[实用新型]DSP-free的双偏振QAM调制的相干接收通信系统

说明书

本实用新型提供了一种DSP‑free的双偏振QAM调制的相干接收通信系统，其特征在于：包括信号接收端和信号发射端，所述信号接收端包括激光器、分束器、环形器C1、混频器、平衡探测器、时钟恢复和数据判决模块，所述信号发射端包括偏振控制器PC、环形器C2、偏振分束器PBS、IQ调制器IQM1、法拉第旋转镜FRM1、IQ调制器IQM2、法拉第旋转镜FRM2、偏振合束器PBC，所述激光器射出的光经所述分束器分束后，一路作为本振光射入所述混频器；一路作为信号载波射入所述环形器C1的1端口并由环形器C1的2端口输出。本实用新型的有益效果是：本振光与信号载波不存在频率偏移和相位差，因此，无需进行载波恢复。

技术领域

本实用新型涉及短距离光通信，尤其涉及一种DSP-free的双偏振QAM调制的相干接收通信系统。

背景技术

随着数据中心、5G和大数据等业务的蓬勃发展，全球通信流量的需求已经呈现快速增长趋势。为了满足云计算和物联网等技术的通信要求，数据中心互联(data centerinterconnect, DCI)目前已成为短距传输系统主要面向目标。据思科全球云指数预测，2020 DCI的信息交互量将达到15 Zbit，相比2017年增加了两倍。在这其中，将近77%的通信在数据中心内部进行交互，主要包括数据的生成、存储、处理和验证等行为。在数据中心互联通信系统中，高传输速率，大传输容量和较低的功耗是设计通信系统首先需要考虑的。

传统的数据中心，大多数使用脉冲幅度调制信号和直接检测方式相结合的直检通信系统。这种通信方案的主要优势主要在于传输容量大，系统结构简单，成本较低。随着通信系统速率从400Gbit/s到Tbit/s量级跨越时，传统的直接检测方式将受到极大的限制，限制传统直接检测通信系统的原因主要归结于器件带宽和低频谱效率的调制信号。

相干检测、高频谱效率的先进调制格式和数字信号处理模块相结合的相干通信方案现已成为中长距通信系统的首选方案，其主要优点在于可实现多维度信号的调制，较低的接收机灵敏度。在相干光通信系统中，系统的主要功耗来自于接收端后续的数字信号处理模块(DSP)。具体来说，对于偏振复用的相干光通信系统，系统的主要功耗来自于色散补偿、偏振恢复和相位恢复等模块。

如果可以通过其他方式来补偿相干光通信系统中的上述损伤，那么这种DSP-free（无DSP）的相干光通信系统将会在下一代数据中心互联网络中发挥越来越重要的作用。

为实现上述效应的补偿，目前主要有以下几种技术方案。首先为了消除色散对信号的影响，可以调节系统中载波的中心波长，使其工作于O波段。在O波段，光纤的色散为0，从而可以消除色散对于系统的影响。对于本振光和信号光因为相位和频率不一致导致的频偏和相位噪声，最直接的方式就是将发射激光器通过光耦合器分为两束，一束用于信号的调制和传输，另外一束通过精准的延迟线来调节信号的相位。然后在光接收端，两束光在混频器进行混合并且拍频，从而消除频偏和相位噪声对于信号的影响。

在数据中心互联中，光信号主要受到光纤的随机双折射影响。光纤的随机双折射会造成传输的两个正交偏振态发射混叠。为了消除偏振效应对于信号的影响，一般通过在发射信号端加入一个射频信号，通过检测射频信号的值来反馈控制偏振控制器，实现偏振混叠的补偿。但上述方案中偏振混叠补偿的反馈控制量多达三个，实现较为复杂。在此同时，偏振恢复的效果受到射频功率、探测器灵敏度以及光收发器的IQ不平衡影响。

因此，为了保证系统稳定性和良好性能，提供一种简单有效的偏振恢复方案是很有必要的。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种DSP-free的双偏振QAM调制的相干接收通信系统。