CN105515679B - 基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法 - Google Patents

基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105515679B
CN105515679B CN201510870022.8A CN201510870022A CN105515679B CN 105515679 B CN105515679 B CN 105515679B CN 201510870022 A CN201510870022 A CN 201510870022A CN 105515679 B CN105515679 B CN 105515679B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
dual output
light source
relevant
roads
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510870022.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105515679A (zh
Inventor
胡荣
李淼峰
黎偲
杨奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd filed Critical Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd
Priority to CN201510870022.8A priority Critical patent/CN105515679B/zh
Publication of CN105515679A publication Critical patent/CN105515679A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105515679B publication Critical patent/CN105515679B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/64—Heterodyne, i.e. coherent receivers where, after the opto-electronic conversion, an electrical signal at an intermediate frequency [IF] is obtained
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27—Arrangements for networking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/615—Arrangements affecting the optical part of the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q11/0067—Provisions for optical access or distribution networks, e.g. Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON), ATM-based Passive Optical Network (A-PON), PON-Ring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于双输出EAM的相干ONU及其实现单纤双向传输的方法，该方法包括：上行信号由双输出电吸收调制器进行强度调制，经其第一输出口输出；第二输出口输出本地震荡光源LO；下行信号经光纤传输至相干接收机；相干接收机利用本地震荡光源LO对下行信号进行相干外差检测；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处理。本发明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，通过相干数字包络检测算法进行数字恢复处理，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成本低廉、尺寸小、功耗低，降低了相干无源光网络建设成本。

Description

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
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 AbsorptionModulator，电吸收调制器)的相干ONU(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
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***即相干无源光网络***，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ONU，作为相干无源光网络***的重要组成部分，其成本是影响相干无源光网络***的关键因素。
目前，相干无源光网络***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SOHO用户提供1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***难以接受价格昂贵的窄线宽激光器以及外部调制技术。
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
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。
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，
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；
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；
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。
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，
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；
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。
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×Q)复数信号，所述(I+j×Q)复数信号可以表示为：I+j×Q＝A(n)×exp(2πjΔfn+θ(n))；其中，A(n)表示强度信号，所述A(n)可通过对所述(I+j×Q)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；Δf表示相干外差检测的频率差值，θ(n)表示光源线宽，j表示-1的平方根，n表示采样点索引。
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。
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。
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：
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；
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LO；
下行信号经光纤传输至相干接收机；
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，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；
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。
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，
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；
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。
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：
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×Q)复数信号，所述(I+j×Q)复数信号可以表示为：I+j×Q＝A(n)×exp(2πjΔfn+θ(n))；其中，A(n)表示强度信号，Δf表示相干外差检测的频率差值，θ(n)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×Q)复数信号取模得到所述A(n)，所述A(n)经决策判决后便可以恢复出发送信息。
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。
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。
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
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；
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；
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；
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；
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
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。
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，
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LO；
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；
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。
如图2所示，为基于双输出EAM的相干ONU的工作原理图，上行信号的波长与本地震荡光源LO的波长相等，本地震荡光源LO与下行信号之间的频率差值大于信号带宽，因此可以有效地避免上行信号和下行信号在传输过程中产生的瑞丽反向散射(RayleighBackscattering)干扰。
如图3所示，为双输出电吸收调制器10的原理图，双输出电吸收调制器10包括：DBR有源区101、第一部分透射DBR反射镜102、电吸收调制区103、电极104、第一透镜105、第二部分透射DBR反射镜106以及第二透镜107。DBR有源区101激发产生连续光波，其中一部分光波经第二部分透射DBR反射镜106、第二透镜107聚焦形成第二输出口的连续光波，作为本地震荡光源LO输出；另一部分光波经第一部分透射DBR反射镜102输出至电吸收调制区103，调制电流经电极104加载到光载波上，最后经第一透镜105聚焦形成第一输出口的调制光波，作为上行信号输出。
如图4所示，为数字信号处理芯片30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，数字信号处理芯片30将I路信号和Q路信号组合，形成(I+j×Q)复数信号，(I+j×Q)复数信号可以表示为：I+j×Q＝A(n)×exp(2πjΔfn+θ(n))；其中，A(n)表示强度信号，A(n)可通过对(I+j×Q)复数信号取模得到，A(n)经决策判决后便可以恢复出发送信息；Δf表示相干外差检测的频率差值，θ(n)表示光源线宽，j表示-1的平方根，n表示采样点索引。通过相干数字包络检测算法，(I+j×Q)复数信号所包含的频率差值以及线宽信息均在取模过程中去掉，因此该方法对频率扰动和高线宽具有很强的鲁棒性。
本发明实施例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，如图5所示，包括以下步骤：
步骤101、上行信号由双输出电吸收调制器进行强度调制后，经双输出电吸收调制器的第一输出口输出。
步骤102、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LO。
步骤103、下行信号经光纤传输至相干接收机。
步骤104、相干接收机利用本地震荡光源LO对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。
步骤105、数字信号处理芯片通过相干数字包络检测算法对I路信号和Q路信号进行处理，恢复出下行信号。
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。

Claims (8)

1.基于双输出EAM的相干ONU，包括相干接收机和数字信号处理芯片，其特征在于，还包括双输出电吸收调制器，
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；
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；
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；
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，
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形成第二输出口的连续光波，作为所述本地震荡光源LO输出；
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形成第一输出口的调制光波，作为所述上行信号输出。
2.如权利要求1所述的基于双输出EAM的相干ONU，其特征在于，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×Q)复数信号，所述(I+j×Q)复数信号可以表示为：I+j×Q＝A(n)×exp(2πjΔfn+θ(n))；其中，A(n)表示强度信号，所述A(n)可通过对所述(I+j×Q)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；Δf表示相干外差检测的频率差值，θ(n)表示光源线宽，j表示-1的平方根，n表示采样点索引。
3.如权利要求1所述的基于双输出EAM的相干ONU，其特征在于，所述上行信号的波长与所述本地震荡光源LO的波长相等。
4.如权利要求1所述的基于双输出EAM的相干ONU，其特征在于，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。
5.一种基于双输出EAM的相干ONU实现单纤双向传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：
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；
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LO；
下行信号经光纤传输至相干接收机；
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，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；
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；
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，
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形成第二输出口的连续光波，作为所述本地震荡光源LO输出；
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形成第一输出口的调制光波，作为所述上行信号输出。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述相干数字包络检测算法的具体步骤为：
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×Q)复数信号，所述(I+j×Q)复数信号可以表示为：I+j×Q＝A(n)×exp(2πjΔfn+θ(n))；其中，A(n)表示强度信号，Δf表示相干外差检测的频率差值，θ(n)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×Q)复数信号取模得到所述A(n)，所述A(n)经决策判决后便可以恢复出发送信息。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述上行信号的波长与所述本地震荡光源LO的波长相等。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，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。
CN201510870022.8A 2015-12-01 2015-12-01 基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法 Active CN105515679B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510870022.8A CN105515679B (zh) 2015-12-01 2015-12-01 基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510870022.8A CN105515679B (zh) 2015-12-01 2015-12-01 基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105515679A CN105515679A (zh) 2016-04-20
CN105515679B true CN105515679B (zh) 2018-01-23

Family

ID=55723382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510870022.8A Active CN105515679B (zh) 2015-12-01 2015-12-01 基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105515679B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761373A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 北京邮电大学 一种实现相干接收的高速大容量无源光网络***及方法
CN103095623B (zh) * 2011-10-27 2015-07-01 武汉邮电科学研究院 调制设备和方法以及解调设备和方法
CN104010233B (zh) * 2014-05-15 2018-02-09 北京大学 一种基于rsoa的偏振复用相干检测无源光网络

Also Published As

Publication number Publication date
CN105515679A (zh) 2016-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10972189B2 (en) Long-haul high rate quantum key distribution
CN101467369B (zh) 用于接通和/或断开拉曼泵浦激光器的方法和设备
JP5598168B2 (ja) 光ネットワークシステムおよび光多重装置
WO2003026166A2 (en) A method and system for free-space communication
Kaszubowska et al. Remote downconversion with wavelength reuse for the radio/fiber uplink connection
Ciaramella et al. 1.28-Tb/s (32$\times $40 Gb/s) Free-Space Optical WDM Transmission System
CN106788704A (zh) 基于同步序列的少模光纤模间延时的测量***及方法
CN112532325A (zh) 一种多维复用的光子太赫兹通信***
US6941076B1 (en) Tone modulation for out-of-band communication in a free-space optical communication link
CN107634814A (zh) 一种自零差检测模分复用***中载波路串扰的消除方法
Mirza et al. A high bit rate free space optics based ring topology having carrier‐less nodes
Niu et al. Terrestrial coherent free-space optical communication systems
JP2004530375A (ja) 非強度変調された波長分割多重化（ｗｄｍ）信号の多重化を解除する方法呼びシステム
CN103051375B (zh) 无线激光通信外差检测***及其检测方法
Joseph et al. Performance analysis and optimization of radio over fiber link
CN208723903U (zh) 一种基于PAM4调制的400Gbit/s EML光收发模块
Nguyen et al. Performance enhancement of HAP-based relaying M-PPM FSO system using spatial diversity and heterodyne detection receiver
CN105515679B (zh) 基于双输出eam的相干onu及其实现单纤双向传输的方法
Khan et al. FSO communication: benefits, challenges and its analysis in DWDM communication system
Patnaik et al. Optimized hybrid optical communication system for first mile and last mile problem solution of today's optical network
CN105553555B (zh) 基于直调激光器的相干pon***的onu及其信号接收方法
JP3913547B2 (ja) 光変調装置およびそれを用いた光信号と電波信号との変換装置
Xiaohong et al. 100G transport systems: Technology bench-mark testing in China and evolution to Terabit/s interfaces
Cao et al. Performance analysis of IM, DPSK and DQPSK payload signals with frequency swept coherent detected spectral amplitude code labelling
CN208986943U (zh) 自由空间光通信串并行组合中继装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 430074, No. 88, postal academy road, Hongshan District, Hubei, Wuhan

Patentee after: Wuhan post and Telecommunications Science Research Institute Co., Ltd.

Address before: 430074, No. 88, postal academy road, Hongshan District, Hubei, Wuhan

Patentee before: Wuhan Inst. of Post & Telecom Science