[发明专利]一种适用于相干检测的全光相位噪声抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于相干光通信领域，具体涉及使用全光方法抑制相干检测过程中相位噪声，以实现相干接收性能的改善。

背景技术

相干检测是实现大容量、高频谱利用率光通信的关键技术之一，相对强度调制、直接检测方式具有接收灵敏度高、适用于多种调制格式等优点。常见的相干光通信是在接收端使用本地光源产生相干光与接收的信号光经混频后再由光电探测器进行光电转换得到电信号用于解调。实际应用中接收机的误码率性能严重受限于激光器的相位噪声，能否对其进行有效的抑制或补偿影响了相干检测方式的实用价值。针对这一问题的常见解决方法是在接收端使用线宽极窄的激光器作为本地光源产生相干光减小相位噪声，或使用相应的电路处理技术来补偿相位噪声，如美国发明专利US20060245766A1和US20080038001A1，其所述方法可减小相位噪声对系统接收性能的影响，但过程复杂，且由于电路处理速度受限在高速系统中实现困难。

发明内容

本发明提出一种适用于相干检测的全光相位噪声抑制方法，针对目前实际系统中采用超低相位噪声激光器作为信号光源和本地光源或复杂的数字电路处理技术以改善相干接收相位噪声性能的现状，采用全光方法能有效抑制相干检测信号解调过程中的相位噪声，并具有实现简单、成本低等优点。

本发明中提出的全光相位噪声抑制方法，其特征在于系统发射端产生具有相关特性的一对光载波，对其分波后一路经调制加载信息成为信号光，另一路作为检测所需的相干光，二者经合波后输入光纤链路，经传输后到达接收端，将接收到的信号光和相干光分离提取出来并输入光混频器，经光电转换和信号处理实现以相干检测方式进行信号的解调。

所述的全光相位噪声抑制方法，其特征在于由零差和外差相干通信系统进行零差或外差相干对应信号光和相干光不同的产生方式：对于零差系统信号光和相干光中心频率相等，可通过提取光源发出频率稳定的单个纵模经偏振分束得到；对于外差系统信号光和相干光中心频率不等，可通过分波提取多波长光源的两个频率间隔稳定的纵模经分波得到，且二者的中心频率间隔必须大于信号所需带宽；传输过程中信号光与相干光偏振态可以是正交，也可以是一致，但相干检测混频时二者的偏振态应保持一致，可对应在分波、合波过程中实现。

所述的全光相位噪声抑制方法，其特征在于可通过采用宽谱的多波长光源结合光谱分割技术同时获取多组信号光和相干光，实现多信道的相干光通信系统中的相位噪声抑制和接收性能改善。

本发明的特点在于：具有相关性的相干光与信号光进行相干检测时能有效抑制相位噪声的产生，无需本地光源和复杂电路信号处理，系统结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明的一个流程示意图；

图2为本发明的一个应用示例图；

图3为本发明的一个应用示例图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做详细说明。

图1是本发明的一个流程示意图。它是一种适用于相干检测的全光相位噪声抑制方法。图2是本发明的一个应用示例图。它是一个使用本发明的单信道外差相干光通信系统。图3是本发明的另一个应用示例图。它是一个使用本发明的多信道外差相干光通信系统。

本发明的相干检测的全光相位噪声抑制方法包括如下步骤：

步骤一、系统发射端光源的输出光波经过分波后得到一对具有频率、相位相关特性的光载波。对于零差系统，使用光源发出频率稳定的单个纵模光波，分波过程是将光波分功率得到所需的一对中心频率相等的光载波；对于外差系统使用多波长光源输出两个频率间隔稳定的纵模光波，且二者的中心频率差必须大于信号所需带宽，分波过程是分离这两个纵模得到所需的光载波。

本方法可应用于单信道外差相干光通信系统中，其中的光源可选多波长光源1，分波过程可选用阵列波导光栅2实现，该阵列波导光栅2输出端的中心频率对应多波长光源1的两个纵模的中心频率，如图2所示。

步骤二、一路光载波经过调制过程加载信息得到信号光，另一路光载波经过适当的偏振态控制过程得到相干光，然后信号光和相干光经合波过程耦合输入同一根光纤中传输。

对于零差系统，相干光是上述另一路光载波经90°偏振旋转形成与信号光正交的偏振态后得到；对于外差系统，相干光可以是上述另一路光载波经90°偏振旋转形成与信号光正交的偏振态后得到，也可以是不经过90°偏振旋转，而是保持与信号光一致的偏振态直接进入合波过程。但后一种情况的前提是信号光和相干光的中心频率间隔大于分离二者时滤波过程所需的最小频率间隔。