基于正交双偏振移相键控调制方法和设备的制造方法
【专利摘要】一种用于正交双偏振移相键控调制方法，其包括：外部RS232通信接口完成和主机调试软件进行通信，并由FPGA模块接收后，实施正交双偏振移相键控信号的调制，经过高速D/A电路，将纯数字信号转换为模拟信号，作为液晶模块控制电路的输入信号，控制硅基液晶模块；同时，单个光纤中输入光，进入硅基液晶模块，在控制信号作用下，转换成任意波长的光信号，并可以在8个输出端口任意一个进行输出。本发明提供的调制方法，支持100Gb/s和400Gb/s甚至更高的速率，显著增加DMDW系统的带宽，减少对网络建设的资金投入。
【专利说明】
基于正交双偏振移相键控调制方法和设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种智能波长选择的方法，尤其涉及一种基于正交双偏振移相键控调制方法，用于1X8智能波长选择设备，实现任意波长的光信号转换，并可以在8个输出端口任意一个进行输出，以及实施该正交双偏振移相键控调制方法的设备。
【背景技术】
[0002]密集波分复用(Densewavelength divis1n multiplexing，DWDM)系统是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。在一根指定的光纤中，该技术能多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能。由此，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤总数量。
[0003]早期的DWDM系统，光纤带宽被认为是无限的，即使使用相对较低的速率，容量也可以通过简单地增加额外的DWDM通道来实现。另外传输速率也容易实现2.5Gb/s到lOGb/s。
[0004]当前，全球已经进入了大数据、智能化的互联网时代，无论是移动互联网还是物联网的应用都在产生海量数据，大数据应用的兴起为DWDM系统发展提供重要推动力。要求信道速率不断提高，能传输100Gb/S和400Gb/s速率甚至更高，系统频率间隔越来越短，而容量变得越来越大。现在，整个行业已经从每根光纤40通道(每通道10GHz间隔)提升到每根光纤96通道(每通道50GHz间隔)，是以前最大容量的2倍多。而且，速率从lOGb/s提高到40Gb/s甚至到100Gb/s，已经是以前的10倍。
[0005]DWDM系统是大数据的载体，而现有的DWDM传输系统的设备无法实现，这就需要一种适用于高速DWDM系统的波长可以智能选择的设备，作为传输系统的关键设备，有效地提高通道速率，增加频谱使用效率。
[0006]例如:100GHz间隔的光纤通道，要承载100Gb/S的信号可以通过智能波长选择设备使用间隔50GHz的通道来实现。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于提供一种用于正交双偏振移相键控调制方法，能实现传输100Gb/S和400Gb/s甚至更高的速率，能够动态调整通道间隔、能够进行波长选择、光功率控制。
[0008]本发明的另一个目的在于提供一种基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，能实现传输100Gb/S和400Gb/s甚至更高的速率，能够动态调整通道间隔，能够进行波长选择和光功率控制。
[0009]本发明提供的一种用于正交双偏振移相键控调制方法，其步骤包括:
[0010]外部RS232通信接口完成和主机调试软件进行通信，并由FPGA模块接收到指令后，实施正交双偏振移相键控信号的调制，经过高速D/A电路，将纯数字信号转换为模拟信号，作为液晶模块控制电路的输入信号，控制硅基液晶模块。
[0011 ]同时，单个光纤中输入光，进入硅基液晶模块，在液晶模块控制电路输出的控制信号作用下，转换成任意波长的光信号，并可以在8个输出端口任意一个进行输出。
[0012]在本发明提供的调制方法中，用于实现波长转换的硅基液晶模块，其控制信号是经FPGA模块中的正交双偏振移相键控调制电路输出。作为与FPGA模块进行数据通信的必要，外部RS232通信接口与主机调试软件完成数据通信，便于FPGA模块进行人机界面显示和数据处理。
[0013]为配合本发明提供的正交双偏振移相键控调制方法的实施，需要相应的1X8智能波长选择设备。
[0014]本发明提供的一种基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，包括:
[0015]FPGA模块，用于实现正交双偏振移相键控信号的调制。具体的，FPGA模块为可编程逻辑器件FLEX10K70，其上包括基于正交双偏振移相键控信号的调制电路、SRAM内存和程序存储器，以及RS232串口。
[0016]硅基液晶模块，用于将一路输入光信号，转换成任意波长的光信号，并可以在8个输出端口中的任意一个进行输出。
[0017]时钟源，与FPGA模块连接，提供FPGA模块所需的时钟信号。
[0018]电源，与FPGA模块连接，提供所需的电力。
[0019]基于正交双偏振移相键控信号的调制电路，其于FPGA模块内，包括串并转换器、第一乘法器、第二乘法器、正交载波发生器和加法器，第一乘法器和第二乘法器分别同时与串并转换器、正交载波发生器和加法器连接。
[0020]为同时实现波长选择、通道光功率控制，本发明基于正交双偏振移相键控的波长智能选择设备还包括液晶模块控制电路、高速D/A电路、可变增益放大器电路和外部RS232通信接口等一种或几种。
[0021 ]高速D/A电路，其与FPGA模块连接，用于将FPGA模块输出的高速数字信号转换成模拟信号。
[0022]可变增益放大器电路，其与高速D/A电路连接，用于对各个通道中的光功率进行调
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[0023]液晶模块控制电路，其接收可变增益放大器电路输出的电信号，并向硅基液晶模块输出。
[0024]外部RS232通信接口，其与FPGA模块连接，用于和外部调试软件进行数据通信。
[0025]本发明技术方案实现的有益效果:
[0026]本发明提供的调制方法及其波长智能选择设备，支持100Gb/S和400Gb/s甚至更高的速率，显著增加DMDW系统的带宽，减少运营商对网络建设的资金投入。
[0027]本发明提供的波长智能选择设备，使系统更加灵活并且能够动态分配带宽，满足了系统的性能要求和容量的需要，而不再需要新的设备，延长旧设备的使用周期，成本大大降低。还可以使客户设备效率达到最大，让客户提供更具竞争力的服务和容量。
[0028]本发明提供的波长智能选择设备，能够动态调整通道间隔、还可进行光功率控制、灵活性大、精度高、容量大。
[0029]本发明提供的波长智能选择设备，体积小、重量轻、坚固耐用、抗热性强，便于安装和使用。
[0030]本发明提供的波长智能选择设备，提供外部通信接口，方便了用户使用，提高了用户工作效率。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明波长智能选择设备一实施例的结构示意图；
[0032]图2为本发明波长智能选择设备的正交双偏振移相键控信号的调制电路结构示意图；
[0033]图3为本发明波长智能选择设备的液晶模块控制电路一实施例的结构示意图；
[0034]图4为本发明波长智能选择设备应用于DWDM系统一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
[0036]本实施例提供的一种用于正交双偏振移相键控调制方法，其步骤包括:外部RS232通信接口完成和主机调试软件进行通信，并由FPGA模块接收到指令后，实施正交双偏振移相键控信号的调制，经过高速D/A电路，将纯数字信号转换为模拟信号，作为液晶模块控制电路的输入信号，控制硅基液晶模块。
[0037]同时，单个光纤中输入光，进入硅基液晶模块，在液晶模块控制电路输出的控制信号作用下，转换成任意波长的光信号，并可以在8个输出端口任意一个进行输出。
[0038]在本发明提供的调制方法中，作为与FPGA模块进行数据通信的必要，外部RS232通信接口与主机调试软件完成数据通信，便于FPGA模块进行人机界面显示和数据处理。
[0039]为了实施上述调制方法，本实施例还提供给一种波长智能选择设备。图1为本发明波长智能选择设备一实施例的结构示意图，如图1所示，该I X 8智能波长选择设备，包括FPGA模块1、硅基液晶模块2、时钟源3、电源模块4、高速D/A电路5、液晶控制电路6、可变增益放大器电路7和外部RS232通信接口 8。
[0040]FPGA模块I为可编程逻辑器件系统，采用可编程逻辑器件FLEX10K70 (ALTERA公司)，总共设有503个引脚，包括同时连接高速D/A电路(如:Analog Device AD9742型集成电路)、时钟源和电源模块。此外，其上还集成了SRAM内存、程序存储器和RS232串口。程序存储器存放原始程序，SRAM存放运行的程序和数据。为了设备与外部进行数据交换和控制，还设有外部RS232通信接口(如:Sipex SP3232E型TTL转232电平集成电路)。通过外部RS232通信接口和外部调试软件进行通信，实现与主机的通信。通过主机调试软件，将所需的波长间隔、可调增益等数据传送到FPGA模块。
[0041 ]时钟源和电源分别与FPGA模块连接，分别提供FPGA模块所需的时钟信号和电力。本实施例中，电源模块采用TI LM2576和TI LMl 117型电源模块，分别提供所需的3.3V和1.2V电压。时钟源采用Analog Device AD9522型时钟发生器。
[0042]本实施例中，高速D/A电路与FPGA模块连接，用于将FPGA模块输出的高速数字信号转换成模拟信号。
[0043]本实施例中，液晶模块控制电路接收可变增益放大器电路输出的电信号，并向硅基液晶模块输出。
[0044]本实施例中，可变增益放大器电路采用Analog DeviceAD8330型集成电路，增益范围可达60dB，与高速D/A电路连接，用于将对每通道中的光功率进行调节。
[0045]为便于支持100Gb/s和400Gb/s甚至更高的速率，显著增加DMDW系统的带宽，本实施例中，硅基液晶模块采用Himax HX7308型反射式有源矩阵硅基液晶屏，该器件工作在反射模式，利用CMOS工艺制作在硅基芯片上，有源矩阵提供一个介于每个像素电极和一个公共透明电极之间的电压，由一层液晶和像素电极隔开，在控制信号的控制下，将输入光的波长间隔进行转换。
[0046]如图2所示，基于正交双偏振移相键控信号的调制电路，其由串并转换器、第一乘法器、、第二乘法器、正交载波以及加法器组成。高速信号首先经过串并转换器，将串行信号变成并行信号，而分为2路信号，进而与2路正交载波信号于乘法器内运算后，再进入加法器，进行信号相加运算，完成正交双偏振移相键控信号的调制，形成液晶模块控制电路的输入信号。
[0047]如图3所示，液晶模块控制电路由EL-5825集成电路(Inters i I公司)构成，FPGA模块输入数据信号，进入EL-5825后经过信号转化，形成硅基液晶所需的行频和列频信号。
[0048]本实施例的1\8智能波长选择设备使0胃01系统支持100613/8和400613/8甚至更高的速率，显著增加DMDW系统的带宽，使系统更加灵活并且能够动态分配带宽
[0049]以单向传输系统为例，如图4所示，多种输入入光波经1X8智能波长选择设备，在另一端分解为多种输出光波(入1、入2八3、……、λ8)，这八种输出光波可以通过高速DWDM系统传输100Gb/S和400Gb/s甚至更高速率的数据，，满足了系统的性能要求和容量的需要，而不再需要新的设备，延长旧设备的使用周期，成本大大降低。还可以使客户设备效率达到最大，让客户提供更具竞争力的服务和容量。
【主权项】
1.一种用于正交双偏振移相键控调制方法，其步骤包括: 外部RS232通信接口完成和主机调试软件进行通信，并由FPGA模块接收到指令后，实施正交双偏振移相键控信号的调制，经过高速D/A电路，将纯数字信号转换为模拟信号，作为液晶模块控制电路的输入信号，控制硅基液晶模块； 同时，单个光纤中输入光，进入硅基液晶模块，在液晶模块控制电路输出的控制信号作用下，转换成任意波长的光信号，并可以在8个输出端口任意一个进行输出。2.—种基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于包括: FPGA模块，用于实现正交双偏振移相键控信号调制电路； 硅基液晶模块，用于将一路输入光信号，转换成任意波长的光信号，并可以在8个输出端口任意一个进行输出； 时钟源，与FPGA模块连接，提供FPGA模块所需的时钟信号； 电源，与FPGA模块连接，提供所需的电力。3.根据权利要求2所述的基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于还包括液晶模块控制电路、高速D/A电路和可变增益放大器电路;所述的液晶模块控制电路，接收所述的可变增益放大器电路输出的电信号，并向硅基液晶模块输出； 所述的高速D/A电路，与所述的FPGA模块连接，用于将FPGA模块输出的高速数字信号转换成模拟信号； 所述的可变增益放大器电路，与所述的高速D/A电路连接，用于对各个通道中的光功率进行调节；。4.根据权利要求3所述的基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于所述的液晶模块控制电路为EL-5825型集成电路。5.根据权利要求3所述的基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于所述的高速D/A电路为Analog Device AD9742型集成电路。6.根据权利要求3所述的基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于所述的可变增益放大器电路为Analog Device AD8330型集成电路，增益范围可达60dBo7.根据权利要求2所述的基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于还包括外部RS232通信接口，与所述的FPGA模块连接，用于和外部调试软件进行数据通?目O8.根据权利要求7所述的基于正交双偏振移相键控的IX 8智能波长选择设备，其特征在于所述的外部RS232通信接口为Sipex SP3232E型TTL转232电平集成电路。9.根据权利要求2所述的基于正交双偏振移相键控调制的波长智能选择设备，其特征在于所述的硅基液晶模块为Himax ΗΧ7308型反射式有源矩阵硅基液晶屏。10.根据权利要求2所述的基于正交双偏振移相键控的波长智能选择设备，其特征在于所述的FPGA模块为可编程逻辑器件FLEX10K70。11.根据权利要求2所述的基于正交双偏振移相键控的波长智能选择设备，其特征在于所述的FPGA模块还包括基于正交双偏振移相键控信号调制电路、SRAM内存和程序存储器之一种或几种。12.根据权利要求11所述的基于正交双偏振移相键控的波长智能选择设备，其特征在于所述的基于正交双偏振移相键控信号调制电路包括串并转换器、第一乘法器、第二乘法器、正交载波发生器和加法器，所述的第一乘法器和所述的第二乘法器分别同时与所述的串并转换器、所述的正交载波发生器和所述的加法器连接。
【文档编号】H04B10/564GK105827331SQ201610141624
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】魏宏刚, 李宏鸣, 贾小涛
【申请人】上海鼎频通信技术有限公司