專利名稱：一種基于雙邊帶調(diào)制的模擬鏈路色散補償方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波光子傳輸領(lǐng)域，尤其是一種基于雙邊帶調(diào)制的色散補償方案。適用于模擬光鏈路中遠距離、大動態(tài)范圍的傳輸。
背景技術(shù)：
光波分復(fù)用技術(shù)的出現(xiàn)和摻鉺光纖放大器的發(fā)明使光通信得到迅速發(fā)展。光纖通信具有損耗低，抗電磁干擾，超寬帶，易于在波長、空間、偏振上復(fù)用等很多優(yōu)點。其主要問題是移動性不夠。與此同時，隨著對無線通信容量需求的增加，微波技術(shù)也在迅速發(fā)展。微波通信能夠在任意方向上發(fā)射、易于構(gòu)建和重構(gòu)，實現(xiàn)與移動設(shè)備的互聯(lián)；蜂窩式系統(tǒng)的出現(xiàn)，使微波通信具備高的頻譜利用率。但目前微波頻段的有限帶寬成為嚴重問題。此時，光纖技術(shù)與微波技術(shù)相互融合成為一個重要新方向，即微波光子學(xué)。在過去的十年中，微波光子學(xué)迎來了高速的發(fā)展。然而人們發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)強度調(diào)制的模擬鏈路(微波光子鏈路)中， 信號在光纖中傳輸時，色散會使兩個一階邊帶產(chǎn)生相位差。調(diào)制信號的頻率不同，引起的相位差也不同，這就導(dǎo)致了光電探測器探測出的微波信號功率會發(fā)生周期性衰落。當傳輸信號的頻率正好處在衰落頻率點時，色散將會嚴重制約微波光子鏈路的性能，大大降低鏈路的無雜散動態(tài)范圍。因此如何補償鏈路中的色散，提高鏈路動態(tài)范圍，是微波光子領(lǐng)域非常重要的研究內(nèi)容。目前主要有兩種方法用于模擬鏈路中的色散補償(1)使用不同的發(fā)射機結(jié)構(gòu)，包括使用兩個馬赫增德爾調(diào)制器級聯(lián)、強度和相位調(diào)制器并聯(lián)、一個偏振調(diào)制器以及帶啁啾的馬赫增德爾調(diào)制器等；(2)基于雙驅(qū)動馬赫增德爾調(diào)制器或者雙平行馬赫增德爾調(diào)制器的單邊帶調(diào)制方法。前面所描述方案都可以很好的補償模擬鏈路中因色散而引起的微波信號功率衰落，但是同時也都存在著自身的一些缺點。例如方案(I)通過使用復(fù)雜的發(fā)射機結(jié)構(gòu)，而大大提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性。同時多個調(diào)制器的使用也增加了系統(tǒng)的成本；方案(2)在一定程度上簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但是波長可調(diào)、帶寬較寬的單邊帶調(diào)制很難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點，本發(fā)明的目的是提供一種基于雙邊帶調(diào)制的色散補償器，使之具有結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于實現(xiàn)，以及可調(diào)性好的優(yōu)點。本發(fā)明可以將某一衰落點移動到任意其他頻率處，因此實現(xiàn)了對這一頻率點的色散補償。本發(fā)明的目的是基于如下分析和方案提出及實現(xiàn)的—種在模擬鏈路中基于雙邊帶調(diào)制的色散補償器，由光源101、雙驅(qū)動馬赫增德爾調(diào)制器102、射頻信號源103、功分器104、電延時器105、可調(diào)電源單元106、單模光纖107以及光電探測器108構(gòu)成；其中調(diào)制器102上具有兩個微波信號輸入口 102-1和102-2及一個偏置電壓輸入端口 102-3 ;信號從調(diào)制器102中輸出產(chǎn)生一個雙邊帶調(diào)制信號,在信號傳輸前，通過改變一階邊帶與載波之間的相對相位差，實現(xiàn)對模擬鏈路中光色散引起的信號功率衰落的補償。本發(fā)明的目的還在于，在如上的硬件設(shè)備上實現(xiàn)在模擬鏈路中基于雙邊帶調(diào)制的色散方法，具體方案如下通過調(diào)節(jié)可調(diào)電源單元106來改變調(diào)制器102的偏置電壓，以及調(diào)節(jié)電延時器105來改變輸入信號間的延遲，這樣可以控制一階邊帶與載波的相對相位。當相對相位不為零時，稱為預(yù)失真處理。光信號在通過色散介質(zhì)之前，使上、下兩個邊帶引入一個預(yù)失真相位差，這個預(yù)失真信號通過色散介質(zhì)后又會由色散引入一個相位差，通過調(diào)節(jié)預(yù)失真相位差從而控制鏈路的頻率響應(yīng)曲線，進而實現(xiàn)色散的補償。在傳統(tǒng)強度調(diào)制模擬鏈路中，將微波信號加到載波上，會產(chǎn)生兩個一階邊帶，再通過色散的作用，一階邊帶與載波之間的相對相位差會發(fā)生改變。這樣經(jīng)過光電探測器的接受，會使微波信號的頻率產(chǎn)生周期性的衰落。因此，我們提出的基于雙邊帶模擬鏈路中的色散補償方案，通過調(diào)節(jié)相移器以及電壓，使兩個一階邊帶與載波在傳輸之前就產(chǎn)生一個相位差。這樣通過一定距離的單模光纖后，由發(fā)射機引起的相對相位經(jīng)過色散后被補償回來，從而通過光電探測器監(jiān)測出的微波信號將不再失真。
以上過程我們可以通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)來證實。雙驅(qū)動馬赫增德爾調(diào)制器的輸出光場表達式為
Ema =及:》■ exp(jwj){exp j\y + φ] + δ exp[./> sin(n/ + cp)]} ( I )其中Tltjss是調(diào)制器的插入損耗，Pin輸入功率，S =，ε是調(diào)制器的消光比。Y，Ω，φ以及爐分別是調(diào)制指數(shù)，角頻率，調(diào)制器兩臂的相位差，以及輸入微波信號的相位差。這里只考慮載波和兩個一階邊帶的情況，則經(jīng)過色散光纖和光電探測器后，光電流的表達式為
m =例 K" eXP(~aA)ylA2 + B2P2LQ2 +ψ) ⑵
I.+ d2其中沢是光電探測器的響應(yīng)率，α光纖損耗。
A = J0(;/),./丨(;/)[1 + δcos(爐-φ) + δοο§φ + δ2 cosφ]
B = J0(Y)J1 (ν)[<5 sin(<;/7 - φ) + δ sin φ + 2 sin φ]當|sin(-爲人Ω1"十y)|=l時,從⑵中可以看出光電流最大，這時頻率響應(yīng)也處
于最大值，可以得到tanC-^/UXl2) = #。考慮小信號的情況(δ ^ 1)，如果相位偏置電壓
2B
Φ調(diào)到Π /2，則輸入微波信號相位差爐可以定量表示為
權(quán)利要求
1.一種在模擬鏈路中基于雙邊帶調(diào)制的色散補償器，由光源(101)、雙驅(qū)動馬赫增德爾調(diào)制器(102)、射頻信號源(103)、功分器(104)、電延時器(105)、可調(diào)電源單元(106)、單模光纖(107)以及光電探測器(108)構(gòu)成；其中調(diào)制器(102)上具有兩個微波信號輸入口(102-1和102-2)及一個偏置電壓輸入端口(102-3);信號從調(diào)制器(102)中輸出產(chǎn)生一個雙邊帶調(diào)制信號，在信號傳輸前，通過改變一階邊帶與載波之間的相對相位差，實現(xiàn)對模擬鏈路中光色散引起的信號功率衰落的補償。
2.采用權(quán)利要求I實現(xiàn)的在模擬鏈路中基于雙邊帶調(diào)制的色散方法，通過調(diào)節(jié)雙驅(qū)動馬赫增德爾調(diào)制器(102)的偏置電壓，以及調(diào)節(jié)電延時器(105)和可調(diào)電源單元(106)，來改變一階邊帶與載波的相對相位，在通過色散介質(zhì)之前使上、下兩個邊帶引入一個預(yù)失真相位差，在預(yù)失真信號通過色散介質(zhì)后引入的相位差被補償回來，從而實現(xiàn)色散的補償，控制頻率響應(yīng)曲線，將某一衰落的頻率點移到另外一個頻率點，以消除這一頻率因色散引起的功率衰落。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙邊帶調(diào)制的模擬鏈路色散補償方案。包括光源(101)、雙驅(qū)動馬赫增德爾調(diào)制器(102)、射頻信號源(103)、功分器(104)、電延時器(105)、可調(diào)電源單元(106)、單模光纖(107)以及光電探測器(108)構(gòu)成的色散補償器和相應(yīng)的處理方法。本發(fā)明基于最簡單的雙邊帶調(diào)制，通過調(diào)節(jié)電延時器(105)和可調(diào)電源單元(106)來改變一階邊帶與載波的相對相位，從而控制頻率響應(yīng)曲線，將某一衰落的頻率點移到另外一個頻率點，消除這一頻率因色散引起的功率衰落。本發(fā)明方案可應(yīng)用于遠距離的微波光子鏈路中，以提高模擬鏈路的動態(tài)范圍。
文檔編號H04B10/2525GK102932063SQ20121044600
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者陳智宇, 閆連山, 潘煒, 羅斌, 鄒喜華, 張志勇, 郭迎輝, 姜恒云 申請人:西南交通大學(xué)