[發(fā)明專利]DPSK系統(tǒng)中利用解調器鎖定光信號頻率的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810067350.4
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN101588206A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設計）人: 沈百林;周偉勤
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B10/158
• 分類號: H04B10/158;H04L27/22
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標事務所
• 代理人: 曹建軍

技術領域

本發(fā)明涉及光通信領域，尤其涉及波分復用設備中的差分相移鍵控 (Differential?Phase?Shift?Keying，DPSK)系統(tǒng)中利用解調器鎖定光信號頻 率的裝置和方法。

背景技術

基于相位調制原理的新型調制碼型比傳統(tǒng)的基于強度調制的碼型更優(yōu)越，目 前在高速、長距離光傳輸中獲得了廣泛的研究和應用。相位調制技術通過相干解 調和直接探測法(也稱自相干解調)兩種方法實現(xiàn)信號的接收。其中，相干解調 實現(xiàn)較復雜，直接探測法相對簡單。直接探測法首先利用延遲干涉儀 (Delay-Interferometer，DI)作為解調器(Demodulator)，然后再利用平衡 接收機實現(xiàn)信號的恢復，見圖1。直接探測法相位調制格式包括DPSK調制格式、 差分正交相移鍵控(Differential?Quadrature?Phase?Shift?Keying，DQPSK) 調制格式。

DPSK系統(tǒng)中激光器的頻率漂移對系統(tǒng)性能影響顯著。參考A.H.Gnauck的 文章“Optical?Phase-Shift-Keyed?Transmission”(JOURNAL?OF?LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.23，NO.1，JANUARY?2005)，見圖2，當激光器的頻率漂移 5％時，系統(tǒng)的光信噪比(Optical?Signal?to?Noise?Ratio，OSNR)代價為2dB。 以40G?DPSK的波分復用系統(tǒng)為例，如果激光器頻率漂移2GHz，那么系統(tǒng)的OSNR 容限將劣化2dB。如果是10G?DPSK的波分復用系統(tǒng)，則激光器頻率允許漂移 200MHz。而DQPSK的波分復用系統(tǒng)能容忍的頻率漂移更小。激光器即使具備波長 鎖定功能，其頻率最大漂移也在1.5~3GHz之間，這是DPSK系統(tǒng)所不能容忍的。 并且解調器波長也有溫度相關性，同樣需要溫控。在波分復用設備開局時，也需 要調整解調器鎖定光信號頻率。

如圖3所示，從插入損耗光譜角度上來看，解調器是一個周期性的光濾波器， 信號頻率只有工作于光濾波器的峰和谷才能達到最優(yōu)，可以說：在通道波長范圍 內，干涉相長臂相當于帶通濾波器，而干涉相消臂相當于帶阻濾波器。由于器件 的老化以及環(huán)境溫度的變化，信號頻率不可避免地漂移，解調器的濾波器波長也 有可能漂移。若能夠使解調器的濾波器波長始終與信號頻率吻合，這樣就能避免 信號頻率漂移引起的系統(tǒng)損傷。

光濾波器的波長可以通過溫控來調整，于是人們開始研究如何利用調整解調 器的波長來鎖定信號光頻率。E.A.Swanson的文章“High?sensitivity optically?preamplified?direct?detection?DPSK?receiver?with?active delay-line?stabilization”(IEEE?Photon.Technol.Lett.，vol.6，pp.263 -265，1994.)初步解決了這個問題，其利用平衡接收機的其中一個接收機的電 流作為反饋信號調整解調器，從而實現(xiàn)解調器鎖定信號頻率。但是，信號的輸入 光功率是可變的，尤其在工程上，這樣平衡接收機的電流也會發(fā)生變化，并且電 流的變化與輸入信號序列中信號1和信號0的分布有關，所以必須尋求更有效的 解調器調整方式。

中國專利CN200710143877.6“DPSK光調制信號接收裝置和方法”，其中也提 出了一種如何控制解調器的方法，參考圖4，具體來說，“峰值檢測裝置，用于 檢測被放大的電信號的峰值；延時控制模塊，連接在光纖解碼器和峰值檢測裝置 之間，當峰值檢測裝置檢測不到由限幅放大器放大的電信號的峰值時，延時控制 模塊控制光纖解碼器的延遲時間”。這是利用光電轉換后電信號幅度峰值來調整 解調器。

但是平衡接收機的兩個探測器的電流并不是固定不變的，會隨輸入光功率的 變化而變化，并且與輸入信號的圖案有關，如下表所示，是仿真的結果，輸入信 號的光功率維持不變，輸入信號為偽隨機序列，并且信號1的概率是0.5，10 次仿真中兩個探測器的電流(IPD1和IPD2)每次結果都不一樣，并且在實驗中 也觀察到兩個探測器的電流隨時間發(fā)生變化。