專利名稱：寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路及傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波光子模擬光鏈路傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路及傳輸方法。
背景技術(shù)：
光纖鏈路在光纖到戶網(wǎng)絡(luò)、天線遠(yuǎn)端、以及光載無線系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的同軸電纜相比，光纖傳輸具有體積小，質(zhì)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(yōu)勢(shì)，因此將射頻信號(hào)承載在光載波上，利用光纖進(jìn)行信號(hào)的傳遞已成為目前通信網(wǎng)絡(luò)及未來多媒體通信應(yīng)用中最重要的信息傳遞方式。但是，光纖鏈路的色散效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)功率衰落，尤其在工作頻段向高頻微波甚至是毫米波段擴(kuò)展及長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，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(nèi)實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償與信號(hào)的高質(zhì)量長(zhǎng)距離傳輸成為未來寬帶長(zhǎng)距離信息傳輸需要解決的關(guān)鍵問題之一。如

圖1所示是美國專利US6122086中所公開的色散補(bǔ)償鏈路原理圖。此色散補(bǔ)償鏈路主要基于并行的相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器對(duì)射頻信號(hào)傳輸引起的互補(bǔ)的色散傳輸特性。激光源(LD)I產(chǎn)生的光信號(hào)由波束分離器23分為兩束分別注入到上下兩臂的用于強(qiáng)度調(diào)制器3及相位調(diào)制器5。同時(shí)從天線7接收到的微波信號(hào)通過微波功分結(jié)構(gòu)17分為兩路分別驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器3和相位調(diào)制器5。調(diào)制后的信號(hào)分別經(jīng)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(hào)為偏振方向正交的線偏振光， 從而在接收端的探測(cè)器25實(shí)現(xiàn)探測(cè)功率的非相干合成。兩色散相關(guān)且幅度響應(yīng)成互補(bǔ)關(guān)系的信號(hào)進(jìn)行功率疊加，消除了色散帶來的信號(hào)功率衰落的影響，實(shí)現(xiàn)了射頻信號(hào)傳輸?shù)纳⒀a(bǔ)償。上述色散補(bǔ)償鏈路的特點(diǎn)是總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基于并行調(diào)制器模塊和偏振合束器使得鏈路中兩信號(hào)偏振方向保持正交關(guān)系，最后探測(cè)器端解調(diào)后實(shí)現(xiàn)了功率的非相干合成及色散補(bǔ)償。但此方案存在的缺點(diǎn)包括1.成本較高。需要并行的兩個(gè)調(diào)制器來實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制。2.補(bǔ)償帶寬受限。接收到的微波信號(hào)需要通過微波功分結(jié)構(gòu)分為兩路驅(qū)動(dòng)兩調(diào)制器，由于微波功分結(jié)構(gòu)帶寬的限制，整個(gè)色散補(bǔ)償系統(tǒng)的補(bǔ)償帶寬受限。3.由于相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其半波電壓及承受的光功率、 微波功率的不同，要實(shí)現(xiàn)上下兩路信號(hào)色散引起的功率衰落效應(yīng)及頻率響應(yīng)成嚴(yán)格互補(bǔ)關(guān)系，整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)整校準(zhǔn)將更復(fù)雜。因此，有必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本且易調(diào)整控制的寬帶色散補(bǔ)償光鏈路，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的光纖拉遠(yuǎn)傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶的色散補(bǔ)償、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、且易調(diào)整控制的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路及傳輸方法。(二)技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，該鏈路包括電光極化調(diào)制器，用于將寬帶射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到其主軸及正交軸的兩路載波光信號(hào)上，并輸出兩路調(diào)制光信號(hào)至檢偏器；檢偏器，用于輸出設(shè)定偏振方向的調(diào)制光信號(hào)；探測(cè)器，用于解調(diào)輸入的調(diào)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功率的直接非相干合成，恢復(fù)所述調(diào)制光信號(hào)上加載的寬帶射頻信息。優(yōu)選地，該鏈路還包括光源模塊，用于發(fā)射兩路功率匹配的載波光信號(hào)至偏振控制模塊；偏振控制模塊，用于將所述光源模塊發(fā)射的兩路載波光信號(hào)的偏振方向分別調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角及與所述電光極化調(diào)制器的主光軸相匹配，并輸出至所述電光極化調(diào)制器。優(yōu)選地，所述光源模塊進(jìn)一步包括激光源，用于發(fā)射一路偏振態(tài)任意的載波光信號(hào)；光耦合器，用于將所述激光源發(fā)射的一路載波光信號(hào)分為功率匹配的兩路，并輸出至所述偏振控制模塊。優(yōu)選地，所述偏振控制模塊進(jìn)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(hào)的偏振方向調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角，并輸出至所述電光極化調(diào)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(hào)的偏振方向調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸匹配，并輸出至所述電光極化調(diào)制器。優(yōu)選地，該鏈路還包括保偏光耦合器，設(shè)置在所述偏振控制模塊與所述電光極化調(diào)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(hào)保偏地耦合進(jìn)所述電光極化調(diào)制器。優(yōu)選地，該鏈路還包括第三偏振控制器，設(shè)置于所述電光極化調(diào)制器與所述檢偏器之間，用于保證所述電光極化調(diào)制器輸出的調(diào)制光信號(hào)的偏振方向與注入所述檢偏器的光偏振方向一致。本發(fā)明還提供了一種寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸方法，該方法包括步驟Si.將兩路載波光信號(hào)輸入至電光極化調(diào)制器，所述兩路載波光信號(hào)的偏振方向分別為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角及與所述電光極化調(diào)制器的主光軸相匹配；S2.電光極化調(diào)制器將射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到其主軸及正交軸的兩路偏振光上，并輸出兩路調(diào)制光信號(hào)至檢偏器；S3.檢偏器將設(shè)定偏振方向的調(diào)制光信號(hào)輸出至探測(cè)器；S4.探測(cè)器解調(diào)輸入的調(diào)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功率的直接非相干合成，輸出所述調(diào)制光信號(hào)上加載的寬帶射頻信號(hào)。優(yōu)選地，該方法還包括步驟SO將功率匹配的兩路載波光信號(hào)的偏振方向分別調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角及與所述電光極化調(diào)制器的主光軸相匹配后，并輸至所述電光極化調(diào)制
ο優(yōu)選地，在步驟Sl中，將所述兩路載波光信號(hào)保偏地耦合進(jìn)所述電光極化調(diào)制
ο
優(yōu)選地，在步驟S2中，保證所述電光極化調(diào)制器輸出的調(diào)制光信號(hào)的偏振方向與注入所述檢偏器的光偏振方向一致地輸出至所述檢偏器。優(yōu)選地，在步驟S4中，按照下式合成信號(hào)功率
權(quán)利要求
1.一種寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，該鏈路包括電光極化調(diào)制器，用于將寬帶射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到其主軸及正交軸的兩路載波光信號(hào)上，并輸出兩路調(diào)制光信號(hào)至檢偏器；檢偏器，用于輸出設(shè)定偏振方向的調(diào)制光信號(hào)；探測(cè)器，用于解調(diào)輸入的調(diào)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功率的直接非相干合成，恢復(fù)所述調(diào)制光信號(hào)上加載的寬帶射頻信息。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，該鏈路還包括光源模塊，用于發(fā)射兩路功率匹配的載波光信號(hào)至偏振控制模塊；偏振控制模塊，用于將所述光源模塊發(fā)射的兩路載波光信號(hào)的偏振方向分別調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角及與所述電光極化調(diào)制器的主光軸相匹配，并輸出至所述電光極化調(diào)制器。
3.如權(quán)利要求2所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，所述光源模塊進(jìn)一步包括激光源，用于發(fā)射一路偏振態(tài)任意的載波光信號(hào)；光耦合器，用于將所述激光源發(fā)射的一路載波光信號(hào)分為功率匹配的兩路，并輸出至所述偏振控制模塊。
4.如權(quán)利要求2所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，所述偏振控制模塊進(jìn)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(hào)的偏振方向調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角，并輸出至所述電光極化調(diào)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(hào)的偏振方向調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸匹配，并輸出至所述電光極化調(diào)制器。
5.如權(quán)利要求4所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，該鏈路還包括保偏光耦合器，設(shè)置在所述偏振控制模塊與所述電光極化調(diào)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(hào)保偏地耦合進(jìn)所述電光極化調(diào)制器。
6.如權(quán)利要求1所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路，其特征在于，該鏈路還包括第三偏振控制器，設(shè)置于所述電光極化調(diào)制器與所述檢偏器之間，用于保證所述電光極化調(diào)制器輸出的調(diào)制光信號(hào)的偏振方向與注入所述檢偏器的光偏振方向一致。
7.一種寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸方法，其特征在于，該方法包括步驟51.將兩路載波光信號(hào)輸入至電光極化調(diào)制器，所述兩路載波光信號(hào)的偏振方向分別為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角及與所述電光極化調(diào)制器的主光軸相匹配；52.電光極化調(diào)制器將射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到其主軸及正交軸的兩路偏振光上， 并輸出兩路調(diào)制光信號(hào)至檢偏器；53.檢偏器將設(shè)定偏振方向的調(diào)制光信號(hào)輸出至探測(cè)器；54.探測(cè)器解調(diào)輸入的調(diào)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功率的直接非相干合成，輸出所述調(diào)制光信號(hào)上加載的寬帶射頻信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸方法，其特征在于，該方法還包括步驟SO將功率匹配的兩路載波光信號(hào)的偏振方向分別調(diào)整為與所述電光極化調(diào)制器的主軸成45°角及與所述電光極化調(diào)制器的主光軸相匹配后，并輸至所述電光極化調(diào)制器。
9.如權(quán)利要求7所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸方法，其特征在于，在步驟Sl中，將所述兩路載波光信號(hào)保偏地耦合進(jìn)所述電光極化調(diào)制器。
10.如權(quán)利要求7所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸方法，其特征在于，在步驟S2中，保證所述電光極化調(diào)制器輸出的調(diào)制光信號(hào)的偏振方向與注入所述檢偏器的光偏振方向一致地輸出至所述檢偏器。
11.如權(quán)利要求7所述的寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸方法，其特征在于，在步驟S4中，按照下式合成信號(hào)功率
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬帶射頻拉遠(yuǎn)光傳輸鏈路及傳輸方法，涉及微波光子模擬光鏈路傳輸技術(shù)領(lǐng)域。該鏈路包括電光極化調(diào)制器，用于將寬帶射頻信號(hào)反相地相位調(diào)制到其主軸及正交軸的兩路載波光信號(hào)上，并輸出兩路調(diào)制光信號(hào)至檢偏器；檢偏器，用于輸出設(shè)定偏振方向的調(diào)制光信號(hào)；探測(cè)器，用于解調(diào)輸入的調(diào)制光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功率的直接非相干合成，恢復(fù)所述調(diào)制光信號(hào)上加載的寬帶射頻信息。本發(fā)明的傳輸鏈路及方法能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶的色散補(bǔ)償，鏈路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、且易調(diào)整控制。
文檔編號(hào)H04B10/12GK102324976SQ20111024408
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者伍劍, 崔巖, 徐坤, 戴一堂, 李巖, 林金桐, 洪小斌, 牛劍 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)