[发明专利]一种基于相位敏感放大的QPSK到BPSK全光调制格式转换方法

说明书

本发明公开了一种光纤传输网络中，一种基于相位敏感放大的QPSK到BPSK全光调制格式转换方法，包括相位分解过程和并串转换过程。该方法综合考虑了原始信息完整性、接收机接收复杂度、信道及系统噪声等多种因素。该发明原理简单，适用范围广泛，在实现一路QPSK信号转换为一路BPSK信号的同时，可有效改善原始信号的误码性能，从而延长信号的传输距离，同时也可适用于软件定义灵活光网络中的灵活发射机及接收机领域等。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种在光纤传输网络中一路对一路的不同调制格式之间转换的实现方法。该方法主要用于将一路QPSK(quadrature phase shiftkeying)信号转换为一路BPSK(binary phase shift keying)信号并保证原始信息的完整性，可有效延长信号传输距离及降低接收机复杂度，并可适用于软件定义灵活光网络技术领域。

背景技术

光信号调制是指将电路中的信息以不同的格式携带到光学载波的过程。不同的调制格式具有不同的特点。目前由于对通信容量的需求激增以及日益紧张的频谱资源，高级调制格式如MPSK(multiple phase shift keying)，MQAM(multiple quadratureamplitude modulation)等以其高传输能力及高频谱利用率成为业界普遍看好的下一代传输手段。然而，在灵活光网络中，高级调制格式信号或简单调制格式信号如OOK(on-offkeying)及BPSK等都有其各自的优势及应用场景。相对于高级调制格式信号，简单调制格式信号虽然频谱利用率不高，但由于其星座状态间拥有更远的欧氏距离，使得其在相同的传输环境下表现出更好的误码性能或者说相同误码要求下可传输更远的距离。此外，相比于高级调制格式信号，其发射接收装置也相对简单。因此，在未来全光灵活网络中，高级及简单调制信号都有其存在价值及应用前景。为应对不同传输场景及灵活的网络需求，调制格式转换的需求应运而生，全光调制格式转换成为目前全光信号处理十分关键的一个研究方向。目前已存在的光调制格式转换方法多是将多路简单调制格式信号转换为一路高级调制格式信号或者将一路高级调制格式转换为多路简单调制格式，考虑到网络实际需求，不管是多路信号转换成一路信号抑或一路信号转换成多路信号均不适用于实际传输。在光网络的传输系统中，传输信息的完整性、灵活性以及系统的引入额外噪声等因素都是会影响到实际系统效果的必须要考虑的问题。考虑到以上问题，本方法在实现QPSK信号向BPSK信号转换时，需考虑到以下几个方面的困难：

1)原始信息完整性。传输的准确性或者误码性能是验证一个系统性能最直接的性能指标。光纤作为目前通信传输的主要链路，其传输的准确性是十分重要的。在格式转化过程中，必须要首先考虑的问题即为在转换过程中不能丢失或者修改原始信息即在转换机制上要保证原始信息的完整性。这样才能实现适用于实际传输链路的调制格式转换。

2)一路信号对一路信号的转换。信号在光纤链路中传输可看作是以链路为单位，链路与链路之间以节点连接。节点实现对信号的一系列处理，包括功率放大，波形整形，相位再生，逻辑运算，波长转换以及格式转换等。当我们在节点对信号进行格式转换处理时，考虑到为了路由算法的简洁性，更希望是一路信号进入节点，经过格式转换后仍是一路信号，只是以不同的调制格式输出。而不是多路信号在节点被转换为一路或者反过来。因此，在设计格式转换方法时，一路对一路的转换是十分重要的考虑因素。

3)信息的接收难度。传输系统的意义在于将信号准确地传输到接收端，接收端则会根据信号的调制格式及调制方法来接收信号。考虑到本方法所涉及的QPSK信号，一般采用的方式为采用IQ(in-phase，quadrature-phase)调制器调制QPSK信号。不管是串联的IQ调制器还是并联的IQ调制器，都是将I路和Q路分别用来表征信号星座点的横纵坐标。因此在接收端，需要将信号的I与Q分量分别检测出来获取原始信息。所以在设计调制格式转换时需要注意的是不能破坏原始信息I、Q两路信息的排列顺序及对应关系以减小接收端的接收难度。