一种基于CPO技术的光纤收发模块制造技术

本发明专利技术属于技术领域，具体涉及一种基于CPO技术的光纤收发模块。所述系统包括：专用集成电路，配置用于接收待发送数据，并将待发送数据转换为模拟电信号形式的待发送信号；共封装光纤收发模块，包括：发射单元、光形状塑造单元、光传输单元、光电转换单元和相位恢复单元；所述发射单元用于将模拟电信号形式的待发送信号转换为光信号；所述光形状塑造单元，用于使用光形状塑造算法对光信号进行形状优化，得到优化后的光信号；所述光电转换单元优化后的光信号转换为电信号；所述相位恢复模块得到最终的信号输出。本发明专利技术有效地提升了光信号的传输性能和接收质量，大大增强了光通信系统的稳定性，效率和鲁棒性。效率和鲁棒性。效率和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CPO技术的光纤收发模块


[0001]本专利技术属于光传输
，具体涉及一种基于CPO技术的光纤收发模块。

技术介绍

[0002]在信息时代，光通信在迅速传递大量信息方面具有举足轻重的作用。光通信主要依靠光纤网络进行信息传输，利用其优良的传输特性和大容量的带宽，有效地提高了信息传递的速度和效率。然而，由于光信号在传输过程中会受到各种因素的影响，导致其传输性能受到影响，如信号的衰减、色散等问题，这也成为了光通信领域需要解决的重要技术难题。
[0003]在已经公开的现有技术中，为了解决光信号传输过程中的衰减和色散问题，提出了许多有效的解决方案。如引入了多种复杂的信号调制技术和信号处理方法，例如使用多级调制技术和特殊的信号编码技术，将信息编码到光信号的不同参数上，如振幅、频率、相位等。此外，还采用了多种高效的信号恢复技术，如均衡器和相位恢复技术等，对接收到的光信号进行处理，以尽可能地恢复出原始的信息信号。
[0004]然而，现有的技术中依然存在一些问题。一方面，现有的信号调制和编码技术在处理复杂信号和高速信号时，往往需要更复杂的硬件设备和更高的计算复杂度，这使得其在实际应用中受到限制。另一方面，现有的信号恢复技术在恢复出原始信号时，往往受到接收到的光信号质量的限制，如果接收到的光信号质量较差，例如信号的幅度较小，或者信号的相位有较大的偏差，那么这些信号恢复技术的效果将会大打折扣。
[0005]此外，现有的技术往往只关注单一的问题，例如只关注如何提高信号的传输速度，或者只关注如何降低信号的误码率，而忽视了这些问题之间的相互关联性。例如，提高信号的传输速度往往会导致信号的误码率增大，而降低信号的误码率往往会导致信号的传输速度降低。因此，如何在保证信号传输速度的同时，降低信号的误码率，成为了一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种基于CPO技术的光纤收发模块，有效地提升了光信号的传输性能和接收质量，大大增强了光通信系统的稳定性，效率和鲁棒性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于CPO技术的光纤收发模块，一种基于CPO技术的光纤收发模块，所述模块包括：专用集成电路，配置用于接收待发送数据，并将待发送数据转换为模拟电信号形式的待发送信号；共封装光纤收发模块，包括：发射单元、光形状塑造单元、光传输单元、光电转换单元和相位恢复单元；所述发射单元用于将模拟电信号形式的待发送信号转换为光信号；所述光形状塑造单元，用于使用光形状塑造算法对光信号进行形状优化，得到优化后的光信号；所述光传输单元，用于将优化信号传输到光电转换单元；所述光电转换单元优化后的光信号转换为电信号；所述相位恢复单元用于使用基于贝叶斯方法的相位恢复算法对电信号进行相位恢复处理，从而得到最
终的信号输出。
[0008]进一步的，所述专用集成电路包括多个符号编码电路以将所述待发送数据转换为数字信号形式的符号数据；所述专用集成电路还包括数字信号处理电路以优化所述符号数据；所述专用集成电路还包括多个数模转换器以将数字信号形式的符号数据转换为模拟电信号形式的待发送信号。
[0009]进一步的，所述发射单元为激光二极管；所述激光二极管在将模拟电信号形式的待发送信号转换为光信号时，将对光信号进行16位的多级调制；所述光传输单元为光纤。
[0010]进一步的，所述光形状塑造算法为基于尾部衰减的弧子形状塑造算法；所述基于尾部衰减的弧子形状塑造算法对光信号进行形状优化，得到优化后的光信号的弧子波形的时域表示使用如下公式进行表示：其中，是孤子的振幅，是孤子中心的位置，为双曲余弦函数，为弧子波形的时域表示，为孤子尾部的衰减。
[0011]进一步的，所述优化后的光信号的弧子速度使用如下公式进行表示：其中，是第一阶色散，是第二阶色散，是第三阶色散，是第四阶色散，为在时刻的弧子速度。
[0012]进一步的，将光纤的色散参数在频域上进行四阶展开，、、和满足以下约束关系：；其中，是光纤的折射率，是光纤的色散参数，为光纤频率，为光纤的中心频率。
[0013]进一步的，所述光电转换单元优化后的光信号转换为电信号时，得到的电信号使用如下公式进行表示：；其中，是幅度，是相位，是优化后的光信号的频域表示，为虚数单位；其中，。
[0014]进一步的，所述相位恢复模块使用基于贝叶斯方法的相位恢复算法对电信号进行相位恢复处理，从而得到最终的信号输出的方法包括：对电信号中的每个信号点进行初相位估计；基于初相位估计，计算出相位误差；基于相位误差，使用贝叶斯方法来进行相位修正，计算出相位的后验概率分布，基于后验概率分布找到使后验概率最大化的相位，作为预测相位，使用预测相位来修正收到的电信号，从而完成相位恢复。
[0015]进一步的，对电信号中的每个信号点进行初相位估计后得到的初相位估计使用如
下公式进行表示：；其中，为电信号中的一个信号点，为电信号中的一个信号点的相位；表示取复数的角度，即相位；是虚数单位；为初相位估计；所述相位误差使用如下公式计算得到：；是真实相位，为初相位估计。
[0016]进一步的，基于相位误差，使用贝叶斯方法来进行相位修正，计算出相位的后验概率分布，基于后验概率分布找到使后验概率最大化的相位，作为预测相位，使用预测相位来修正收到的电信号，从而完成相位恢复的方法包括：使用如下公式，计算出真实相位的后验概率分布：；其中，为真实相位；为真实相位的后验概率分布，为相位噪声的方差；使用如下公式找到使后验概率最大化的相位，作为预测相位：；最后，使用预测的相位来修正收到的电信号，从而完成相位恢复。
[0017]本专利技术的一种基于CPO技术的光纤收发模块，具有以下有益效果：首先，光形状塑造算法的设计充分考虑了光信号在传输过程中可能出现的色散和衰减问题。通过弧子形状的塑造，我们能够在传输过程中，对光信号进行有效的控制和管理，使得光信号在复杂环境中的传输性能得到显著提升。这个算法的实现不仅减少了对复杂硬件设备的依赖，降低了实施难度，同时也提高了光信号的传输稳定性和效率。
[0018]其次，采用基于贝叶斯方法的相位恢复算法，能够在电信号接收环节对于信号进行更精确的恢复。基于贝叶斯的原理，该算法能够更好地估计和修正相位误差，从而获得更高质量的信号恢复。相较于传统的相位恢复技术，该方法对于接收到的光信号质量要求更低，能够在光信号质量较差的情况下，也能恢复出高质量的原始信号，从而大大提高了系统的鲁棒性。
[0019]另外，本专利技术专利在提升光信号传输性能的同时，也充分考虑了系统的实施成本和复杂性。整个算法的实现过程，既没有引入复杂的硬件设备，也没有使用复杂的计算过程，整个系统的实施难度和成本都得到了有效控制。因此，这种方法既能保证光信号的传输性能，又能满足现实应用中对于成本和复杂性的要求。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CPO技术的光纤收发模块，其特征在于，所述模块包括：专用集成电路，配置用于接收待发送数据，并将待发送数据转换为模拟电信号形式的待发送信号；共封装光纤收发模块，包括：发射单元、光形状塑造单元、光传输单元、光电转换单元和相位恢复单元；所述发射单元用于将模拟电信号形式的待发送信号转换为光信号；所述光形状塑造单元，用于使用光形状塑造算法对光信号进行形状优化，得到优化后的光信号；所述光传输单元，用于将优化信号传输到光电转换单元；所述光电转换单元优化后的光信号转换为电信号；所述相位恢复单元用于使用基于贝叶斯方法的相位恢复算法对电信号进行相位恢复处理，从而得到最终的信号输出。2.如权利要求1所述的基于CPO技术的光纤收发模块，其特征在于，所述专用集成电路包括多个符号编码电路以将所述待发送数据转换为数字信号形式的符号数据；所述专用集成电路还包括数字信号处理电路以优化所述符号数据；所述专用集成电路还包括多个数模转换器以将数字信号形式的符号数据转换为模拟电信号形式的待发送信号。3.如权利要求1所述的基于CPO技术的光纤收发模块，其特征在于，所述发射单元为激光二极管；所述激光二极管在将模拟电信号形式的待发送信号转换为光信号时，将对光信号进行16位的多级调制；所述光传输单元为光纤。4.如权利要求3所述的基于CPO技术的光纤收发模块，其特征在于，所述光形状塑造算法为基于尾部衰减的弧子形状塑造算法；所述基于尾部衰减的弧子形状塑造算法对光信号进行形状优化，得到优化后的光信号的弧子波形的时域表示使用如下公式进行表示：其中，是孤子的振幅，是孤子中心的位置，为双曲余弦函数，为弧子波形的时域表示，为孤子尾部的衰减。5.如权利要求4所述的基于CPO技术的光纤收发模块，其特征在于，所述优化后的光信号的弧子速度使用如下公式进行表示：其中，是第一阶色散，是第二阶色散，是第三阶色散，是第四阶色散，为在时刻的弧子速度。6.如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许广俊，王峻岭，陈享郭，邬俊峰，周毅，周平，梁雄俦，
申请(专利权)人：深圳市光为光通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：