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摘要：PM-QPSK技術(shù)具有高的頻譜效率，將傳輸符號的波特率降低為二進(jìn)制調(diào)制的四分之一,并能使光信噪比極大改善，可以用強(qiáng)大的DSP來處理極化模復(fù)用信號。文章分析了PM-QPSK技術(shù)調(diào)制和解調(diào)的基本原理，對100G系統(tǒng)中接收機(jī)前端光解調(diào)器進(jìn)行詳細(xì)分析。
關(guān)鍵詞： 偏振復(fù)用正交相移鍵控；解調(diào)器；平面光波導(dǎo)回路
引言
PM-QPSK(Polarization-multiplexed Quadrature Phase Shift Keying,偏振復(fù)用正交相移鍵控)的信號在接收側(cè)采用相干檢測技術(shù)可以實現(xiàn)高性能的信號解調(diào)，和直接解調(diào)、差分解調(diào)方式相比，相干檢測所使用的本地激光器的功率要遠(yuǎn)大于輸入光信號的光功率，所以光信噪比可以極大地改善[1]。特別是相干檢測技術(shù)充分利用強(qiáng)大的DSP(Digital Signal Processing,數(shù)字信號處理)技術(shù)來處理極化模復(fù)用信號，可以通過后續(xù)的數(shù)字信號處理補(bǔ)償并進(jìn)行信號重構(gòu)，可以還原被傳輸?shù)男盘柕奶匦裕O化模、幅度、相位），大幅度消除光纖帶來的傳輸損傷，如PMD（Polarization Mode Dispersion，偏振模色散）容忍度達(dá)30ps,無需線路色散補(bǔ)償就可以容忍幾萬ps/nm,相比與其他的100G傳輸方案，如非相干PM-DQPSK或OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用技術(shù))，PM-QPSK結(jié)合相干檢測提供了最優(yōu)化的解決方案,這被大多數(shù)的系統(tǒng)供應(yīng)商選擇為100G傳輸方案。
PM-QPSK調(diào)制原理
四進(jìn)制移相鍵控(QPSK)是一種多元(4元)數(shù)字頻帶調(diào)制方式，其信號的正弦載波有4個可能的離散相位狀態(tài)，每個載波相位攜帶2個二進(jìn)制符號，第n個時隙的QPSK信號可以表達(dá)為：
其中，A是信號的振幅，為常數(shù)；θn為受調(diào)制的相位，其取值有四種可能，具體值由該時隙所傳的符號值決定；fc是載波頻率；Ts為四進(jìn)制符號間隔。QPSK常用的四種相位值有兩套，分別稱為A方式和B方式，若www.avagotech.com，則為0、π/2、π、3π/2，此初始相位為0的QPSK信號的矢量圖如下圖1中A方式；若%%%%%%%%%%2，則為π/4、3π/4、5π/4、7π/4，此初始相位為π/4的QPSK信號的矢量圖如下圖1中B方式。QPSK調(diào)制是響應(yīng)進(jìn)入的碼對(00、01、10、11)，對光載波作相移，表1給出了四元符號對應(yīng)的兩個比特和A、B兩套相位值[2]。
單個100Gbps被分為兩個極化模式-TE(橫電模)與TM(橫磁模)的兩個50Gbps流，這一步驟產(chǎn)生出相同頻率的兩個載波，然后每個載波做QPSK調(diào)制，由于QPSK調(diào)制將2個比特封裝在一個符號內(nèi)，兩個極化的模式可以分別得到兩個25G符號/秒的流，總計為100Gbps。由于QPSK信號是以兩個極化面且以復(fù)用的極化模形式傳輸，因此它可以叫做DP-QPSK(雙極化QPSK)，或叫PM-QPSK(極化模式QPSK)。
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圖1 QPSK A和B 兩種方式矢量圖
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表1 QPSK的兩套相位值
