光毫米波系統(tǒng)中的一種遠程高頻微波振蕩源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了光毫米波系統(tǒng)中的一種遠程高頻微波振蕩源。DFB激光分路90%的部分經(jīng)偏振控制器進入40G調(diào)制器，10Gbit/sNRZ數(shù)據(jù)經(jīng)由SHF803P放大后進入40G調(diào)制器，激光被數(shù)據(jù)強度調(diào)制產(chǎn)生高速率寬帶調(diào)制光；該光經(jīng)摻鉺光纖放大器放大后進入XTM50濾波得到多倍時鐘光譜，該光譜與10%的DFB激光合路得到高頻微波振蕩源光譜；經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器放大后的光譜進入近色散平坦光纖組傳輸?shù)竭_遠程基站形成遠程高頻微波振蕩源，拍頻后形成的電信號可替代光毫米波上行系統(tǒng)中的電本振源；采用了后向拉曼放大；AQ6319、E4440A分別測量信號光譜、電譜特性；本方法可作為研究高比特率光毫米波系統(tǒng)的重要參考，可應(yīng)用于微波光子學、光纖通信等領(lǐng)域。
【專利說明】光毫米波系統(tǒng)中的一種遠程高頻微波振蕩源
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光毫米波系統(tǒng)中的一種遠程高頻微波振蕩源，可應(yīng)用于微波光子學、光纖通信、無線光纖接入等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，大數(shù)據(jù)、移動話務(wù)、寬帶流媒體等各種業(yè)務(wù)不斷劇增，高速率大容量無線通信需求日益增加。為了實現(xiàn)無線寬帶通信，必然要提高其工作頻率。然而，目前國內(nèi)外的大多數(shù)無線業(yè)務(wù)都集中在3GHz以下，并且現(xiàn)有的低頻段頻率資源幾乎都已經(jīng)被占用，對于3GHz以上的頻率資源(如40GHz、60GHz) —般較少應(yīng)用到商用系統(tǒng)，大多應(yīng)用于實驗研究。如果能充分利用這一頻段窗口商用通信，不但能充分利用現(xiàn)有頻譜資源，而且還可以實現(xiàn)超寬帶的無線接入。但是，隨著無線寬帶通信工作頻率的提高，高層建筑物、高山等復雜地理環(huán)境對電磁波的反射和屏蔽作用以及大氣中由于吸收和反射引起的損耗等逐漸增加，并使得無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)變得復雜。為解決上述問題，將光纖通信技術(shù)和高頻無線接入融合起來的光毫米波通信技術(shù)Radio-over-Fiber (RoF)應(yīng)需而生。目前，光毫米波產(chǎn)生、傳輸與接收技術(shù)作為一種新興發(fā)展起來的通信技術(shù)已經(jīng)成為實現(xiàn)超寬帶接入的研究熱點。
[0003]光毫米波的產(chǎn)生、傳輸與接收技術(shù)是實現(xiàn)高性能通信的重要技術(shù)。然而，光毫米波上行子系統(tǒng)中通常都不得不引入一個昂貴的電高頻本振源(如40GHz、60GHz)，若能采取有效措施替代電高頻本振源將是該系統(tǒng)很大的進步。鑒于光毫米波系統(tǒng)對器件性能參量、光纖參量等要求苛刻，目前光毫米波產(chǎn)生實驗技術(shù)中，大多采用數(shù)據(jù)較低速率情況，如5Gbit / s及其以下。然而，我國幅員遼闊、人口眾多，信息通信需求迅猛增長，高速率光毫米波的通信需求變得日益迫切。由此可見，創(chuàng)新性地解決電高頻本振源的替代問題和實現(xiàn)聞速率是光暈米波研究的關(guān)鍵所在。
[0004]專利申請內(nèi)容
[0005]在光毫米波高速率需求日益迫切情況下，針對上述光毫米波研究中的問題，在40GHzUOGbit / s高速率光毫米波系統(tǒng)中，本發(fā)明提出了一種遠程高頻微波振蕩源，以替代高速率光毫米波上行系統(tǒng)中的電高頻本振源。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]針對40GHz、IOGbit / s高速率光毫米波系統(tǒng)，本發(fā)明提出了一種遠程高頻微波振蕩源方法與裝置，擬采用的技術(shù)方案:窄線寬DFB激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)10:90分路器分路后，其中90%的激光經(jīng)光偏振控制器進入40G高速寬帶調(diào)制器，安捷倫43Gbit / s誤碼儀81250輸出的IOGbit / s高速率NRZ偽隨機脈沖序列數(shù)據(jù)信號經(jīng)由寬帶電放大器SHF803P放大后同時進入40G高速寬帶調(diào)制器，窄線寬激光被數(shù)據(jù)強度調(diào)制產(chǎn)生高速率寬帶調(diào)制光，這里產(chǎn)生的高速率寬帶調(diào)制光可分路作為下行光毫米波信號的部分即同時產(chǎn)生光毫米波與微波振蕩源，但我們這里僅討論產(chǎn)生微波振蕩源情況；高速率寬帶調(diào)制光經(jīng)17dBm摻鉺光纖放大器放大后進入光濾波器XTM50，濾波后得到40GHz多倍時鐘光譜，該時鐘光譜與分路器分出的10%的激光光譜經(jīng)1:99合路器合路后得到高頻微波振蕩源信號光譜，其中時鐘光譜由99%端口進入合路器；高頻微波振蕩源的光譜經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器放大后進A 70GHz光電探測器拍頻得到電的高頻微波振蕩源信號；該微波振蕩源信號經(jīng)寬帶電放大器SHF806E放大后進入混頻器11970U進行混頻，最后由電譜儀E4440A測量分析電譜性能；其中，KPS摻鉺光纖放大器及其光路環(huán)節(jié)可使用光譜分析儀AQ6319對信號的光譜性能進行測量。
[0008]經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器放大后的高頻微波振蕩源信號光譜進入近色散平坦光纖組傳輸84.7km到達遠程基站形成遠程高頻微波振蕩源，在遠程基站拍頻后形成的電信號可替代高速率光毫米波上行系統(tǒng)中的電高頻本振源；為了保證信號傳輸質(zhì)量，拉曼泵浦源產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)波分復用器進入光纖組對高頻微波振蕩源信號進行后向拉曼放大；之后，遠程高頻微波振蕩源信號進入電譜性能測量環(huán)節(jié)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]在40GHz、IOGbit / s高速率光毫米波系統(tǒng)中，本發(fā)明提出了一種遠程高頻微波振蕩源；采用同一個DFB激光光源產(chǎn)生高速率光毫米波與遠程高頻微波振蕩源，可有效抑制相位噪聲；采用的DFB激光具有窄線寬、高邊模抑制比特性，可有效抑制強度噪聲；采用誤碼儀81250輸出的IOGbit / s高速率數(shù)據(jù)通過一個寬帶調(diào)制器去強度調(diào)制DFB窄線寬激光可提高數(shù)據(jù)速率。與采用射頻和基帶信號分別調(diào)制相位和強度的兩種產(chǎn)生光毫米波方法相比，本發(fā)明能夠同時產(chǎn)生高速率光毫米波與遠程高頻微波振蕩源，光毫米波系統(tǒng)中遠程高頻微波振蕩源產(chǎn)生方案新穎、簡單可行、能有效抑制噪聲。本專利方法與裝置可作為探索研究高比特率光毫米波系統(tǒng)的重要參考，可應(yīng)用于微波光子學、光纖通信等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是40GHz、IOGbit / s高速率光毫米波系統(tǒng)中的一種遠程高頻微波振蕩源產(chǎn)生與測量圖。圖1中，I是窄線寬DFB激光器，2是10:90分路器，3是光偏振控制器，4是40G高速寬帶調(diào)制器，5是安捷倫43Gbit / s誤碼儀81250，6是寬帶電放大器SHF803P，7是17dBm摻鉺光纖放大器，8是光濾波器XTM50，9是1:99合路器，10是KPS摻鉺光纖放大器，11是70GHz光電探測器，12是寬帶電放大器SHF806E，13是混頻器11970U，14是電譜儀E4440A, 15是光譜分析儀AQ6319 ;電譜儀E4440A測量信號電譜性能；光譜分析儀AQ6319對信號的光譜性能進行測量，可采用光纖跳線直接接入。
[0012]圖2是高頻微波振蕩源遠程傳輸及其測量圖，圖2中(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)與圖1中的各個器件一致，與圖1銜接。圖2中16是近色散平坦光纖組(先G655光纖，后接色散平坦光纖)，17是拉曼泵浦源，18是波分復用器。
[0013]圖3是KPS摻鉺光纖放大器放大后的高頻微波振蕩源光譜。
[0014]圖4是KPS摻鉺光纖放大器放大后的高頻微波振蕩源光譜經(jīng)84.7km近色散平坦光纖組傳輸與拉曼放大后的光譜。
[0015]圖5是與圖3光譜對應(yīng)的高頻微波振蕩源電譜。
[0016]圖6是與圖4光譜對應(yīng)的高頻微波振蕩源電譜。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施對本發(fā)明進一步說明。[0018]圖1所示，窄線寬DFB激光器⑴產(chǎn)生的激光經(jīng)10:90分路器⑵分路后，其中90%的激光經(jīng)光偏振控制器(3)進入40G高速寬帶調(diào)制器(4)，安捷倫43Gbit / s誤碼儀81250 (5)輸出的IOGbit / s高速率NRZ偽隨機脈沖序列數(shù)據(jù)信號經(jīng)由寬帶電放大器SHF803P(6)放大后同時進入40G高速寬帶調(diào)制器(4)，窄線寬激光被數(shù)據(jù)強度調(diào)制產(chǎn)生高速率寬帶調(diào)制光，這里產(chǎn)生的高速率寬帶調(diào)制光可分路作為下行光毫米波信號的部分即同時產(chǎn)生光毫米波與微波振蕩源，但我們這里僅討論產(chǎn)生微波振蕩源情況；高速率寬帶調(diào)制光經(jīng)17dBm摻鉺光纖放大器(7)放大后進入光濾波器XTM50 (8)，濾波后得到40GHz多倍時鐘光譜，該時鐘光譜與分路器分出的10%的激光光譜經(jīng)1:99合路器(9)合路后得到高頻微波振蕩源信號光譜，其中時鐘光譜由99%端口進入合路器；高頻微波振蕩源的光譜經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器(10)放大后進入70GHz光電探測器(11)拍頻得到電的高頻微波振蕩源信號；該微波振蕩源信號經(jīng)寬帶電放大器SHF806E(12)放大后進入混頻器11970U(13)進行混頻，后由電譜儀E4440A(14)測量分析高頻微波振蕩源信號光譜傳輸前的電譜性能；其中，KPS摻鉺光纖放大器(10)及其光路環(huán)節(jié)可直接采用光纖跳線連接光譜分析儀AQ6319(15)對信號的光譜性能進行測量。
[0019]圖2所示，圖中(10)、(11)、(12)、(13)、(14)與圖1中的各個器件一致，與圖1銜接。經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器(10)放大后的高頻微波振蕩源信號光譜進入近色散平坦光纖組(16)傳輸84.7km到達遠程基站形成遠程高頻微波振蕩源，在遠程基站拍頻后形成的電信號可替代高速率光毫米波上行系統(tǒng)中的電高頻本振源；為了保證信號傳輸質(zhì)量，拉曼泵浦源(17)產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)波分復用器(18)進入光纖組對高頻微波振蕩源信號進行后向拉曼放大；之后，遠程高頻微波振蕩源信號進入電譜性能測量環(huán)節(jié)(11-14)。
[0020]圖3是KPS摻鉺光纖放大器放大后的高頻微波振蕩源光譜。這兩個波長的光波由同一個激光器產(chǎn)生，可有效抑制相位噪聲；圖中可見，濾波得到的時鐘譜中心波長1949.608nm,時鐘譜高達29dB，譜線較光滑，關(guān)于時鐘譜中心有較好的對稱性。窄線寬DFB激光器產(chǎn)生的激光分路后的光譜依舊保持原有特性，比時鐘譜稍高12.7dB。
[0021]圖4是KPS摻鉺光纖放大器放大后的高頻微波振蕩源光譜經(jīng)84.7km近色散平坦光纖組傳輸與拉曼放大25dBm后的光譜。高頻微波振蕩源光譜傳輸后雖然光功率有所減小，但依丨日具有較好的光譜特性。
[0022]圖5是與圖3光譜對應(yīng)的高頻微波振蕩源電譜。圖中可見，振蕩源電譜穩(wěn)定、清晰，可達28.52dB ;電譜單頻性能好，其-3dB帶寬與電譜頻率的比值為2.353 X 10'
[0023]圖6是與圖4光譜對應(yīng)的高頻微波振蕩源電譜。傳輸后，振蕩源電譜依舊具有很好的單頻性，穩(wěn)定、清晰，幅度可達18.3dB，適當放大可達到更高的幅度。
[0024]由圖3-圖6測量得到的相關(guān)參量可見，本專利方法可在40GHz、IOGbit / s高速率光毫米波系統(tǒng)中提供一種遠程高頻微波振蕩源，以替代高速率光毫米波上行系統(tǒng)中的電高頻本振源。
【權(quán)利要求】
1.40GHzUOGbit / s高速率光毫米波系統(tǒng)中的一種遠程高頻微波振蕩源產(chǎn)生方法與裝置，其特征在于:窄線寬DFB激光器(I)產(chǎn)生的激光經(jīng)10:90分路器(2)分路后，其中90%的激光經(jīng)光偏振控制器(3)進入40G高速寬帶調(diào)制器(4)，安捷倫43Gbit / s誤碼儀81250(5)輸出的lOGbit/s高速率NRZ偽隨機脈沖序列數(shù)據(jù)信號經(jīng)由寬帶電放大器SHF803P(6)放大后同時進入40G高速寬帶調(diào)制器(4)，窄線寬激光被數(shù)據(jù)調(diào)制產(chǎn)生高速率寬帶調(diào)制光，這里產(chǎn)生的高速率寬帶調(diào)制光可分路作為下行光毫米波信號的部分，但我們這里僅討論產(chǎn)生微波振蕩源情況；高速率寬帶調(diào)制光經(jīng)17dBm摻鉺光纖放大器(7)放大后進入光濾波器XTM50 (8)，濾波后得到多倍時鐘光譜，該時鐘光譜與分路器分出的10 %的激光光譜經(jīng)1:99合路器(9)合路后得到高頻微波振蕩源信號光譜，其中時鐘光譜由99%端口進入合路器；高頻微波振蕩源的光譜經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器(10)放大后進入70GHz光電探測器(11)拍頻得到電的高頻微波振蕩源信號；該微波振蕩源信號經(jīng)寬帶電放大器SHF806E(12)放大后進入混頻器11970U(13)進行混頻，之后由電譜儀E4440A(14)測量分析高頻微波振蕩源信號光譜傳輸前的電譜性能；其中，KPS摻鉺光纖放大器(10)及其光路環(huán)節(jié)可使用光譜分析儀AQ6319(15)對信號的光譜性能進行測量；傳輸時，經(jīng)KPS摻鉺光纖放大器(10)放大后的高頻微波振蕩源信號光譜進入近色散平坦光纖組(16)傳輸84.7km到達遠程基站形成遠程高頻微波振蕩源，在遠程基站拍頻后形成的電信號可替代高速率光毫米波上行系統(tǒng)中的電高頻本振源；為了保證信號傳輸質(zhì)量，拉曼泵浦源(17)產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)波分復用器(18)進入光纖組對高頻微波振蕩源信號進行后向拉曼放大；之后，遠程高頻微波振蕩源信號進入電譜性能測量環(huán)節(jié)(11-14)。
【文檔編號】H04B10/50GK103684610SQ201310447350
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】鄭宏軍, 黎昕, 劉山亮, 胡衛(wèi)生, 白成林 申請人:聊城大學