[发明专利]一种基于PDM-MZM的高线性度光载射频链路装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于PDM‑MZM的高线性度光载射频链路装置及方法，LD的输出口连接PDM‑MZM的光信号输入端；PDM‑MZM光信号输出端经单模光纤传输后连接至EDFA的公共输入端；EDFA的输出端连接PD，PD输出端输出IMD3抑制后的RF信号，RF信号连接电功分器公共端，电功分器一个输出端连接MZM1的任意一个电极，电功分器另一个输出端口连接电衰减器输入端，电衰减器的输出端连接MZM2的任意一个电极。本发明结构简单，具有很强的可操作性，直接采用集成化的PDM‑MZM，大幅度减小结构复杂度和系统体积，降低成本，中子调制器均采用单电极输入，避免使用反相器，减少了链路损耗，实验操作简单。

技术领域

本发明涉及微波技术领域和光通信技术领域，尤其涉及光载射频(Radio overFiber，ROF)链路装置及方法。

背景技术

受益于光纤传输的低损耗、大容量、长距离和无电磁干扰等特性以及人们对微波光子领域的不间断探索，光载射频技术被认为是未来高频、宽带、高速的无线宽带通信的关键技术之一。

ROF通信技术优势众多，发展前景良好。但是，由于ROF系统中电光调制器和光电检测器等器件的固有非线性，使得射频(RF)信号通过ROF链路传输后会产生非线性效应，引入各阶失真，尤其三阶交调失真(Third-order Intermodulation Distortion， IMD3)。这些非线性失真不仅降低了RF信号的功率，还在一定程度上限制了ROF系统的无杂散动态范围(Spurious Free Dynamic Range，SFDR)，严重影响系统性能，大大缩小了ROF通信技术的应用范围。

现存的光域线性度优化方案大多采用产生一个互补的IMD3项以抵消现有的 IMD3项的方法来实现。此类方法包括并联调制器、串联调制器、基于萨尼亚克环、基于光纤布拉格光栅等。不仅需要结构复杂的调制器，并且并行链路的精确匹配很难实现，当利用附加的光学器件进行补偿时，大大增加了实验复杂度和链路成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于偏振复用马曾调制器(Polarization Division Multiplexing Mach-Zehnder Modulator，PDM-MZM)的高线性度光载射频链路装置及方法，通过调整RF信号在PDM-MZM子调制器中的调制指数和偏置角，构建反相失真信号以抵消链路的IMD3，进而提高链路线性度，提高SFDR。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于PDM-MZM的高线性度光载射频链路装置，包括激光二极管(Laser Diode，LD)、PDM-MZM、电功分器，电衰减器、掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber ApplicationAmplifier，EDFA)、光电探测器(Photodetector，PD)；LD的输出口连接 PDM-MZM的光信号输入端；PDM-MZM光信号输出端经单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)传输后连接至EDFA的公共输入端；EDFA的输出端连接PD，PD输出端输出 IMD3抑制后的RF信号；

所述PDM-MZM包括一个Y型光分束器、上下并联的两个子调制器和一个偏振合束器(Polarizing Beam Combiner，PBC)，两个子调制器分别为MZM1和MZM2， Y型光分束器的两臂分别连接两个子调制器，两个子调制器的输出光信号使用偏振合束器进行偏振复用，MZM1和MZM2均为双电极调制器，且MZM1和MZM2各自包含两个射频电极；

RF信号连接电功分器公共端，电功分器一个输出端连接MZM1的任意一个电极，电功分器另一个输出端口连接电衰减器输入端，电衰减器的输出端连接MZM2的任意一个电极。

本发明还提供涉及一种基于PDM-MZM的高线性度光载射频链路装置的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：从LD输出的连续光载波注入到PDM-MZM中；