基于ask和dbpsk的強度調制相干檢測系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及相干檢測領域，具體是涉及一種基于ASK(Amplitude Shift Keying,幅移鍵控)和DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying，差分二進制相移鍵控)的強度調制相干檢測系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著城域網(wǎng)及接入網(wǎng)的傳輸速率要求日益增加，相干檢測技術已得到廣泛應用。然而，城域網(wǎng)及接入網(wǎng)與長距離相干光傳輸不同之處在于:其傳輸距離較短?，F(xiàn)有的相干檢測系統(tǒng)成本較高，用戶希望降低成本。因此，低成本的強度調制相干檢測系統(tǒng)更適用于短距離的城域網(wǎng)及接入網(wǎng)。
[0003]現(xiàn)有的成本較低的基于傳統(tǒng)調制格式的偏振復用強度調制相干檢測系統(tǒng)有兩種:
[0004]第一種是通過低成本的DML(Directly Modulated Laser，直接調制激光器)進行直接調制，然而，在偏振復用系統(tǒng)中，需要兩個DML激光器作為光源，成本仍然比較高。
[0005]第二種是通過一個低成本的DFB(Distributed Feedback Laser，分布式反饋激光器)激光器、一個MZM(Mach_Zehnder Modulator，馬赫-曾德調制器)調制器來實現(xiàn)。隨著娃基技術不斷進步，低成本的硅基MZM調制器已經(jīng)可以應用。但是，這種基于傳統(tǒng)調制格式的偏振復用的強度調制相干檢測系統(tǒng)的頻譜利用率較低，系統(tǒng)的功耗也很大。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種基于ASK和DBPSK的強度調制相干檢測系統(tǒng)及方法，不僅能降低系統(tǒng)的成本、有效提高系統(tǒng)的接收靈敏度，還能顯著提高頻譜利用率，降低系統(tǒng)的功耗。
[0007]本發(fā)明提供一種基于ASK和DBPSK的強度調制相干檢測系統(tǒng)，適用于單偏振、雙偏振的直接調制相干檢測，該系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括第一分布式反饋激光器DFB、聯(lián)合調制單元和馬赫-曾德調制器MZM，第一 DFB激光器、聯(lián)合調制單元均與MZM調制器相連，發(fā)送端采用第一 DFB激光器作為光源，第一 DFB激光器發(fā)出光載波，光載波進入MZM調制器;發(fā)送端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流是電信號，聯(lián)合調制單元基于ASK和DBPSK，對電信號進行聯(lián)合調制，將聯(lián)合調制后的電信號輸出到MZM調制器;MZM調制器將聯(lián)合調制后的電信號，加載到光載波上，得到偏振信號，將偏振信號發(fā)送到接收端;接收端包括順次相連的第二 DFB激光器、相干接收機、模數(shù)轉換器ADC、數(shù)字信號處理器DSP，接收端采用第二 DFB激光器作為本振，第二 DFB激光器發(fā)出本振光，本振光進入相干接收機，相干接收機基于本振光對MZM調制器發(fā)來的偏振信號進行相干接收，分別產(chǎn)生偏振信號的實部、虛部，再經(jīng)過ADC轉換為數(shù)字信號，DSP進行數(shù)字信號處理。
[0008]在上述技術方案的基礎上，所述發(fā)送端的聯(lián)合調制單元基于ASK和DBPSK兩種方式，對電信號進行聯(lián)合調制的具體過程如下:
[0009]聯(lián)合調制單元將電信號中的每2個比特調制成一個符號，每個符號包括2個比特:第一比特Bitl、第二比特Bit2，其中，bitl的調制是用來控制符號的幅度，bit2的調制是用來控制符號的正負，即相位；
[0010]對每個符號的第一比特Bi11進行ASK調制:符號的Bi 11為O時，調制幅度為I;符號的Bitl為I時，調制幅度為3;
[0011]對每個符號的第二比特Bit2進行DBPSK調制:符號的Bit2與上次調制的符號的Bit2相同時，調制符號為正;符號的Bit2與上次調制的符號的Bit2不同時，調制符號為負，至此完成聯(lián)合調制。
[0012]在上述技術方案的基礎上，所述基于ASK和DBPSK的聯(lián)合調制能調制MZM的整個調制區(qū)域。
[0013]在上述技術方案的基礎上，所述MZM調制器是單偏振MZM調制器時，聯(lián)合調制單元輸出一路信號到MZM調制器;MZM調制器是雙偏振MZM調制器時，聯(lián)合調制單元輸出兩路信號到MZM調制器。
[0014]在上述技術方案的基礎上，所述接收端處理信號的過程如下:
[0015]對于單偏振信號:相干接收機基于本振光對MZM調制器發(fā)來的單偏振信號進行相干接收，產(chǎn)生單偏振信號的實部Ix、虛部Qx，經(jīng)過ADC轉換為數(shù)字信號，DSP再進行數(shù)字信號處理:將單偏振信號的實部Ix、虛部Qx組合，形成復數(shù)信號Ix+j*Qx;將復數(shù)信號Ix+j*Qx送入均衡器，進行時域均衡，得到一路均衡后的偏振信號Rx;對Rx取模、取相位，根據(jù)模值，對每個符號的Bi11進行ASK解調:模值為I時，符號的Bi 11被ASK解調為O;模值為3時，符號的Bitl被ASK解調為I;根據(jù)相位，對每個符號的Bit2進行DBPSK解調:當前相位與上一個符號相位相同時，符號的Bit2被DBPSK解調為O;當前相位與上一個符號相位不同時，符號的Bit2被DBPSK解調為I，至此完成單偏振信號的解調；
[0016]對于雙偏振信號:相干接收機基于本振光對MZM調制器發(fā)來的X偏振信號、y偏振信號進行相干接收，產(chǎn)生X偏振信號的實部Ix、虛部Qx、y偏振信號的實部Iy、虛部Qy，經(jīng)過ADC轉換為數(shù)字信號，DSP再進行數(shù)字信號處理:將X偏振信號的實部Ix、虛部Qx組合，形成第一路復數(shù)信號:Ix+j*Qx;將y偏振信號的實部Iy、虛部Qy組合，形成第二路復數(shù)信號:Iy+j*Qy;將這兩路復數(shù)信號送入均衡器，進行時域均衡，得到兩路均衡后的偏振信號:Rx和Ry;對Rx和Ry分別取模、取相位，根據(jù)模值，對每個符號的Bi 11進行ASK解調:模值為I時，符號的Bi 11被ASK解調為O;模值為3時，符號的Bi11被ASK解調為I;根據(jù)相位，對每個符號的Bi t2進行DBPSK解調:當前相位與上一個符號相位相同時，符號的Bit2被DBPSK解調為O;當前相位與上一個符號相位不同時，符號的Bit2被DBPSK解調為I，至此完成雙偏振信號的解調。
[0017]本發(fā)明還提供一種適用于上述系統(tǒng)的基于ASK和DBPSK的強度調制相干檢測方法，適用于單偏振、雙偏振的直接調制相干檢測，該方法包括以下步驟:
[0018]發(fā)送端采用第一 DFB激光器作為光源，第一 DFB激光器發(fā)出光載波，光載波進入MZM調制器;發(fā)送端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流是電信號，聯(lián)合調制單元基于ASK和DBPSK，對電信號進行聯(lián)合調制，將聯(lián)合調制后的電信號輸出到MZM調制器;MZM調制器將聯(lián)合調制后的電信號，加載到光載波上，得到偏振信號，將偏振信號發(fā)送到接收端；
[0019]接收端采用第二DFB激光器作為本振，第二 DFB激光器發(fā)出本振光，本振光進入相干接收機，相干接收機基于本振光對MZM調制器發(fā)來的偏振信號進行相干接收，分別產(chǎn)生偏振信號的實部、虛部，再經(jīng)過ADC轉換為數(shù)字信號，DSP進行數(shù)字信號處理。
[0020]在上述技術方案的基礎上，所述發(fā)送端的聯(lián)合調制單元基于ASK和DBPSK兩種方式，對電信號進行聯(lián)合調制的具體過程如下:
[0021]聯(lián)合調制單元將電信號中的每2個比特調制成一個符號，每個符號包括2個比特:第一比特Bitl、第二比特Bit2，其中，bitl的調制是用來控制符號的幅度，bit2的調制是用來控制符號的正負，即相位；
[0022]對每個符號的第一比特Bi11進行ASK調制:符號的Bi 11為O時，調制幅度為I;符號的Bitl為I時，調制幅度為3;
[0023]對每個符號的第二比特Bit2進行DBPSK調制:符號的Bit2與上次調制的符號的Bit2相同時，調制符號為正;符號的Bit2與上次調制的符號的Bit2不同時，調制符號為負，至此完成聯(lián)合調制。
[0024]在上述技術方案的基礎上，所述基于ASK和DBPSK的聯(lián)合調制能調制MZM的整個調制區(qū)域。
[0025]在上述技術方案的基礎上，所述MZM調制器是單偏振MZM調制器時，聯(lián)合調制單元輸出一路信號到MZM調制器;MZM調制器是雙偏振MZM調制器時，聯(lián)合調制單元輸出兩路信號到MZM調制器。
[0026]在上述技術方案的基礎上，所述接收端處理信號的過程如下:
[0027]對于單偏振信號:相干接收機基于本振光對MZM調制器發(fā)來的單偏振信號進行相干接收，產(chǎn)生單偏振信號的實部Ix、虛部Qx，經(jīng)過ADC轉換為數(shù)字信號，DSP再進行數(shù)字信號處理:將單偏振信號的實部Ix、虛部Qx組合，形成復數(shù)信號Ix+j*Qx;將復數(shù)信號Ix+j*Qx送入均衡器，進行時域均衡，得到一路均衡后的偏振信號Rx;對Rx取模、取相位，根據(jù)模值，對每個符