[發明專利]寬帶射頻拉遠光傳輸鏈路及傳輸方法

有效

• 申請號: 201110244081.6
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102324976A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 徐坤;牛劍;崔巖;戴一堂;李巖;洪小斌;伍劍;林金桐
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及微波光子模擬光鏈路傳輸技術領域，尤其涉及一種寬帶射頻拉遠光傳輸鏈路及傳輸方法。

背景技術

光纖鏈路在光纖到戶網絡、天線遠端、以及光載無線系統中具有廣泛的應用。與傳統的同軸電纜相比，光纖傳輸具有體積小，質量輕，頻帶寬、通信容量大，安全性能高，以及抗電磁干擾等多種優勢，因此將射頻信號承載在光載波上，利用光纖進行信號的傳遞已成為目前通信網絡及未來多媒體通信應用中最重要的信息傳遞方式。但是，光纖鏈路的色散效應會導致信號功率衰落，尤其在工作頻段向高頻微波甚至是毫米波段擴展及長距離傳輸時，色散更是加劇了模擬光鏈路的帶寬限制。如何在寬帶范圍內實現色散補償與信號的高質量長距離傳輸成為未來寬帶長距離信息傳輸需要解決的關鍵問題之一。

如圖1所示是美國專利US6122086中所公開的色散補償鏈路原理圖。此色散補償鏈路主要基于并行的相位調制器和強度調制器對射頻信號傳輸引起的互補的色散傳輸特性。激光源(LD)1產生的光信號由波束分離器23分為兩束分別注入到上下兩臂的用于強度調制器3及相位調制器5。同時從天線7接收到的微波信號通過微波功分結構17分為兩路分別驅動強度調制器3和相位調制器5。調制后的信號分別經過保偏光纖9后由偏振合束器(PBS)11耦合輸出到單模光纖(SMF)15鏈路中，且兩信號為偏振方向正交的線偏振光，從而在接收端的探測器25實現探測功率的非相干合成。兩色散相關且幅度響應成互補關系的信號進行功率疊加，消除了色散帶來的信號功率衰落的影響，實現了射頻信號傳輸的色散補償。

上述色散補償鏈路的特點是總體結構簡單，基于并行調制器模塊和偏振合束器使得鏈路中兩信號偏振方向保持正交關系，最后探測器端解調后實現了功率的非相干合成及色散補償。但此方案存在的缺點包括：

1.成本較高。需要并行的兩個調制器來實現相位調制和強度調制。

2.補償帶寬受限。接收到的微波信號需要通過微波功分結構分為兩路驅動兩調制器，由于微波功分結構帶寬的限制，整個色散補償系統的補償帶寬受限。

3.由于相位調制器和強度調制器不同的結構設計，其半波電壓及承受的光功率、微波功率的不同，要實現上下兩路信號色散引起的功率衰落效應及頻率響應成嚴格互補關系，整個系統的調整校準將更復雜。

因此，有必要設計一種結構簡單，低成本且易調整控制的寬帶色散補償光鏈路，實現射頻信號的光纖拉遠傳輸。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種能夠實現寬帶的色散補償、結構簡單、成本較低、且易調整控制的寬帶射頻拉遠光傳輸鏈路及傳輸方法。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種寬帶射頻拉遠光傳輸鏈路，其特征在于，該鏈路包括：電光極化調制器，用于將寬帶射頻信號反相地相位調制到其主軸及正交軸的兩路載波光信號上，并輸出兩路調制光信號至檢偏器；檢偏器，用于輸出設定偏振方向的調制光信號；探測器，用于解調輸入的調制光信號，實現功率的直接非相干合成，恢復所述調制光信號上加載的寬帶射頻信息。

優選地，該鏈路還包括：光源模塊，用于發射兩路功率匹配的載波光信號至偏振控制模塊；偏振控制模塊，用于將所述光源模塊發射的兩路載波光信號的偏振方向分別調整為與所述電光極化調制器的主軸成45°角及與所述電光極化調制器的主光軸相匹配，并輸出至所述電光極化調制器。

優選地，所述光源模塊進一步包括：激光源，用于發射一路偏振態任意的載波光信號；光耦合器，用于將所述激光源發射的一路載波光信號分為功率匹配的兩路，并輸出至所述偏振控制模塊。

優選地，所述偏振控制模塊進一步包括：第一偏振控制器，用于將所述光源模塊輸出的一路載波光信號的偏振方向調整為與所述電光極化調制器的主軸成45°角，并輸出至所述電光極化調制器；第二偏振控制器，用于將所述光源模塊輸出的另一路載波光信號的偏振方向調整為與所述電光極化調制器的主軸匹配，并輸出至所述電光極化調制器。

優選地，該鏈路還包括：保偏光耦合器，設置在所述偏振控制模塊與所述電光極化調制器之間，用于將所述偏振控制模塊輸出的兩路載波光信號保偏地耦合進所述電光極化調制器。

優選地，該鏈路還包括：第三偏振控制器，設置于所述電光極化調制器與所述檢偏器之間，用于保證所述電光極化調制器輸出的調制光信號的偏振方向與注入所述檢偏器的光偏振方向一致。

本發明還提供了一種寬帶射頻拉遠光傳輸方法，該方法包括步驟：