[發明專利]基于90度光學橋接器多速率兼容非標準DPSK接收裝置

有效

• 申請號: 201910034447.3
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109462441B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 陳衛標;岳朝磊;孫建鋒;侯霞;張曉曦;朱韌;劉磊;朱福南
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種基于90度光學橋接器多速率兼容非標準DPSK接收裝置，包括：摻鉺光纖放大器(EDFA)、1：1光纖分束器、光纖移相器、臂長匹配光纖、90度光學橋接器、平衡探測器、可編程限幅放大器、基帶接收芯片、可編程邏輯門陣列(FPGA)、數模轉換器、電子學混頻器、模數轉換器、光纖移相器驅動放大電路。本發明設計簡單，可以實現多個通信速率的兼容接收，并能保證每個通信速率的最優接收性能。多個通信速率共用光學與電子學，簡化了系統設計，可以顯著減小系統成本和系統重量。

技術領域

本發明涉及自由空間相干通信和光纖相干通信，特別是一種基于90度光學橋接器多速率兼容非標準DPSK(Differential Phase-Shift Keying差分移相鍵控)接收裝置。

背景技術

激光相干通信具有靈敏度高、通信帶寬大可以進行密集波分復用等優點，是光纖通信的技術熱點，正在逐步取代骨干網上激光強度調制通信。同時衛星激光通信也在蓬勃發展，是一代衛星通信關鍵實現技術。激光相干通信具有通信速率高、通信距離遠、保密性高等優點，即將成為實現高速光纖通信和衛星激光通信的主流技術。相干激光通信的解調方式包括：零差相干解調、自差DPSK相干解調、內差數字相干解調。其中自差DPSK解調方式相比于零差相干解調方式和內插數字相干解調方式，實現復雜度和功耗更低，同時對通信波長要求較低，是一種很有吸引力的通信方式。在衛星光通信場景下，希望一個接收端可以同時兼容多個通信速率。傳統的實現方式多為改變調制格式或者每個速率對應一套接收機，導致接收機系統復雜，重量和功耗成比例增加。

現有技術[1]中國專利CN200710143877.6,“DPSK光調制信號接收裝置和方法”使用180度橋接器和平衡接收機解調DPSK信號，誤差控制的最優點為誤差信號的最大值，不利于提高控制帶寬。現有技術[2]中國專利200910163008.9“一種DPSK接收機中解調器相位鎖定的裝置和方法”同樣采用180度橋接器和溫度補償的辦法來實現解調器的相位控制，但是溫控的方式響應慢，不適用于相位變化較快的場景。現有技術[3]歐洲專利EP1164761A2“DPSK system with varible data rates”選擇了通過共用光路的方式實現多速率DPSK解調，電子學部分是多路選通濾波器的方式，在共用干涉臂方面，臂長差選擇為最高通信速率比特周期對應的光程，通信速率向下兼容。現有技術[4]CN106716873A“無損多速率光傳輸和接收”通過改變糾錯碼的編碼方式改變有效通信速率，但是實際發射和接收的符號率不變，要求發射端發射碼率固定。現有技術[5]CN101213775B“DPSK調制-解調方法及使用該方法的光通信設備和系統”通過時分復用和波分復用的方法實現多個速率的兼容，通信速率只能是最低速率的2倍，4倍，8倍，16倍，結構較復雜。

研究一種簡單可靠的多速率兼容相干通信解調裝置，對于降低通信系統復雜度、降低系統功耗和載荷重量，實現衛星激光通信載荷小型化有重要意義。

發明內容

本發明針對自由空間激光相干通信和光纖相干通信，提出一種基于90度光學橋接器多速率兼容非標準DPSK接收裝置，可兼容多個通信速率，并提高每個通信速率下的接收性能。

本發明的技術解決方案如下：

一種基于90度光學橋接器多速率兼容非標準DPSK接收裝置，包括：EDFA、光纖分束器、臂長匹配光纖、光纖移相器、90度光學橋接器、I路平衡探測器、Q路平衡探測器、電子學混頻器、模數轉換器、FPGA、數模轉換器、光纖移相器驅動電路、可編程限幅放大器、基帶信號接收芯片；