相干光通信系统丨两大法宝
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相干光通信系统
Coherent Communication System

随着信息化时代的到来,物联网、云计算、移动数据传输和高清互联网电视等新业务新技术不断涌现,传统的微波通信已很难满足人们对通信系统日益增长的容量需求。在这种情况下,激光通信凭借着其极高的带宽传输能力成为了新时代信息通信技术的中坚力量。激光通信以光作为载波,可分为有线传输的光纤通信和无线传输的空间光通信,对于空间光通信,发射端经过调制的光信号将通过自由空间抵达接收端。相比于传统的微波通信,空间光通信有着容量大、保密性好、重量轻、功耗低、抗干扰能力强以及频率资源丰富等优点;相比于光纤通信,空间光通信既可以实现星间、星地、空地等特殊链路条件下的光传输,又可以节约昂贵的光纤铺设和维护费用,这些优势使得空间光通信技术成为了新一代信息通信技术的重要研究方向。

自由空间激光通信有两种体制,一种是强度调制/直接探测(IM/DD),也可以叫直接探测系统;另一种是高阶调制/相干探测,也可以叫相干光通信系统,它是接收端使用一个本振光源对接收信号进行相干解调的一种新型的光纤通信系统。在调制与解调方面,与直接探测系统相比,相干光通信系统有很多优势,如高灵敏度和较远通信距离、多种不同的调制/解调方式、可滤除很强的背景光、可选择不同波长的光来进行通信,没有很大的波长限制性、可通过数字信号处理算法(Digital signal processing algorithm, DSP)对损伤的信号进行恢复等。

相干光通信系统利用光的相干性,以光作为载体,把信号调制在光的幅度、频率和相位上进行信息传输,整个系统主要由发射端、大气信道和接收端三部分组成,其中发射端包括信源、编码模块、相位调制器、激光器、 ATP(Acquisition Tracking and Pointing, ATP) 自动对准系统、光学发射天线等模块。

北京卓越光子科技有限公司是一家光通信产品解决方案供应商,在相干光领域可提供一整套的设备、器件解决方案,本文将着重介绍该相干收发系统中的收发设备,来自新西兰Quantifi Photonics公司的发射机和接收机。


一、相干光发射机介绍


产品尺寸丨Dimensions



亮   点丨Highlights


新西兰公司推出的光发射机产品,应用于相干光通信系统中,能够高精度、快速的产生任意的调制栺式信号。设备接受客户深层次的定制化要求,带来了无以匹敌的灵活性,同时设备的高稳定性与高可靠性也保证了测试数据的准确度,是实验室的不二选择。



特   点丨Features
-带宽11 GHz, 20 GHz, 23 GHz or 40 GHz可选;
-内置自动偏压控制,可使整个系统快速产生高质量光信号,该设备的高稳定性使得偏压点维持在一定的位置,同时可产生任意调制格式包括M-QAM, M-PSK等,软件可远程控制该设备;
-高重复性、高可靠性光信号;
-内置窄线宽激光器;
-完美适配M-QAM、M-PSK和自定义调制模式;
-可以支持64G波特率以上的速率
-直观友好界面、具有远程控制功能




应用示例丨Application

光通信研发工程师通常需要快速、高效产生高带宽光信号,如56GBaud DP-QPSK,新西兰Quantifi Photonics 公司的相干发射机可应用到如下领域:
-相干接收机设计验证及测量;
-400G/600G相干光系统各种调制格式如16QAM或64QAM;
-ICR测试,需要稳定和可重复的DP-QPSK 或者 DP-16QAM信号;
-通过调制多个载波实现高效 DWDM 信道。



眼图及星座图示例丨Signal Samples


操作界面丨Cohesion UI

IQSignal-Manager 是专用的偏压控制软件,用于偏压设置调整或可选择自动优化,可快速轻松地生成QPSK 或 QAM 信号。



技术参数丨Specifications


二、相干光接收机介绍


亮点丨Highlight

新西兰Quantifi 生产的针对相干调制栺式的黄金标准的相干接收机,可测试QPSK、64QAM、OFDM。内置窄线宽激光器,单端射频输出。



应用示例丨Application
-相干DSP开发
-相干发射机测试
-自定义调制格式开发
-军用、航空通信研发



系统框图丨Schematic Diagram

 

技术参数丨Specifications

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