随着互联网行业的快速发展，各行各业的信息需求呈爆发式增长，数据量的增加对光纤通信网络的传输容量提出了更高的要求。然而，现有单模光纤的传输容量受到香农极限的限制，很快就会出现带宽枯竭的情况。少模光纤具有多个正交模式，每个模式都可以作为一个独立的信道进行信息传输。近年来发展迅速的模分复用技术可以使信息传输容量成倍增加。
[0003]模分复用系统在少模光纤中传输多种模式，在长途传输系统的传输过程中，通常需要在某个特定节点处从干线上下载一个模式携带的信息。类似地，信息也需要在特定节点上传至干线传输，即在节点实现特定模式的上下话路。现有的模分复用系统上下话路技术大致可分为空间光路型和片上波导型。空间光路型实现简单，但结构复杂，插入损耗大。片上波导可控性好、集成度高，但实现难度大。因此发展上下话路技术具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有模分复用系统上下话路技术中结构复杂，实现难度大等问题，本专利技术提出一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，具有结构简单，体积较小，成本与实现难度较低等优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，包括光信号发生模块、模分复用模块、模式上下话路模块3、模分解复用模块4及光信号处理模块组成，所述光信号发生模块包括第一光信号发生模块1及第二光信号发生模块6，所述模分复用模块包括第一模分复用模块2及第二模分复用模块7，所述光信号处理模块包括第一光信号处理模块5及第二光信号处理模块8；其中，第一光信号发生模块1的输出端口与第一模分复用模块2的输入端口相连接，第一模分复用模块2的输出端口与上下话路模块3的一个输入端口相连接，上下话路模块3的一个输出端口连接模式解复用模块4的输入端口，模式解复用模块4的输出端口与第一光信号处理模块5的输入端口连接；第二光信号发生模块6的输出端口与第二模分复用模块7的输入端口连接，第二模分复用模块7的输出端口与上下话路模块3的另一个输入端口连接，模式上下话路模块3的另一个输出端口与第二光信号处理模块8的输入端口连接。
[0007]进一步地，所述光信号发生模块由可调谐激光器11、电光调制器12及DAC13组成；所述可调谐激光器11的输出端口连接电光调制器12的第一输入端口121；DAC13的输出端口连接至电光调制器12的第二输入端口122；最终，经调制好的信号从电光调制器12的输出端口123输出，其中，输出激光波长可选为1550.52nm。
[0008]进一步地，所述模分复用模块由分束器21及模式转换器22组成；其中，分束器的输出端口21与模式转换器22的输入端口相连，经模式转换器实现模式的复用，其中，复用的模
式包括LP01、LP11、LP21等少模光纤中传输的模式。
[0009]进一步地，所述模式上下话路模块3由开关31、环形器32、布拉格光栅33及耦合器34连接组成，用于实现模分复用系统中的上下话路功能；当输入信号连接至开关31的输入端口时，选定模式为下话路时，开关31连接至第一输出端口311，与环形器32的第一端口321相连，选定模式信号经环形器的第二端口322入射至选定模式的布拉格光栅33的输入端口331，经布拉格光栅自耦合反射，将选定模式信号自耦合反射回环形器的第二端口322经环形器32的第三端口323出射，实现信号的下话路；同时，其他模式信号不受干扰正常从布拉格光栅33的输出端口332出射，正常传输；
[0010]选定模式为上话路时，连接至耦合器34的输入端口342，正常传输的其他模式信号连接至耦合器的第一输入端口341，经耦合器耦合后，信号从耦合器的输出端口343输出，实现选定模式信号的上话路；
[0011]若不需要进行特定模式的上下话路，开关连接至第二输出端口312，信号正常传输，不进行选定模式的上下话路。
[0012]进一步地，所述模式解复用模块4采用模式转换器41；其中，传输的模式复用信号经模式转换器41的输入端口入射，在模式转换器中完成模式的解复用，各模式通过模式转换器输出端口分别输出，实现模式的解复用。
[0013]进一步地，所述光信号处理模块由光电探测器51、示波器52、DSP53及可调谐激光器54组成；其中，带有模式信息的光信号经光电探测器51的第一输入端口511输入，同时，由于采用相干检测，可调谐激光器54输出一束本振光用于信号接收，输出光在光电探测器51的第二输入端口512输入，在光电探测器内完成信号的混频及相干接受，并转化为电信号，从光电探测器的输出端口513输出，从示波器52的输入端口输入，并将存储信息输入至DSP53的输入端口，实现信号的离线处理。
[0014]进一步地，所述DSP处理模块53包括正交化531、时钟恢复532、重采样533、信道均衡534、频偏补偿535及相偏补偿536；用于实现信号质量的提升及噪声与干扰的补偿，最后，经DSP处理后，完成信号接收。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0016]本专利技术提出一种基于少模光纤布拉格光栅的模式上下话路装置，采用光纤布拉格光栅并根据实际需要对其进行合理地设计，依靠其自耦合反射特性，将选定模式信号反射，可满足模分复用系统需求的模式上下话路功能，具有体积小、成本低、性能高且系统稳定等优点。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0018]图1为本专利技术的基于少模光纤布拉格光栅的模式上下话路装置的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的光信号发生模块结构示意图；
[0020]图3为本专利技术的模分复用模块结构示意图；
[0021]图4为本专利技术的模式上下话路模块结构示意图；
[0022]图5为本专利技术的模式解复用模块结构示意图；
[0023]图6为本专利技术的光信号处理模块结构示意图；
[0024]图7为本专利技术的DSP模块结构示意图；
[0025]图8为实例所述的基于少模光纤布拉格光栅的模式上下话路装置系统结构示意图；
[0026]图9为当信号速率为8Gbit/s的QPSK信号时，未经过CMA算法补偿前LP01(a)、LP11(b)、LP21(c)模式的星座图；
[0027]图10为当信号速率为8Gbit/s的QPSK信号时，经过CMA算法补偿后LP01(a)、LP11(b)、LP21(c)模式的星座图；
[0028]图中：光信号发生模块1、模分复用模块2、模式上下话路模块3、模分解复用模块4、光信号处理模块5、可调谐激光器11、电光调制器12、DAC13、电光调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，其特征在于，包括光信号发生模块、模分复用模块、模式上下话路模块(3)、模分解复用模块(4)及光信号处理模块组成，所述光信号发生模块包括第一光信号发生模块(1)及第二光信号发生模块(6)，所述模分复用模块包括第一模分复用模块(2)及第二模分复用模块(7)，所述光信号处理模块包括第一光信号处理模块(5)及第二光信号处理模块(8)；其中，第一光信号发生模块(1)的输出端口与第一模分复用模块(2)的输入端口相连接，第一模分复用模块(2)的输出端口与上下话路模块(3)的一个输入端口相连接，上下话路模块(3)的一个输出端口连接模式解复用模块(4)的输入端口，模式解复用模块(4)的输出端口与第一光信号处理模块(5)的输入端口连接；第二光信号发生模块(6)的输出端口与第二模分复用模块(7)的输入端口连接，第二模分复用模块(7)的输出端口与上下话路模块(3)的另一个输入端口连接，模式上下话路模块(3)的另一个输出端口与第二光信号处理模块(8)的输入端口连接。2.如权利要求1所述的一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，其特征在于，所述光信号发生模块由可调谐激光器(11)、电光调制器(12)及DAC(13)组成；所述可调谐激光器(11)的输出端口连接电光调制器(12)的第一输入端口(121)；DAC(13)的输出端口连接至电光调制器(12)的第二输入端口(122)；最终，经调制好的信号从电光调制器(12)的输出端口(123)输出，其中，输出激光波长为1550.52nm。3.如权利要求1所述的一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，其特征在于，所述模分复用模块由分束器(21)及模式转换器(22)组成；其中，分束器的输出端口(21)与模式转换器(22)的输入端口相连，经模式转换器实现模式的复用，其中，复用的模式包括LP01、LP11、LP21等少模光纤中传输的模式。4.如权利要求1所述的一种基于布拉格光栅的模式上下话路装置，其特征在于，所述模式上下话路模块(3)由开关(31)、环形器(32)、布拉格光栅(33)及耦合器(34)连接组成，用于实现模分复用系统中的上下话路功能；当输入信号连接至开关(31)的输入端口时，选定模式为下...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贵军，李修全，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：