作為本振，其調(diào)制后的光載波和對應(yīng)的本振光的頻率基 本無偏移，相位噪聲也可在相干接收中得到消除，降低了數(shù)字信號處理的復(fù)雜度，且系統(tǒng)沒 有單獨(dú)用空閑頻點(diǎn)作為參考光源，譜效率得到了保證，系統(tǒng)對激光器數(shù)量的需求小，對應(yīng)的 波分復(fù)用及模分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，相干接收端光端也無需鎖相環(huán)或者自動(dòng)頻率控制 等反饋裝置，其結(jié)構(gòu)也得到了簡化，節(jié)約了系統(tǒng)成本。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于模式復(fù)用光通信系統(tǒng)的自相關(guān)零差探測裝置的結(jié)構(gòu)框 圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中集成相干接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023] 參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于模式復(fù)用光通信系統(tǒng)的自相關(guān)零差探 測裝置，包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端與接收端之間通過光纖鏈路連接。
[0024] 其中，發(fā)送端包括初始光源產(chǎn)生器、第一多載波光產(chǎn)生裝置、第一分波器、模式復(fù) 用器、第一合波器和N個(gè)發(fā)送模塊，N為大于1的正整數(shù)，所述初始光源產(chǎn)生器、第一多載波光 產(chǎn)生裝置、第一分波器、模式復(fù)用器順次相連，第一分波器還分別與N個(gè)發(fā)送模塊相連，N個(gè) 發(fā)送模塊均與第一合波器相連，第一合波器與模式復(fù)用器相連。
[0025]接收端包括模式解復(fù)用器、第二多載波光產(chǎn)生裝置、第二分波器、第三分波器、N個(gè) 集成相干接收機(jī)、N個(gè)四路ADC(Analog-Digital Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和N個(gè)DSP (Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器），所述模式解復(fù)用器分別與第二分波器、第 二多載波光產(chǎn)生裝置相連，第二多載波光產(chǎn)生裝置與第三分波器相連，第二分波器、第三分 波器均與N個(gè)集成相干接收機(jī)相連，每個(gè)集成相干接收機(jī)與一個(gè)四路ADC相連，每個(gè)四路ADC 與一個(gè)DSP相連。
[0026]發(fā)送端的模式復(fù)用器、接收端的模式解復(fù)用器均具有兩個(gè)模式:a模式和b模式，且 模式復(fù)用器與模式解復(fù)用器之間通過光纖鏈路連接。光纖鏈路包括少模光纖和少模光纖放 大器，光纖鏈路中傳輸?shù)亩嗦凡ǚ謴?fù)用信號的相關(guān)性保持不變。
[0027]參見圖2所示，所述集成相干接收機(jī)包括用于接收信號光的第一偏振分束器、用于 接收本振光的第二偏振分束器、2個(gè)90°混頻器和4個(gè)平衡接收機(jī)。其中，第一偏振分束器、第 二偏振分束器均與2個(gè)90°混頻器相連，每個(gè)90°混頻器與2個(gè)平衡接收機(jī)相連，每個(gè)平衡接 收機(jī)具有2個(gè)集成波導(dǎo)HKPIN-Photodiode)。
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種應(yīng)用上述裝置的基于模式復(fù)用光通信系統(tǒng)的自相關(guān)零 差探測方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟SI:將初始光源產(chǎn)生器產(chǎn)生的光源，送入第一多載波光產(chǎn)生裝置中，使其產(chǎn)生 N個(gè)相關(guān)波長光源，轉(zhuǎn)入步驟S2。
[0030] 其中，步驟Sl所述使第一多載波光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生N個(gè)相關(guān)波長光源時(shí)，可以是基于 循環(huán)頻率搬移產(chǎn)生方式、多級調(diào)制器級聯(lián)產(chǎn)生方式、脈沖光源產(chǎn)生方式或非線性介質(zhì)產(chǎn)生 方式中的一種。所述N個(gè)相關(guān)波長光源是由同一光源產(chǎn)生、且頻率間隔相同的多載波光。
[0031] 步驟S2:產(chǎn)生的N個(gè)相關(guān)波長光源經(jīng)第一分波器后得到相應(yīng)N個(gè)頻點(diǎn)光源，N個(gè)頻點(diǎn) 光源中的一路光源經(jīng)第一分波器分成兩路，一路用做參考光源，輸入到模式復(fù)用器的a模式 的輸入端，另一路和其余頻點(diǎn)光源經(jīng)發(fā)送模塊數(shù)據(jù)調(diào)制、第一合波器合波后，輸入到模式復(fù) 用器的b模式的輸入端;通過模式復(fù)用器進(jìn)行模式復(fù)用后的信號，經(jīng)光纖鏈路傳輸至接收 端，轉(zhuǎn)入步驟S3。
[0032] 步驟S3:接收端的模式解復(fù)用器對接收到信號進(jìn)行模式解復(fù)用，將兩個(gè)模式的信 號分離;分離后的a模式的信號經(jīng)過第二多載波產(chǎn)生裝置生成N個(gè)相關(guān)波長光源，N個(gè)相關(guān)波 長光源經(jīng)過第三分波器后得到N個(gè)a模式的頻點(diǎn)光源，每個(gè)a模式的頻點(diǎn)光源作為一個(gè)本振 光輸入到一個(gè)集成相干接收機(jī)的本振光輸入端;分離后的b模式的信號經(jīng)過第二分波器后 得到N個(gè)b模式的頻點(diǎn)光源，每個(gè)b模式的頻點(diǎn)光源作為一個(gè)信號光輸入到一個(gè)集成相干接 收機(jī)的信號光輸入端，轉(zhuǎn)入步驟S4。
[0033]步驟S4:每個(gè)集成相干接收機(jī)對接收到的光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后得到相應(yīng)的電信 號，電信號經(jīng)過四路ADC采樣后，輸入到DSP處理，接收完成信號恢復(fù)，結(jié)束。
[0034] 為了更好地理解本發(fā)明，下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的自相關(guān)零差探測方法進(jìn) 行詳細(xì)說明。
[0035] 參見圖1所示，發(fā)送端的初始光源產(chǎn)生器產(chǎn)生頻率為fQ的窄線寬光源，經(jīng)過第一多 載波光產(chǎn)生裝置后，產(chǎn)生頻率為^、^、…、匕的相關(guān)波長光源:所述相關(guān)波長光源經(jīng)過第一 分波器分別得到各頻點(diǎn)光源，將其中頻率為心的光源經(jīng)第一分波器分成兩路，預(yù)留其中一 路用做參考光源，輸入至模式復(fù)用器的a模式的輸入端，另一路和其余頻點(diǎn)光源分別輸入到 對應(yīng)的發(fā)送模塊的調(diào)制光源輸入端，經(jīng)發(fā)送模塊調(diào)制后，經(jīng)第一合波器形成波分復(fù)用信號， 該波分復(fù)用信號輸入至模式復(fù)用器的b模式的輸入端;模式復(fù)用器進(jìn)行模式復(fù)用后形成模 分復(fù)用信號，經(jīng)過光纖鏈路傳輸至接收端；
[0036] 接收端收到的信號經(jīng)過模式解復(fù)用器解復(fù)用后，分成了 a、b兩個(gè)模式，模式a為頻 率為A的參考光源，經(jīng)過第二多載波光產(chǎn)生裝置后生成多個(gè)頻率為'2、...、f'η的相關(guān)波 長光源，經(jīng)過第三分波器后，采用一對一的方式分別輸出至對應(yīng)的集成相干接收機(jī)的本振 光輸入端；另一個(gè)模式b為頻率fl、f 2、…、fn的信號光，經(jīng)過第二分波器后，米用一對一的方 式分別輸出至對應(yīng)的集成相干接收機(jī)的信號光輸入端；
[0037] 每個(gè)集成相干接收機(jī)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后生成四路電信號，四路電信號經(jīng)由四路ADC 模數(shù)變換成數(shù)字信號后，輸入至DSP進(jìn)行信號處理，恢復(fù)出信號。
[0038] 參見圖2所示，步驟S4中所述每個(gè)集成相干接收機(jī)對接收到的信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換 后得到相應(yīng)的電信號，具體包括以下步驟：由信號光輸入端輸入的信號光經(jīng)過第一偏振分 束器后分離成兩路信號偏振光，兩路信號偏振光分別輸出至兩個(gè)90°混頻器的信號輸入端； 由本振光輸入端輸入的本振光經(jīng)過第二偏振分束器后分離成兩路本振偏振光，兩路本振偏 振光分別輸出至兩路90°混頻器的本振輸入端;每個(gè)90°混頻器進(jìn)行四路輸出后，由對應(yīng)的 兩個(gè)平衡接收機(jī)分別接收，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。
[0039]本發(fā)明中，就單偏振光來說，輸入的信號光Es和本振光Elq分別表不為：
[0040] Es = As(t)exp( j ω st) (1.1)
[0041] EL〇=AL〇(t)exp( j 〇L〇t) (1.2)
[0042] 其中As，Alq分別代表信號光和本振光的復(fù)振幅，〇s，GHo分別代表信號光和本振光 的角頻率，光功率分別為Ps= I As 12/2，PLQ= I Alo 12/2,經(jīng)過90°混頻器的輸出信號光分別表示 為：
[0052] 其中R為光電探測器響應(yīng)因子，9sig，0Lc)分別表不信號光和本振光的相位，而代表信 號光和本振光的角頻率之差ω if為：
[0053] ωιΡ=ω5-ω?0, (1.11)則平衡接收機(jī)輸出的光電流值分別為