專利名稱：多碼型接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多碼型接收機(jī)，具體涉及一種基于半導(dǎo)體光放大器 (SOA)，馬赫-曾德延遲相干器(MZDI)，平衡接收機(jī)和電信息反饋同或解碼 的多碼型接收機(jī)，解決二進(jìn)制幅移鍵控(2ASK)和二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)兩種 碼型的同時(shí)接收和二進(jìn)制相移鍵控的非相干接收等問(wèn)題，屬于光通信技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
信息社會(huì)對(duì)大容量、無(wú)縫連接的全球光網(wǎng)絡(luò)的需求的增長(zhǎng)促進(jìn)和刺激著寬 帶寬、長(zhǎng)距離、高容量光傳送系統(tǒng)的發(fā)展。光信號(hào)的碼型對(duì)信號(hào)的傳輸性能有 著重要的影響，不同的碼型可以適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。二進(jìn)制幅移鍵控因其 帶寬窄，成本低，和良好的抗時(shí)延抖動(dòng)性能而廣泛地應(yīng)用于城域網(wǎng)絡(luò)中。二進(jìn) 制相移鍵控能夠良好地抑制非線性損傷和幅度噪聲，在高速、長(zhǎng)途傳輸中與幅 移鍵控相比有著更好的性能。隨著未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在同一網(wǎng)絡(luò)中可能存在著 多種碼型調(diào)制的信號(hào)，這就需要能同時(shí)收發(fā)多個(gè)碼型的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。而目 前的接收機(jī)只能針對(duì)單一碼型進(jìn)行接收，這就需要開發(fā)一種能夠同時(shí)解調(diào)多種 碼型信號(hào)的接收機(jī)。
二進(jìn)制幅移鍵控信號(hào)，又稱開關(guān)鍵控信號(hào)，是用光信號(hào)的不同強(qiáng)度來(lái)代表 信息，信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)都相對(duì)簡(jiǎn)單，接收信號(hào)只需要用光-電轉(zhuǎn)換模塊探測(cè)出 信號(hào)幅度即可，適用于城域網(wǎng)和接入網(wǎng)。二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)則是用相位來(lái)代 表信息，而光信號(hào)的強(qiáng)度恒定，由于其抗幅度噪聲和非線性的性能較好，可以 適用于高速、長(zhǎng)途傳輸。目前對(duì)BPSK信號(hào)的解調(diào)采用的都是相干解調(diào)的辦 法，包括基于光鎖相環(huán)的相干解調(diào)，基于注入鎖定激光器的零外差解調(diào)，基于 固定可調(diào)分布式反饋激光器的零外差解調(diào)等。相干解調(diào)需要本地光信號(hào)與接收 光信號(hào)在波長(zhǎng)、相位、偏振上完全匹配，解調(diào)控制復(fù)雜，因?yàn)樾盘?hào)在傳輸過(guò)程
中會(huì)受到相位噪聲和雙折射的影響，接收端接收到的光信號(hào)的相位和偏振狀態(tài) 極不穩(wěn)定，除此之外，發(fā)送端激光器的波長(zhǎng)也會(huì)因?yàn)楣ぷ鳒囟群驮O(shè)備老化而不 穩(wěn)定，這就使得對(duì)BPSK的相干解調(diào)變得非常困難，不能有效地接收BPSK信
號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和實(shí)際系統(tǒng)的需要，提出一種多碼 型接收機(jī)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)2ASK和BPSK兩種信號(hào)的解調(diào)而不需要額外的控 制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)BPSK信號(hào)的非相干解調(diào)。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明以半導(dǎo)體光放大器(SOA)飽和狀態(tài)區(qū)的相移特 性，馬赫-曾德延遲相干器，平衡接收機(jī)和電邏輯信號(hào)處理為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì) 2ASK的碼型變換、BPSK信號(hào)的延遲干涉、光信號(hào)的平衡接收和接收信號(hào)的反 饋同或解碼來(lái)實(shí)現(xiàn)能同時(shí)接收2ASK信號(hào)和BPSK信號(hào)的多碼型接收機(jī)。所用 的半導(dǎo)體光放大器是非線性性能很好的型號(hào)，利用增益飽和特性和自相位調(diào)制 特性將2ASK信號(hào)轉(zhuǎn)換為BPSK信號(hào)，而BPSK信號(hào)因?yàn)槠涔β屎愣?，在?jīng)過(guò) SOA后還是BPSK信號(hào)。然后通過(guò)兩臂相差l比特距離的馬赫-曾德延遲相干器 將相位信息轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度信息，并用平衡接收機(jī)探測(cè)出該強(qiáng)度信息，最后用電域 的反饋同或解碼處理恢復(fù)出原始信號(hào)。
本發(fā)明的方案具體描述如下
本發(fā)明的多碼型接收機(jī)的構(gòu)成主要包括半導(dǎo)體光放大器、馬赫-曾德延遲 相千器、平衡接收機(jī)和電反饋同或解碼模塊。所述平衡接收機(jī)由兩個(gè)光電探測(cè) 器和一個(gè)電減法器組成，所述電反饋同或解碼模塊由一個(gè)電同或門和一個(gè)1比 特延遲線組成。半導(dǎo)體光放大器，馬赫-曾德延遲相干器和平衡接收機(jī)之間用光 纖相連，平衡接收機(jī)和電域的反饋同或解碼模塊之間用電傳輸線相連。
接收信號(hào)輸入半導(dǎo)體光放大器，輸入的幅移鍵控信號(hào)經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體光放大器 后轉(zhuǎn)換為相移鍵控信號(hào)，而輸入的相移鍵控信號(hào)則保持不變，半導(dǎo)體光放大器 的輸出與相對(duì)延遲差為l比特的馬赫-曾德延遲相干器的輸入端相連，馬赫-曾德 延遲相干器有兩個(gè)輸出，分別與平衡接收機(jī)的兩個(gè)光電探測(cè)器相連，兩個(gè)光電探測(cè)器的輸出分別與電減法器的輸入相連，電減法器的輸出與電反饋同或解碼 模塊中電同或門的一個(gè)輸入相連，電同或門的輸出分為兩路， 一路輸出經(jīng)過(guò)1 比特延遲線后與電同或門的另一個(gè)輸入相連，另一路輸出即接收機(jī)的輸出。輸入的信號(hào)光先經(jīng)一個(gè)半導(dǎo)體光放大器，該半導(dǎo)體光放大器應(yīng)選用非線性 較好，飽和功率低的型號(hào)，2ASK信號(hào)在其中因?yàn)轱柡驮鲆婧妥韵辔徽{(diào)制而轉(zhuǎn) 換為BPSK信號(hào)，而BPSK信號(hào)輸入該半導(dǎo)體光放大器后，雖然也發(fā)生了相 移，但因?yàn)榉群愣ǎ行盘?hào)經(jīng)歷的相移相同，所以仍然為BPSK信號(hào)。該 信號(hào)進(jìn)入相對(duì)延遲為1比特的馬赫-曾德延遲相干器，將相位信息轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)度 信息，再由平衡接收機(jī)探測(cè)出該強(qiáng)度信息，由于經(jīng)過(guò)了延遲干涉，該強(qiáng)度信息 并不是原始信息，所以需要解碼。解碼的過(guò)程由一個(gè)電反饋同或解碼模塊完 成，電反饋同或解碼模塊中， 一個(gè)電同或門的輸出經(jīng)過(guò)1比特延遲線后再連到 此電同或門的一個(gè)輸入端，實(shí)現(xiàn)前一個(gè)時(shí)刻的輸出和后一個(gè)時(shí)刻輸入的同或運(yùn) 算，該過(guò)程能夠恢復(fù)原始碼流。當(dāng)同或門輸出端的初始狀態(tài)和輸入多碼型接收 機(jī)的光信號(hào)的第一個(gè)信號(hào)邏輯相同時(shí)，整個(gè)接收機(jī)的輸出是與原始信號(hào)相同， 當(dāng)同或門輸出端的初始狀態(tài)和輸入多碼型接收機(jī)光信號(hào)的第一個(gè)信號(hào)邏輯相反 時(shí)，整個(gè)接收機(jī)的輸出是原始信號(hào)取非。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有多方面的優(yōu)越性。本發(fā)明通過(guò)半導(dǎo)體光放大 器實(shí)現(xiàn)從2ASK到BPSK的碼型變換，再通過(guò)延遲干涉，差分接收和反饋同或 解碼來(lái)實(shí)現(xiàn)能同時(shí)接收2ASK信號(hào)和BPSK信號(hào)的多碼型接收機(jī)。本發(fā)明的多 碼型接收機(jī)具有組成器件技術(shù)成熟，益于集成等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)BPSK信號(hào)的非相干解 調(diào)大大簡(jiǎn)化了 BPSK信號(hào)的接收。


圖1為本發(fā)明多碼型接收機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。
圖1為本發(fā)明多碼型接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。多碼型接收機(jī)由半導(dǎo)體光放大器、馬赫-曾德延遲相干器、平衡接收機(jī)和電反饋同或解碼模塊構(gòu)成，所述平衡 接收機(jī)由兩個(gè)光電探測(cè)器和一個(gè)電減法器組成，所述電反饋同或解碼模塊由一 個(gè)電同或門和一個(gè)1比特延遲線組成。半導(dǎo)體光放大器，馬赫-曾德延遲相干器 和平衡接收機(jī)之間用光纖相連，平衡接收機(jī)和電反饋同或解碼模塊之間用電傳 輸線相連。
接收信號(hào)輸入半導(dǎo)體光放大器，輸入的幅移鍵控信號(hào)經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體光放大器 后轉(zhuǎn)換為相移鍵控信號(hào)，而輸入的相移鍵控信號(hào)則保持不變，半導(dǎo)體光放大器 的輸出與相對(duì)延遲差為1比特的馬赫-曾德延遲相干器(MZDI)的輸入端相連， 馬赫-曾德延遲相干器有兩個(gè)輸出，分別與平衡接收機(jī)的兩個(gè)光電探測(cè)器相連， 兩個(gè)光電探測(cè)器的輸出分別與電減法器的輸入相連，電減法器的輸出與電反饋 同或解碼模塊中電同或門的一個(gè)輸入相連，電同或門的輸出分為兩路， 一路輸 出經(jīng)過(guò)1比特延遲線后與電同或門的另一個(gè)輸入相連，另一路輸出即接收機(jī)的 輸出。
接收端信號(hào)光先注入一個(gè)半導(dǎo)體光放大器，該半導(dǎo)體光放大器應(yīng)選用非線 性較好，飽和功率低的型號(hào)，2ASK信號(hào)在其中因?yàn)轱柡驮鲆婧妥韵辔徽{(diào)制而 轉(zhuǎn)換為BPSK信號(hào)，輸入2ASK信號(hào)的功率和消光比都會(huì)影響轉(zhuǎn)換后的BPSK 信號(hào)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試。BPSK信號(hào)輸入該半導(dǎo)體光放大器后， 雖然也發(fā)生了相移，但因?yàn)榉群愣?，所有信?hào)經(jīng)歷的相移相同，所以仍然為 BPSK信號(hào)。該信號(hào)進(jìn)入相對(duì)延遲為1比特的馬赫-曾德延遲相干器，通過(guò)相長(zhǎng) 和相消干涉將相位信息轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)度信息，再由平衡接收機(jī)探測(cè)出該強(qiáng)度信 息。平衡接收機(jī)包括兩個(gè)光電探測(cè)器和一個(gè)電減法器，光電探測(cè)器所探測(cè)的電 信號(hào)經(jīng)減法運(yùn)算后輸出。由于經(jīng)過(guò)了延遲干涉，該強(qiáng)度信息并不是原始信息， 所以需要解碼。解碼過(guò)程由電反饋同或模塊完成，實(shí)現(xiàn)前一個(gè)時(shí)刻的輸出和后 一個(gè)時(shí)刻輸入的同或運(yùn)算，恢復(fù)出原始碼流。當(dāng)同或門輸出端的初始狀態(tài)和輸 入多碼型接收機(jī)的光信號(hào)的第一個(gè)信號(hào)邏輯相同時(shí)，整個(gè)接收機(jī)的輸出是與原 始信號(hào)相同，當(dāng)同或門輸出端的初始狀態(tài)和輸入多碼型接收機(jī)光信號(hào)的第一個(gè) 信號(hào)邏輯相反時(shí)，整個(gè)接收機(jī)的輸出是原始信號(hào)取非。
權(quán)利要求
1、一種多碼型接收機(jī)，其特征在于由半導(dǎo)體光放大器、馬赫-曾德延遲相干器、平衡接收機(jī)和電反饋同或解碼模塊構(gòu)成，所述平衡接收機(jī)由兩個(gè)光電探測(cè)器和一個(gè)電減法器組成，所述電反饋同或解碼模塊由一個(gè)電同或門和一個(gè)1比特延遲線組成；接收信號(hào)輸入半導(dǎo)體光放大器，輸入的幅移鍵控信號(hào)經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體光放大器后轉(zhuǎn)換為相移鍵控信號(hào)，而輸入的相移鍵控信號(hào)則保持不變，半導(dǎo)體光放大器的輸出與相對(duì)延遲差為1比特的馬赫-曾德延遲相干器的輸入端相連，馬赫-曾德延遲相干器有兩個(gè)輸出，分別與平衡接收機(jī)的兩個(gè)光電探測(cè)器相連，兩個(gè)光電探測(cè)器的輸出分別與電減法器的輸入相連，電減法器的輸出與電反饋同或解碼模塊中電同或門的一個(gè)輸入相連，電同或門的輸出分為兩路，一路輸出經(jīng)過(guò)1比特延遲線后與電同或門的另一個(gè)輸入相連，另一路輸出即接收機(jī)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多碼型接收機(jī)，通過(guò)對(duì)二進(jìn)制幅移鍵控2ASK的碼型變換，二進(jìn)制相移鍵控BPSK信號(hào)的延遲干涉和接收信號(hào)的反饋同或解碼來(lái)實(shí)現(xiàn)能同時(shí)接收2ASK信號(hào)和BPSK信號(hào)的多碼型接收機(jī)，半導(dǎo)體光放大器利用增益飽和特性和自相位調(diào)制特性將2ASK信號(hào)轉(zhuǎn)換為BPSK信號(hào)，而BPSK信號(hào)經(jīng)過(guò)SOA后還是BPSK信號(hào)，然后通過(guò)兩臂相差為1比特距離的馬赫-曾德延遲相干器將相位信息轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度信息，并用平衡接收機(jī)探測(cè)出該強(qiáng)度信息，最后用電域的反饋同或解碼處理恢復(fù)出原始信號(hào)，本發(fā)明解決了2ASK和BPSK兩種碼型的多碼型接收和BPSK信號(hào)的非相干接收的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04B10/152GK101340245SQ200810041668
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者劉智鑫, 錚 梁, 肖石林 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)