一種100g cfp光模塊的實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域使用的一種100G CFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，光接收單元包括接收光模塊載體激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分離器BS、混頻器、高速硅光電二極管及放大器芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC、高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP；光發(fā)射單元由兩個(gè)平行的50G QPSK調(diào)制器和一個(gè)偏振復(fù)用器BC組成，兩個(gè)50G信號(hào)分別調(diào)制到兩個(gè)偏振正交的光載波上，然后再通過(guò)偏振復(fù)用器把X軸和Y軸光信號(hào)按正交極化復(fù)用合并在一起通過(guò)光纖發(fā)送出去。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是：可以利用25G光電子器件，采用相干接收和后繼的DSP處理，可以自動(dòng)補(bǔ)償色散和PMD。
【專利說(shuō)明】
一種10OG CFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種通信領(lǐng)域使用的光通訊模塊，特別是一種100G CFP光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著40Gb/s的大規(guī)模部署的開始，業(yè)界又涌現(xiàn)出多種新型的lOOG/s調(diào)制編碼格式。面對(duì)眾多特征各異的傳輸碼型，在綜合考慮其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，業(yè)界主要從傳輸距離、通路間隔、與40Gb/s和lOGb/s系統(tǒng)的兼容性、模塊成本與傳輸性能的平衡等方面進(jìn)行綜合選擇。
[0003]隨著高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(DSP)和模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)(ADC)的進(jìn)步，相干光通信成為研究的熱點(diǎn)。相干檢測(cè)與DSP技術(shù)相結(jié)合，可以在電域進(jìn)行載波相位同步和偏振跟蹤，清除了傳統(tǒng)相干接收的兩大障礙。基于DSP的相干接收機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有硬件透明性，可在電域補(bǔ)償各種傳輸損傷，簡(jiǎn)化傳輸鏈路，降低傳輸成本;支持多進(jìn)制調(diào)制格式和偏振復(fù)用，實(shí)現(xiàn)高頻譜效率的傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種10GCFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法，其傳輸性能好、體積小、成本低?？梢詫?shí)現(xiàn)幅度、頻率、相位和偏振等各種調(diào)制方式，數(shù)字電信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片數(shù)字均衡的方式可實(shí)現(xiàn)定時(shí)恢復(fù)、信號(hào)恢復(fù)、極化和PMD跟蹤，以及色散補(bǔ)償?shù)裙δ堋?br>[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種100G CFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法，光模塊包括光接收單元、光發(fā)射單元及接口單元，其特征在于，所述的光接收單元包括接收光模塊載體激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分離器BS、混頻器、I/Q調(diào)制器、高速硅光電二極管及放大器芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC、高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP;所述的載體激光信號(hào)通過(guò)偏振分光器PBS分為X/Y兩路，所述的本地光源LO通過(guò)分離器BS也分為X/Y兩路，載體激光信號(hào)與本地光源信號(hào)在混頻器混頻后，混頻后X/Y兩路信號(hào)分別得到4個(gè)偏振和相位正交的光信號(hào);所述的每路光信號(hào)分別經(jīng)高速硅光電二極管檢測(cè)處理，轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，再放大器芯片放大，并驅(qū)動(dòng)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC的信號(hào)輸入;所述的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC將輸入的每路模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入至高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP進(jìn)行處理。
[0007]所述的光發(fā)射單元由兩個(gè)平行的50G QPSK調(diào)制器和一個(gè)偏振復(fù)用器BC組成，每個(gè)50G QPSK調(diào)制器由2個(gè)25G光電子器件組成，兩個(gè)50G信號(hào)分別調(diào)制到兩個(gè)偏振正交的光載波上，然后再通過(guò)偏振復(fù)用器把X軸和Y軸光信號(hào)按正交極化復(fù)用合并在一起通過(guò)光纖發(fā)送出去。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0009]1、在光接收單元中增加了外差或零差接收所需的本地振蕩光源(LO)，該光源輸出的光波與接收到的已調(diào)光波在滿足波前匹配和偏振匹配的條件下，進(jìn)行光電混頻?？梢詫?shí)現(xiàn)幅度、頻率、相位和偏振等各種調(diào)制方式。
[0010]2、混頻后得到的4個(gè)偏振和相位正交的光信號(hào)，分別用高速硅光電二極管PIN檢測(cè)，經(jīng)電放大和濾波后由A/D電路轉(zhuǎn)化為4路數(shù)字電信號(hào)。數(shù)字電信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片數(shù)字均衡的方式可實(shí)現(xiàn)定時(shí)恢復(fù)、信號(hào)恢復(fù)、極化和PMD跟蹤，以及色散補(bǔ)償?shù)裙?huì)K。
[0011]3、作為載體的激光信號(hào)通過(guò)PBS(偏振分光器)分為X/Y兩路，每路信號(hào)在通過(guò)2個(gè)調(diào)制器組成的I/Q調(diào)制器(I路和Q路相位差90°)分別將信號(hào)調(diào)制到載波，然后再通過(guò)偏振復(fù)用器把X軸和Y軸光信號(hào)按偏振復(fù)用合并在一起通過(guò)光纖發(fā)送出去，從而實(shí)現(xiàn)了 100Gb/s在單光纖上的傳輸。
[0012]4、每個(gè)正交偏振光載波上的信號(hào)實(shí)際為25G baud QPSK信號(hào)，因此100GDP-QPSK信號(hào)帶寬只有25G，可以利用25G光電子器件，理論上具有25G的性能。采用相干接收和后繼的DSP處理，可以自動(dòng)補(bǔ)償色散和PMD。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明光接收模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本發(fā)明光發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖中:1_混頻器2-高速硅光電二極管3-放大器芯片4-高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC5-25G光電子器件6-偏振復(fù)用器
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]見(jiàn)圖1，一種100GCFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法，所述的光模塊包括光接收單元、光發(fā)射單元及接口單元，所述的光接收單元包括接收光模塊載體激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分離器BS、混頻器、I/Q調(diào)制器、高速硅光電二極管及放大器芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC、高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP;所述的載體激光信號(hào)通過(guò)偏振分光器PBS分為X/Y兩路，所述的本地光源LO通過(guò)分離器BS也分為X/Y兩路，載體激光信號(hào)與本地光源信號(hào)在混頻器混頻后，混頻后X/Y兩路信號(hào)分別得到4個(gè)偏振和相位正交的光信號(hào);所述的每路光信號(hào)分別經(jīng)高速娃光電二極管檢測(cè)處理，轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，再放大器芯片放大，并驅(qū)動(dòng)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC的信號(hào)輸入;所述的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC將輸入的每路模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入至高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP進(jìn)行處理。
[0018]見(jiàn)圖2，光發(fā)射單元由兩個(gè)平行的50G QPSK調(diào)制器和一個(gè)偏振復(fù)用器BC組成，每個(gè)50G QPSK調(diào)制器由2個(gè)25G光電子器件5組成，兩個(gè)50G信號(hào)分別調(diào)制到兩個(gè)偏振正交的光載波上，然后再通過(guò)偏振復(fù)用器把X軸和Y軸光信號(hào)按正交極化復(fù)用合并在一起通過(guò)光纖發(fā)送出去。
[0019]通過(guò)以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果:
[0020]1、在光接收單元中增加了外差或零差接收所需的本地振蕩光源(LO)，該光源輸出的光波與接收到的已調(diào)光波在滿足波前匹配和偏振匹配的條件下，進(jìn)行光電混頻?；祛l后輸出的信號(hào)光波場(chǎng)強(qiáng)和本振光波場(chǎng)強(qiáng)之和的平方成正比，從中可選出本振光波與信號(hào)光波的差頻信號(hào)。由于該差頻信號(hào)的變化規(guī)律與信號(hào)光波的變化規(guī)律相同，而不像直檢波通信方式那樣，檢測(cè)電流只反映光波的強(qiáng)度，因而，可以實(shí)現(xiàn)幅度、頻率、相位和偏振等各種調(diào)制方式。
[0021]2、混頻后得到的4個(gè)偏振和相位正交的光信號(hào)，分別用高速硅光電二極管PIN檢測(cè)，經(jīng)電放大和濾波后由A/D電路轉(zhuǎn)化為4路數(shù)字電信號(hào)。數(shù)字電信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片數(shù)字均衡的方式可實(shí)現(xiàn)定時(shí)恢復(fù)、信號(hào)恢復(fù)、極化和PMD跟蹤，以及色散補(bǔ)償?shù)裙?huì)K。
[0022]3、作為載體的激光信號(hào)通過(guò)PBS(偏振分光器)分為X/Y兩路，每路信號(hào)在通過(guò)2個(gè)調(diào)制器組成的I/Q調(diào)制器(I路和Q路相位差90°)分別將信號(hào)調(diào)制到載波，然后再通過(guò)偏振復(fù)用器把X軸和Y軸光信號(hào)按偏振復(fù)用合并在一起通過(guò)光纖發(fā)送出去，從而實(shí)現(xiàn)了 100Gb/s在單光纖上的傳輸。
[0023]4、每個(gè)正交偏振光載波上的信號(hào)實(shí)際為25G baud QPSK信號(hào)，因此100G DP-QPSK信號(hào)帶寬只有25G，可以利用25G光電子器件，理論上具有25G的性能。采用相干接收和后繼的DSP處理，可以自動(dòng)補(bǔ)償色散和PMD。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種10GCFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法，所述的10G CFP光模塊包括光接收單元、光發(fā)射單元及接口單元，其特征在于，所述的光接收單元包括接收光模塊載體激光的偏振分光器PBS、接收本地光源LO的分離器BS、混頻器、I/Q調(diào)制器、高速硅光電二極管及放大器芯片、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC、高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP;所述的載體激光信號(hào)通過(guò)偏振分光器PBS分為X/Y兩路，所述的本地光源LO通過(guò)分離器BS也分為X/Y兩路，載體激光信號(hào)與本地光源信號(hào)在混頻器混頻后，混頻后X/Y兩路信號(hào)分別得到4個(gè)偏振和相位正交的光信號(hào);所述的每路光信號(hào)分別經(jīng)高速硅光電二極管檢測(cè)處理，轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，再放大器芯片放大，并驅(qū)動(dòng)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC的信號(hào)輸入;所述的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路ADC將輸入的每路模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入至高速數(shù)字信號(hào)處理電路DSP進(jìn)行處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種100GCFP光模塊的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的光發(fā)射單元由兩個(gè)平行的50G QPSK調(diào)制器和一個(gè)偏振復(fù)用器BC組成，每個(gè)50G QPSK調(diào)制器由2個(gè)25G光電子器件組成，兩個(gè)50G信號(hào)分別調(diào)制到兩個(gè)偏振正交的光載波上，然后再通過(guò)偏振復(fù)用器BC把X軸和Y軸光信號(hào)按正交極化復(fù)用合并在一起通過(guò)光纖發(fā)送出去。
【文檔編號(hào)】H04B10/61GK105871469SQ201610445675
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】李延年
【申請(qǐng)人】鞍山國(guó)揚(yáng)通信科技有限公司