基于电吸收调制器的ROF系统信号传输特性研究❋

税奇军，唐炳华，董赛鹰

（四川文理学院物理与机电工程学院，达州635000）

·微机网络与通信·

基于电吸收调制器的ROF系统信号传输特性研究❋

税奇军，唐炳华，董赛鹰

（四川文理学院物理与机电工程学院，达州635000）

随着通信系统传输容量和传输带宽的增加，光载毫米波系统结合光纤通信和无线通信的各自优点能够满足未来通信系统的需求。传统的利用光学方法产生毫米波信号包括直接调制、光外差以及外部调制，但是这些方法使信号在光纤中所受色散效应较大，需要精准的电光调制器偏置电压和复杂的激光器，增大了系统成本。搭建了一个由两个激光器、一个马赫增德尔调制器、一个电吸收调制器以及两个光电探测器组成的无线光纤通信系统，在接收端产生了40GHz的毫米波信号。在光纤长度为50km时，通信系统的误码率小于10－9，而功率代价约为2dBm。

光载毫米波；马赫曾德尔调制器；电吸收调制器；光电探测器；毫米波；误码率

1　引　言

随着通信系统传输容量和传输带宽的增加，光载毫米波系统结合光纤通信和无线通信的各自优点能够满足未来通信系统的需求［1－3］。传统的利用光学产生毫米波信号的方法包括直接调制、光外差以及外部调制，但是光外部调制方法的光外差信号在光纤中所受色散效应较大，导致信号衰减较快；光外差方法虽然能够避免光色散效应，但光外差技术需要精准的电光调制器偏置电压和复杂的激光器，增大了系统成本。利用一个电吸收调制器实现光纤无线通信系统中的频率转换，大大降低了系统成本［4－7］。

2　实验模型

实验模型由两个激光器、一个马赫增德尔调制器、一个电吸收调制器以及两个光电探测器组成，其工作原理如图1所示。

激光器1和激光器2产生的光信号分别经过分光器之后分成四路光信号，激光器1产生的其中一路光信号和激光器2产生的其中一路光信号在光电探测器1上经过直接拍频之后得到的电信号表达式为［8］：

图1　实验模型

（1）式中f1、φ1（t）和f2、φ2（t）分别是激光器1和激光器2产生的光信号的频率和相位。经过拍频的光信号和本振信号混频之后的电信号为：

（2）式中fm是本振信号的频率。分离出混频之后的下变频电信号对激光器2的另外一路光信号调制之后的输出光场表达式为：

激光器1的一束光和马赫增德尔调制器输出的光合成之后的光场表达式为：

（4）式中m1是马赫增德尔调制器的调制深度，合成之后的光信号经过电吸收调制器调制之后的光场表达式满足如下关系：

（5）式中m2是电吸收调制器的调制深度，fIF是中频信号频率，φ（t）是基带信号，调制之后的光信号经过光纤传输之后在接收端利用光电探测器转换成所需要的毫米波信号，同时恢复出基带信号。

3　实验分析

实验系统中两激光器产生的光波频率分别为193.1THz和193.06THz，两束光在光电探测器1上拍频之后的频谱如图2所示，两激光束拍频之后产生频率为40GHz的毫米波信号。马赫曾德尔调制器的消光比为26dB，并且其插入损耗为5dB，输出的光场光谱如图3所示。经过光纤长度为50km传输之后，在接收端采用光电探测器2探测，经过带通滤波器之后同时产生的毫米波信号频谱如图4所示，背靠背和光纤长度为50km的系统误码率如图5所示。

图2　拍频之后的毫米波信号频谱

图3　马赫增德尔调制器输出的光谱

图4　接收端的毫米波信号频谱

图5　系统误码率曲线

由图4、图5可以发现，在接收端产生了40GHz的毫米波信号，并且实验系统在背靠背和光纤长度为50km时的误码率都小于10－9，满足通信系统要求。

4　结束语

搭建了一个主要由电吸收调制器所构成的无线光纤通信系统，在接收端产生了40GHz的毫米波信号。在光纤长度为50km时，通信系统的误码率小于10－9，而功率代价约为2dBm。该通信系统既节约了成本又能满足实际通信的需求，为进一步研究无线光纤通信系统提供了理论和实验参考。

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Research of ROF System Transmission Characteristics Based on the Electro－absorption Modulator

Shui Qijun，Tang Binghua，Dong Saiying
（School of Physics and Mech－tronic Engineering，Sichuan University of Arts and Science，Dazhou 635000，China）

With the increasing of transmission capacity and bandwidth of the communication system，optical millimeter wave system，combining with the advantages of optical fiber communication and wireless communication，meets the requirements of the future communication systems.The traditional optical application method is used for generating millimeter－wave signal includes optical heterodyne，direct modulation and external modulation，but these methods enhance the optical fiber dispersion effect of the signals，and increase the system cost by providing the precise electro－optic modulator bias voltage and complex laser.The 40GHz millimeter wave signal at the receiving end is produced by the wireless optical communication system set up by two lasers，a Mach－Zehnder Modulator，an electro－absorption modulator and two photoelectric detectors.When the fiber length is 50km，the bit error rate of the communication system is less than 10－9and the power is about 2dBm.

Optical millimeter wave；Mach－Zehnder Modulator；Electro－absorption modulator；Electro－optic detectors；Millimeter wave；Bit error rate

10.3969／j.issn.1002－2279.2016.01.006

TN929.11

A

1002－2279（2016）01－0022－02

❋四川文理学院2013年度面上项目（2013Z002Z）；四川省教育厅自然科学基金（15ZB0320）；四川文理学院一般教改项目（2013JY47）

税奇军（1976－），男，四川省遂宁市人，讲师，硕士研究生，主研方向：光通信及微波光电子学。

2015－03－13