[发明专利]RZ-DQPSK光信号调制失真的监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于光信号调制技术领域，特别涉及一种RZ-DQPSK光信号调制失真的监测方法和系统。

背景技术

RZ-DQPSK(Return to Zero-Differential Quadrature Phase Shift Keying，归零-差分四相相移键控)差分四相相移键控(DQPSK)利用载波的四种相对相位差来传送数字信号，它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单，目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。归零(Return to Zero)码的自同步特性使得归零码的应用十分广泛，同差分四相相移键控相结合即得到了RZ-DQPSK。

常见的产生RZ-DQPSK光信号的调制方式是，激光器产生的直流光经过双平行调制器调制上I路信号和Q路信号，再由调制器切割得到RZ-DQPSK光信号。其中双平行调制器由母调制器、子调制器和子调制器组成。理想情况下，I路信号、Q路信号以及切割脉冲应该实现三者的时间对准。而I路信号和Q路信号的延时、切割脉冲与I、Q路信号的延时都会造成调制失真，使得生成的RZ-DQPSK光信号发生畸变。

相干光检测是高速光通信的一个重要发展方向，具有接收灵敏度高、频谱效率高、能够完全补偿光在传输中的各种线性损伤以及非线性损伤等优点。相干光检测将本振光与信号光通过相位分集的方式进行光学混频，将调制于光频的信号搬至基频，得到信号的同相分量和正交分量，从而可以恢复出信号光的复光场。

针对监测RZ-DQPSK调制过程中I、Q路信号的延时以及切割脉冲的延时，美国南加州大学于2007年的ECOC会议上于《Experimental Synchronization Monitoring of I/Q Misalignment and Pulse Carving Misalignment in 20-Gbit/s RZ-DQPSK Data Generation》一文中提出了一种方法，

激光器产生的直流光经过双平行调制器调制上I路信号和Q路信号，然后通过分束器分成两路。其中一路经过光电探测器和带通滤波器，输出信号的功率采用功率测量仪测量。测量得出的功率值随着I路和Q路信号延时的增大而减小，据此来监测I路和Q路信号的延时。分束器输出的另一路经过调制器，被调制上切割脉冲，然后通过分束器分成两路，一路作为RZ-DQPSK光信号输出，另一路经过光电探测器和带通滤波器，输出信号的功率采用功率测量仪测量。测量得到的功率值随着切割脉冲延时的增大而增大，根据这个规律来监测切割脉冲与I、Q路信号的延时。

上述方法中，光电探测器的带宽和带通滤波器的中心频率需要达到同符号速率相等的值。对于监测高符号速率的信号，该方法的成本增大，可实现性降低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种RZ-DQPSK光信号调制失真的监测方法和系统，在相干光检测的基础上，采用高效的数字信号处理算法，通过状态转移图匹配，实现监测RZ-DQPSK光信号调制过程中I路和Q路的延时以及切割脉冲的延时，具有高效低成本的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种RZ-DQPSK光信号调制失真的监测方法，包括对I路、Q路延时以及切割脉冲延时的监测，利用脉冲光对RZ-DQPSK光信号进行相干光采样，采样得到的数据使用数字信号处理算法构建状态转移图，对构建得到的状态转移图与标准图库进行匹配，得到最佳匹配对应的延时，作为监测的结果，

其中，标准图库是这样得到的：通过仿真，改变不同的I路和Q路延时以及切割脉冲延时，记录对应的状态转移图，所有的状态转移图即构成了标准图库。

所述相干光采样的过程中，设置脉冲光的重复频率，使其小于符号速率，接着与信号光完成混频，之后使用平衡探测器接收，即完成了采样过程。

本发明还提供了一种实现权利要求1所述监测方法的系统，包括：

状态转移图构建装置，用于对RZ-DQPSK光信号进行采样，并得到状态转移图；

状态转移图匹配装置，用于对得到的状态转移图与标准图库进行匹配，从而得到最终的监测结果；