本實用新型涉及新一代信息與通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超高速微波光子鏈路傳輸系統(tǒng)的超高速微波光子信號融合遠端機。

背景技術(shù)：

隨著信息通信技術(shù)(ICT)的高速發(fā)展，超大寬帶光通信與高速移動接入越來越受到專業(yè)人士的重視，光纖技術(shù)與移動技術(shù)的融合是未來通信的發(fā)展方向。然而，基于目前的技術(shù)平臺很難做到真正深度融合。光纖通信與移動通信的深度改進和變革是未來信息通信發(fā)展的必經(jīng)之路。為此，全光信號變換與處理、微波光子鏈路和光載射頻技術(shù)越來越受到科研人員的推崇。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在提供一種用于速率高達556Gbps的數(shù)模融合微波光子鏈路傳輸系統(tǒng)的超高速微波光子信號融合遠端機，對未來室內(nèi)室外分布系統(tǒng)、超高速無線局域網(wǎng)、超高速數(shù)字光纖骨干傳送網(wǎng)、新型相鄰基站之間高速微波光子互聯(lián)提供解決方案。

本實用新型由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種超高速微波光子信號融合遠端機，包括第二EDFA單元、Y型光學分路模塊、高斯型光學濾波器、DP-128QAM光子信號接收機、DSP電路模塊、信號判決電路模塊、第一QAM序列解碼器、第二QAM序列解碼器、高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊、光電子檢測變換模塊、帶外抑制濾波器、高頻信號功率放大器；第二EDFA單元的輸入連接SSMF，輸出連接Y型光學分路模塊的輸入，Y型光學分路模塊的兩個輸出分支分別連接高斯型光學濾波器的輸入和光電子檢測變換模塊的輸入；高斯型光學濾波器的輸出連接DP-128QAM光子信號接收機的輸入，DP-128QAM光子信號接收機的輸出連接DSP電路模塊的輸入，DSP電路模塊的輸出連接信號判決電路模塊的輸入，信號判決電路模塊的輸出分別經(jīng)第一QAM序列解碼器和第二QAM序列解碼器后，接入高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊的輸入，高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊輸出556Gbps高速基帶序列信號；光電子檢測變換模塊的輸出連接帶外抑制濾波器的輸入，帶外抑制濾波器的輸出連接高頻信號功率放大器的輸入，高頻信號功率放大器的輸出連接寬頻天線。

本實用新型提供了一種超高速微波光子信號融合遠端機，采用了光學差分偏振高階正交幅度調(diào)制(DP-128QAM)技術(shù)、高速數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)、高速串并-并串轉(zhuǎn)換技術(shù)。使用時近端機通過標準單模光纖(SSMF)鏈接遠端機，高速信號由近端機傳送到遠端機，再經(jīng)過光纖接口或?qū)掝l天線對目標區(qū)域進行高速信號覆蓋。本實用新型對未來室內(nèi)室外分布系統(tǒng)、超高速無線局域網(wǎng)、超高速數(shù)字光纖骨干傳送網(wǎng)、新型相鄰基站之間高速微波光子互聯(lián)提供解決方案。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的超高速微波光子信號融合遠端機應(yīng)用于超高速微波光子鏈路傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成框圖。

圖2為圖1近端機的構(gòu)成框圖。

圖3為本實用新型提供的超高速微波光子信號融合遠端機的構(gòu)成框圖。

圖4為圖2近端機中DP-128QAM光子信號發(fā)射機的原理結(jié)構(gòu)圖。

圖5為圖3遠端機中DP-128QAM光子信號接收機的原理結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1所示，本實施例提供的超高速微波光子信號融合遠端機應(yīng)用于超高速微波光子鏈路傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括近端機、遠端機、寬頻天線及SSMF，近端機和遠端機通過SSMF連接，近端機輸入為556Gbps高速基帶序列信號，遠端機的一個輸出為556Gbps高速基帶序列信號，另一個輸出連接寬頻天線，進行空間556Gbps超高速無線信號覆蓋。

整個系統(tǒng)的信號傳輸鏈路描述：

556Gbps高速基帶序列信號輸入到近端機，經(jīng)串并轉(zhuǎn)換、128QAM基帶電信號調(diào)制、超高速光學DP-128QAM相干調(diào)制后，與非線性新生移頻CW光波信號通過WDM復(fù)用后經(jīng)SSMF傳送到遠端機；超高速數(shù)模融合微波光子鏈路信號到達遠端機后，經(jīng)Y型光學分路模塊進行光學分路，其中一光路通過光學濾波、DP-128QAM相干解調(diào)、DSP信號處理、信號電平判決處理、128QAM序列解碼、高速并串轉(zhuǎn)換后恢復(fù)出原556Gbps高速基帶序列信號；另一光路通過光電子檢測變換處理、帶外抑制濾波處理、高頻信號功率放大后，經(jīng)寬頻天線進行空間556Gbps超高速無線信號覆蓋。

如圖2所示，近端機包括：第一CW激光器、第二CW激光器、第一X型光學耦合器、SOA激光放大器、第一WDM單元、DP-128QAM光子信號發(fā)射機、第二WDM單元及第一EDFA單元。第一CW激光器和第二CW激光器2的輸出分別連接第一X型光學耦合器的兩個輸入；第一X型光學耦合器的輸出連接SOA激光放大器的輸入，SOA激光放大器的輸出連接第一WDM單元的輸入；第一WDM單元輸出非線性新移頻CW光波信號給第二WDM單元的一個輸入，同時輸出第一CW激光器光波信號給DP-128QAM光子信號發(fā)射機的一個輸入，DP-128QAM光子信號發(fā)射機的另一輸入接入556Gbps高速基帶序列信號，DP-128QAM光子信號發(fā)射機輸出556Gbps光子信息給第二WDM單元的另一個輸入；第二WDM單元輸出復(fù)合微波光子鏈路信號給第一EDFA單元的輸入，第一EDFA單元的輸出連接SSMF。

近端機部分的信號傳輸鏈路描述：中心頻率分別為193.414THz、193.444THz的CW激光器-1和CW激光器-2通過X型光學耦合器、SOA激光放大器后，經(jīng)雙通道輸出頻率為193.414THz、193.474THz的WDM對光子信號進行濾波分離，分離出來的一路中心頻率為193.414THz的光路信號通過DP-128QAM光子信號發(fā)射機后與分離出來的另外一路中心頻率為193.474THz的光子信號經(jīng)WDM復(fù)用合路，合路后的微波光子鏈路信號經(jīng)EDFA功率放，再經(jīng)過80km的SSMF傳送到遠端機。

如圖3所示，遠端機包括：第二EDFA單元、Y型光學分路模塊、高斯型光學濾波器、DP-128QAM光子信號接收機、DSP電路模塊、信號判決電路模塊、第一QAM序列解碼器、第二QAM序列解碼器、高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊、光電子檢測變換模塊、帶外抑制濾波器、高頻信號功率放大器。第二EDFA單元的輸入連接SSMF，輸出連接Y型光學分路模塊的輸入，Y型光學分路模塊的兩個輸出分支分別連接高斯型光學濾波器的輸入和光電子檢測變換模塊的輸入；高斯型光學濾波器的輸出連接DP-128QAM光子信號接收機的輸入，DP-128QAM光子信號接收機的輸出連接DSP電路模塊的輸入，DSP電路模塊的輸出連接信號判決電路模塊的輸入，信號判決電路模塊的輸出分別經(jīng)第一QAM序列解碼器和第二QAM序列解碼器后，接入高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊的輸入，高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊輸出556Gbps高速基帶序列信號；光電子檢測變換模塊的輸出連接帶外抑制濾波器的輸入，帶外抑制濾波器的輸出連接高頻信號功率放大器的輸入，高頻信號功率放大器的輸出連接寬頻天線。

遠端機的信號傳輸鏈路描述：遠端機通過SSMF接收到從近端機發(fā)送過來的超高速數(shù)模融合微波光子鏈路信號后，經(jīng)EDFA放大后，再通過Y型光學分路模塊分成兩路光子信號，其中一路光信號通過高斯型光學濾波器對光子信號進行濾波，濾波后的光子信號通過DP-128QAM光子信號接受機進行相干光學解調(diào)，解調(diào)出來的電信號通過DSP電路模塊、信號判決電路模塊、128QAM序列解碼、高速信號并串轉(zhuǎn)換模塊處理后，輸出556Gbps高速基帶序列信號；另外一路光信號通過光電子檢測變換模塊、帶外抑制濾波器、高頻信號功率放大器后輸出60GHz毫米波信號，該毫米波載波信號經(jīng)寬頻天線進行空間556Gbps超高速無線信號覆蓋。

如圖4所示，DP-128QAM光子信號發(fā)射機包括：高速信號串并轉(zhuǎn)換模塊、第三和第四QAM序列編碼器、第一和第二偏振光學分離器、第一至第四多進制脈沖器、第二至第五X型光學耦合器、第一至第八增益控制器、第一至第四M-Z調(diào)制器(LiNb Mach Zehnder Modulator)、第一和第二光學相移器。

高速信號串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入接入556Gbps高速基帶序列信號，兩個輸出分別連接第三和第四QAM序列編碼器的輸入，第三QAM序列編碼器的兩個輸出分別連接第一和第二多進制脈沖器，第四QAM序列編碼器的兩個輸出分別連接第三和第四多進制脈沖器，第一多進制脈沖器的兩個輸出分別經(jīng)第一和第二增益控制器后輸入至第一M-Z調(diào)制器的兩個輸入，第而多進制脈沖器的兩個輸出分別經(jīng)第三和第四增益控制器后輸入至第二M-Z調(diào)制器的兩個輸入，第三多進制脈沖器的兩個輸出分別經(jīng)第五和第六增益控制器后輸入至第三M-Z調(diào)制器的兩個輸入，第四多進制脈沖器的兩個輸出分別經(jīng)第七和第八增益控制器后輸入至第四M-Z調(diào)制器的兩個輸入；第一偏振光學分離器的輸入接CW激光器-1光波，兩個輸出分別連接第二和第三X型光學耦合器，第二X型光學耦合器的兩個輸出分別接入第一M-Z調(diào)制器的第三輸入端及第二M-Z調(diào)制器的第三輸入端，第三X型光學耦合器的兩個輸出分別接入第三M-Z調(diào)制器的第三輸入端及第四M-Z調(diào)制器的第三輸入端；第一M-Z調(diào)制器的輸出接第四X型光學耦合器的一個輸入，第二M-Z調(diào)制器的輸出經(jīng)第一光學相移器后接第四X型光學耦合器的另一個輸入；第三M-Z調(diào)制器的輸出接第五X型光學耦合器的一個輸入，第四M-Z調(diào)制器的輸出經(jīng)第二光學相移器后接第五X型光學耦合器的另一個輸入；第四X型光學耦合器的輸出和第五X型光學耦合器的輸出連接第二偏振光學分離器的兩個輸入，第二偏振光學分離器的輸出端輸出556Gbps光子信息。

如圖5所示，DP-128QAM光子信號接收機包括：第三偏振光學分離器、第三CW激光器、第四偏振光學分離器、第六至第十三X型光學耦合器、第三和第四光學相移器、第一至第八光電探測器、第一至第四電子減法器、第一至第四低噪聲放大器。

第三CW激光器的輸出連接第三偏振光學分離器的輸入，第三偏振光學分離器的兩個輸出分別連接第七X型光學耦合器和第八X型光學耦合器；第四偏振光學分離器的輸入端接入超高速光子信息，兩個輸出分別連接第六X型光學耦合器和第九X型光學耦合器；第六至第九X型光學耦合器；第六X型光學耦合器的兩個輸出分別連接第十X型光學耦合器的一個輸入和第十一X型光學耦合器的一個輸入；第七X型光學耦合器的一個輸出連接第十X型光學耦合器的一個輸入，另一個輸出經(jīng)第三光學相移器連接第十一X型光學耦合器的另一個輸入；第八X型光學耦合器的一個輸出經(jīng)第四光學相移器連接第十二X型光學耦合器的一個輸入，另一個輸出連接第十三X型光學耦合器的一個輸入；第九X型光學耦合器的兩個輸出分別連接第十二X型光學耦合器的另一個輸入和第十三X型光學耦合器的另一個輸入；第十X型光學耦合器的兩個輸出經(jīng)第一和第二光電探測器后輸入第一電子減法器，第十一X型光學耦合器的兩個輸出經(jīng)第三和第四光電探測器后輸入第二電子減法器，第十二X型光學耦合器的兩個輸出經(jīng)第五和第六光電探測器后輸入第三電子減法器，第十三X型光學耦合器的兩個輸出經(jīng)第七和第八光電探測器后輸入第四電子減法器；第一至第四電子減法器的輸出分別經(jīng)第一至第四低噪聲放大器后輸出。

DP-128QAM光子信號發(fā)射機的信號傳輸鏈路描述：556Gbps高速基帶序列信號通過高速信號串并轉(zhuǎn)換模塊輸出兩路次高速基帶序列信號。接下來，兩次高速基帶序列信號的處理方式相同，以其中一路為例進行說明：次高速基帶序列信號通過QAM序列編碼器進行信息編碼后輸出兩路多進制脈沖器，每路多進制脈沖器輸出的兩路信號都再通過增益控制器進行不同增益調(diào)節(jié)，然后再分別輸入到兩個相同的LiNb Mach Zehnder Modulator，作為高速調(diào)制信號。CW激光器-1輸出的光波經(jīng)過偏振光學分離器、X型光學耦合器再進一步分理處兩對(共計四路)光波傳送給四個LiNb Mach Zehnder Modulator，接下來的兩對(共計四路)光波處理方式相同，以其中一對(共計兩路)光波為例說明：經(jīng)X型光學耦合器輸出的兩路光波分別通過兩個LiNb Mach Zehnder Modulator被上述的兩對(共計兩路)具有不同增益的多進制脈沖信號調(diào)制，其中一路調(diào)制后的光波信號通過光學相移器實施移頻處理，然后再經(jīng)X型光學耦合器輸出一路光載波信號。另一路光載波信號產(chǎn)生的方式一樣，不在累述。兩路光載波信號再通過偏振光學耦合器輸出。

上述實施例僅表達了本實用新型的一種典型實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的構(gòu)思前提下，所做出的若干變形或改進，都屬于本實用新型的揭露范圍。