更高速、更高效的光通信技術-光混頻

iXblue解調方案：一種基於電信技術的開創性方法-提取相位、振幅（fú）和偏振態

長期以來，電信行業一直在積極尋（xún）找能（néng）夠（gòu）實現更高傳輸速率（lǜ）的創新（xīn）技術。iXblue光（guāng）學事業部的一個工廠（前Kylia公（gōng）司）在開發光纖通信創新方麵擁有（yǒu）豐富的經驗，尤其是其設備能夠解調非常複（fù）雜的調製光信號。

通信曆來以二進製模式（shì）（0和1的係列）的信息（xī）編碼為基礎。通過對激光的強度（dù）調製產生二進製光學編碼並使用光纖傳輸，因此激光調製是信息的根源。這種“開關鍵控”調製意味著一個”比特時間”相對一（yī）個”調製頻率”，1納秒的比特時間意味著1 Gbit/s的調製速率（lǜ）。發射端激光光源需要調製解決方案，接收端需（xū）要光解調解決方案，強（qiáng）度調製的光信號（hào）最終需要被轉換成計算機可用的電信號數據。但這種方式僅僅是改變光的強度，不能充分發揮激光相幹長度長、發散角小、頻帶豐（fēng）富等優勢，因而普遍（biàn）存在靈（líng）敏度低、距離（lí）低（dī）、頻帶利用率低等缺點。

當對傳輸速率的需求高於Gbit/s時，必須開（kāi）發新的調製和解調技術。基於自由空間（jiān）設計和長期的電信技術背景，iXblue能（néng）夠為（wéi）這種複雜的解調提供各種產品。其中一係列（liè）產品（iXblue MICS係列，請（qǐng）聯係我們提供更多資料）致力於多路複用和（hé）解複用，這意味著（zhe）能夠在一根獨特的光纖中傳輸許多不（bú）同波長的激光（即40路不同波長的激光束（shù）在（zài）一根（gēn）典型的電信光纖中傳輸，1528至1560 nm，C波段，）。另一係列產品（iXblue MINT係列，見下圖）使（shǐ）用光的另一個（gè）特性進行解（jiě）調，即（jí）電磁波的相位，相位（0或π）的調製比強度的（de）調製更容易、更快。MINT產品（pǐn）使光學DPSK（差分相移鍵控）解調成（chéng）為可能，它適用於（yú）大約10 Gbit/s的更高傳輸速率。i

隨（suí）後產生了（le）“QAM”技術，這是一種使用電磁波相（xiàng）位和強度的調製技術。除了前麵（miàn）的優點之外（wài），該解決方案允（yǔn）許使用中間值（zhí）（0和1之（zhī）間，0和π之間（jiān））進行調製。它為信息編碼提供了更多的可能性。例如，QAM16和QAM64技術可以在單位比特時間內處（chù）理4到6比特。這種信號的解調非常（cháng）複雜（zá），可以通過iXblue 90°光學混頻方案（iXblue COH係列，見下圖）實現（xiàn）。信號光（guāng）的（de）相位、振幅甚至偏振態，通過信號光和本振光（特定頻率的參考光）之間執行四次90°相位幹（gàn）涉。

90°光混頻器在相幹（gàn）光通信係統中的主要作（zuò）用是將兩束頻率接近、相位差恒定（dìng）的且偏振方向相同的信號光（guāng）與本振光波進行相幹混頻，再利用（yòng）光電平衡探測器和信號處理對中頻信號進行分析，可以看出其原理（lǐ）上也（yě）是一種調製解調器。常見（jiàn）的 90°光混頻器為2（輸入）x4（輸出）端口結構，如（rú）上圖，其由分立的四分之一波片、半波片和（hé）偏振分光鏡等光學元器（qì）件構成，四個輸（shū）出端分別相差為0°、180°、90°和（hé）270°。0°與180°輸出端經過平衡探測器後的支（zhī）路稱（chēng）為同（tóng）相I支路，90°與270°輸出端經過平衡探測器後（hòu）的支路稱（chēng）為正交Q支路。

iXblue並不專注於（yú）信號處理，其核心競爭力在於設計和組裝適合任何調製/解調方式的（de）自由空間光學解決方案，將看似複雜（zá）的自由空間光學係統集成為非常靈（líng）活，小巧的光纖輸入輸出型微光學集成解決方案， 如右圖，標準COH產品體積約為70X50X10mm大小。它既（jì）可以應用於簡單的調製，也可應（yīng）用於更複雜的解調方式而無需產品升級。

從（cóng）傳統電信到空間（jiān）通信應（yīng）用

如果傳統電信市場是這種調製/解調方案的最初應用領域，那麽今天大量的新應用都會發現這種（zhǒng）技術（shù）的好處。尤其是，能夠解調信號的相位是非常強大和重要的，例如在計量學中，光學傳感器可以（yǐ）測量與電磁波相位相互作用的微小物理參數的變化。在醫學領域也（yě）有（yǒu）一些應用，光（guāng）學相幹層析成像（OCT）通過對反射信（xìn）號的解調來對皮膚下的組織進行成像。iXblue COH 90°光學混頻器也適用（yòng）於空間應用，如激光（guāng）通信或星鏈衛星。許多其他設備僅提供（gòng）電信（xìn）波長波段，即C波段，但iXblue方案是唯一（yī）能夠（gòu）同時處理C波段和L波（bō）段（波長從1570到1630 nm）的解決方（fāng）案。由於自由空間光學（xué）在偏振解調（diào）（消光比達到25至30dB）方麵（miàn）的性能更好，以及更好的平衡探測均（jun1）勻（yún）性（0.2dB）和90°相移精（jīng）度（相移可調），因此（cǐ）在C波段自由光學也比矽基方案更好。如今（jīn），iXblue解調方案甚至有望應用於所（suǒ）有電信（xìn）頻段，單一（yī）設備可以從O波段工作（zuò）到L波段（從（cóng）1260 nm到1620 nm）。

感謝最初為電信行業開發（fā）的環氧樹脂技術，iXblue器件可以提供穩定、堅固的特性。下圖為COH光混頻器（qì）優異的（de）溫度（dù）性能，插損隨溫度的變化極（jí）小，滿足苛刻環境（jìng）下的應用要求（qiú）。

iXblue微光學集成部門(原Kylia)主要產（chǎn）品及其（qí）應用領域

iXblue在（zài）玻璃基板上超精密的（de）光學（xué）元件組裝技能

iXblue的微光學集成部門（mén）（原Kylia）長期以來一直致力於在高性能和高度定製化的產品，從而為其客戶帶來更多的附加值。除了產（chǎn）品目錄外，定製的自由空間微光學集成已經用於環境科學（測（cè）風）的激光（guāng）雷達行業，同樣也通過一些大公（gōng）司進入電信市場，激光跟蹤器市（shì）場。量子技術(IMOB產品，請見後（hòu）期微信文章或者聯係我們提供更多資料)是iXblue成功開拓的另一個新（xīn）興市場。

iXblue能夠將實驗裝置集成為工業級的光學模塊，從客戶要求（簡易的草圖，下圖步驟1）開始，iXblue可以領導或參與完（wán）整的（de）產品開發（fā）步驟：設計(下圖步驟2)、原型機到批量生產(下圖步驟3)，iXblue的專業技術在於將微光學元件超精確地組裝在玻（bō）璃基板（bǎn）上，在滿（mǎn）足光學性能要（yào）求（qiú）的前提下提供更（gèng）小（xiǎo）的體積，優異（yì）的可靠性和穩定性。

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