利用光纤无源器件制作了光学90°混频器,实现了混频器90°相移的精确控制与监测,稳定时间达到12 h以上,利用此混频器研究并实现了数字相干光检测。对差分相移键控(DPSK)信号光和本振光进行混频,高速模数转换器(ADC)对混频后的基带信号采样,利用离线数字信号处理算法进行光载波相位估计和色散补偿,利用有限冲击响应(FIR)数字滤波器补偿了经过90 km光纤传输的8 Gb/s速率DPSK信号的色散失真,测量无误码。

利用光纤偏振分束器和3 dB耦合器搭建偏振分集90°光学混频器,采用单端接收实现了偏振分集的相干接收机。实现了10 Gb/s偏振复用差分相移键控(DPSK)光信号,经过280 km普通单模光纤(SSMF)和掺铒光纤放大器(EDFA)传输后的数字相干接收,测量无误码。研究了数字相干光接收中的各种信号处理算法。采用数字信号处理算法完成载波相位估计,数字滤波器补偿光纤色散,恒模算法进行自适应数字偏振解复用等。研究了90°光学混频器的非理想正交特性,运用统计方法补偿了光学混频器偏离90°的误差,此算法和信号格式以及光纤色散等因素无关。使用恒模算法实现数字偏振解复用,该算法收敛时间小于0.5 μs。

文中讨论了直接中频采样下，利用多相滤波的方法实现数字检波的基本原理及实现方法，并给出FPGA实现的工程样例。计算机仿真表明，利用带通采样定理及多相滤波方式对带限信号直接中频采样能够准确可靠地将一定带宽范围内的基带信息提取出来，而且相对传统的模拟相干检波能够获得较高的镜频抑制比，利用FPGA单片资源便可实现单通道甚至多通道的数字相干检波的功能，简化了系统设计，而且在技术指标上又可有效地克服正交通道不一致的问题，具有较高的工程应用价值。