適用于ddo-ofdm的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng)及其發(fā)射端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信技術(shù),特別涉及光纖傳輸系統(tǒng)中接收信號的頻率選擇性衰落的補(bǔ)償技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來說,光纖通信系統(tǒng)中所使用的單模光纖的纖芯相對較細(xì)(9/125),傳輸頻帶寬、容量大,傳輸距離較長。隨著傳輸距離的加大,累積的色散會引起符號延時從而導(dǎo)致頻率選擇性衰落。多模光纖纖芯粗(50/125或62.5/125),允許多個模式在光纖中進(jìn)行傳輸,但是模間色散限制了多模光纖的傳輸距離和帶寬,并且多模光纖中的色度色散和模間色散同樣會引起符號延時,繼而導(dǎo)致頻率選擇性衰落。正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)有優(yōu)良的抗色散和頻率選擇性衰落能力。
[0003]目前的光纖傳輸系統(tǒng)提出各種基于OFDM調(diào)制技術(shù)的光纖傳輸系統(tǒng)。其中,基于直接檢測光的正交頻分復(fù)用DDO-OFDM系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、成本低的優(yōu)點,使其具有更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,特別在短距離單模光纖鏈路和多模光纖傳輸方面展現(xiàn)出了預(yù)期的效果O
[0004]在傳統(tǒng)的線性映射DDO-OFDM系統(tǒng)中,發(fā)射機(jī)輸出端的信號光譜是雙邊帶的OFDM頻譜的線性復(fù)制外加一個光載波,此時在光纖中傳輸?shù)碾p邊帶信號同樣會帶來色散問題。經(jīng)直接探測后雙邊帶調(diào)制信號的功率是光載波波長、色散、傳輸距離等的余弦函數(shù)。隨著光載波波長、色散、傳輸距離等的改變,信號功率衰落點的位置也隨之改變,造成不同頻率的選擇性衰落,如圖1所示。
[0005]為了改善系統(tǒng)傳輸性能,現(xiàn)有的方法是加入色散補(bǔ)償,如高色散補(bǔ)償光纖技術(shù)、啁啾光纖光柵色散補(bǔ)償技術(shù)、色散補(bǔ)償濾波器以及前/后置色散補(bǔ)償技術(shù)等。這些方式既增加了系統(tǒng)總體成本,也增加了系統(tǒng)的插入損耗,或者加大了系統(tǒng)的技術(shù)復(fù)雜度。在短距離和低成本傳輸系統(tǒng)中一般不采用色散補(bǔ)償技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,提供一種接收端能夠獲得較小衰落的接收信號的DDO-OFDM發(fā)送端以及包含該發(fā)送端的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是,適用于DDO-OFDM的發(fā)送端,包括正交頻分復(fù)用OFDM信號產(chǎn)生單元、光調(diào)制器、光載波產(chǎn)生單元,所述OFDM信號產(chǎn)生單元的輸出端與光I/Q調(diào)制器的調(diào)制信號輸入端相連,光載波產(chǎn)生單元的輸出端與光I/Q調(diào)制器的載波信號輸入端相連,光I/Q調(diào)制器的已調(diào)信號輸出端與光纖相連;
[0008]其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元輸出的光載波為兩束不同中心頻率激光。
[0009]適用于DDO-OFDM的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng),包括上述發(fā)送端、接收端、光纖,發(fā)送端通過光纖與接收端相連;接收端包括光電探測器、數(shù)字信號處理器,光電探測器的輸入端與光纖相連,光電探測器的輸出端與數(shù)字信號處理器輸入端相連,光電探測器對接收到的光信號進(jìn)行直接探測;
[0010]所述接收端的光電探測器同時接收兩路不同中心頻率的光信號輸出兩路不同頻率的電信號,數(shù)字信號處理器通過疊加光電探測器輸出的兩路信號實現(xiàn)功率衰落互補(bǔ)。
[0011]本發(fā)明在發(fā)送端用雙波長調(diào)制相同的OFDM信號,隨后在同一根光纖中進(jìn)行傳輸,接收端用光電探測器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。由于信號功率的衰落與光載波波長相關(guān),因此,接收到的不同中心波長調(diào)制信號在不同頻率點處出現(xiàn)功率衰落,使得疊加后各自的衰落位置實現(xiàn)互補(bǔ),從而提升系統(tǒng)的總體傳輸性能,有效對抗色散引起的頻率選擇性衰落。
[0012]本發(fā)明的有益效果是,與現(xiàn)有的DDO-OFDM系統(tǒng)相比,沒有額外增加數(shù)字信號處理DSP復(fù)雜度下,無需色散補(bǔ)償模塊,實現(xiàn)頻率選擇性衰落下信道的性能提升,從而確保接收信號的恢復(fù)質(zhì)量。
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有單波長調(diào)制系統(tǒng)接收信號功率分布圖。
[0014]圖2為發(fā)明傳輸系統(tǒng)發(fā)送端信號頻譜圖。
[0015]圖3為本發(fā)明傳輸系統(tǒng)接收信號功率分布圖。
[0016]圖4(a)、(b)為實施例中兩種不同光源形式的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng),包括發(fā)送端、接收端、光纖,發(fā)送端通過光纖與接收端相連;
[0018]發(fā)送端包括正交頻分復(fù)用OFDM信號產(chǎn)生單元、光同向正交I/Q調(diào)制器、光載波產(chǎn)生單元,所述OFDM信號產(chǎn)生單元的輸出端與光I/Q調(diào)制器的調(diào)制信號輸入端相連,光載波產(chǎn)生單元的輸出端與光I/Q調(diào)制器的載波信號輸入端相連,光I/Q調(diào)制器的已調(diào)信號輸出端與光纖相連;光載波產(chǎn)生單元輸出的光載波為兩束不同中心頻率激光,2波長激光的頻率間隔可以根據(jù)實際測試到的頻率選擇性衰落的先驗知識進(jìn)行設(shè)置。
[0019]接收端包括光電探測器,光電探測器與光纖相連,光電探測器對接收到的光信號進(jìn)行直接探測。
[0020]在本發(fā)明雙波長調(diào)制傳輸系統(tǒng)中,以在發(fā)送端用約10GHz間隔的光波長來調(diào)制相同的OFDM信號為例,調(diào)制后的信號頻譜如圖2所示,然后在同一光纖中進(jìn)行傳輸,在接收端直接用光電探測器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。此時,可以將系統(tǒng)看作兩個單載波調(diào)制后的信號的疊加,由于光載波波長不同,使得調(diào)制后的信號在高頻段的衰落點不相同,疊加后在各自的衰落位置上實現(xiàn)互補(bǔ),從而提升總體性能,結(jié)果如圖3所示。由于色散,不同載波上的信號會經(jīng)歷不同的時延,在接收機(jī)的DSP中可以做相應(yīng)的補(bǔ)償處理。而使用OFDM調(diào)制,將使得這個補(bǔ)償處理變得作為多徑傳輸?shù)囊环N特殊情況,變得更加簡單。
[0021]為了實現(xiàn)雙波長調(diào)制的發(fā)射端可使用以下兩種形式:
[0022]方案一:
[0023]如圖4(a)所示,光載波產(chǎn)生單元包括2個單模激光器、耦合器,2個單模激光器的輸出端與耦合器的輸入端相連,2個單模激光器輸出的不同中心頻率的激光。這里的單模激光器采用的是可調(diào)單模帶隔離激光器。
[0024]兩個可調(diào)單模帶隔離激光器作為光源,輸出激光頻率相差約100GHz,輸出激光線寬較窄;
[0025]兩個可調(diào)單模帶隔離激光器輸出的激光經(jīng)3dB耦合器耦合;
[0026]3dB耦合器輸出的激光與光IQ調(diào)制器相連,光IQ調(diào)制器的射頻信號為陣列波導(dǎo)光柵AWG輸出的OFDM射頻信號;
[0027]從光IQ調(diào)制器輸出的調(diào)制后的信號進(jìn)入單模/多模光纖SMF/MMF進(jìn)行傳輸;
[0028]單模/多模光纖的另一端與光電檢測器相連,進(jìn)行直接檢測;
[0029]光電檢測器輸出端與數(shù)字信號處理器相連,完成信號的解調(diào)、判決等傳輸功能。
[0030]方案二:
[0031]如圖4(b)所示,光載波產(chǎn)生單元為雙頻激光器。
[0032]目前,雙頻激光器已在毫米波和光波干涉測量等技術(shù)領(lǐng)域被廣泛使用。常用的雙頻激光器是基于縱向塞曼效應(yīng)的He-Ne激光器,其頻差小于3MHz,稱其為小頻差,雙折射雙頻激光器頻差大于40MHz,稱其為大頻差。與He-Ne激光器相比,Nd: YAG激光器的增益帶寬一般為150GHz?180GHz,現(xiàn)已成為研究熱點,并且各國科研工作者已相繼提出多種雙頻Nd: YAG激光器研究方案。另外,現(xiàn)有的分布反饋式雙縱模雙頻半導(dǎo)體激光器可獲得幾十GHz到上百GHz的超大頻差,并且頻差可調(diào)諧,這使得雙頻激光器應(yīng)用于光纖通信成為可會K。
[0033]用超大頻差雙頻激光器作為光源,雙頻激光器輸出兩束頻率間隔數(shù)10GHz的激光作為光載波,輸出的兩束激光線寬較窄;
[0034]雙頻激光器與光IQ調(diào)制器相連,光IQ調(diào)制器的射頻信號為AWG輸出的OFDM信號;
[0035]從光IQ調(diào)制器輸出的調(diào)制后的信號進(jìn)入單模/多模光纖進(jìn)行傳輸;
[0036]單模/多模光纖的另一端與光電檢測器相連,進(jìn)行直接檢測;
[0037]光電檢測器輸出端與數(shù)字信號處理器相連,完成信號的解調(diào)、判決等傳輸功能。
【主權(quán)項】
1.適用于DDO-OFDM的發(fā)射端,包括正交頻分復(fù)用OFDM信號產(chǎn)生單元、光調(diào)制器、光載波產(chǎn)生單元,所述OFDM信號產(chǎn)生單元的輸出端與光調(diào)制器的調(diào)制信號輸入端相連,光載波產(chǎn)生單元的輸出端與光調(diào)制器的載波信號輸入端相連,光調(diào)制器的已調(diào)信號輸出端與光纖相連; 其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元輸出的光載波為兩束不同中心頻率激光。2.如權(quán)利要求1所述適用于DDO-OFDM的發(fā)射端,其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元為雙頻激光器。3.如權(quán)利要求1所述適用于DDO-OFDM的發(fā)射端,其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元包括2個單模激光器、耦合器,2個單模激光器的輸出端與耦合器的輸入端相連,2個單模激光器輸出的不同中心頻率的激光。4.如權(quán)利要求3所述適用于DDO-OFDM的發(fā)射端,其特征在于,所述單模激光器為可調(diào)單模帶隔離激光器。5.適用于DDO-OFDM的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng),包括發(fā)送端、接收端、光纖,發(fā)送端通過光纖與接收端相連; 所述發(fā)送端包括正交頻分復(fù)用OFDM信號產(chǎn)生單元、光調(diào)制器、光載波產(chǎn)生單元,所述OFDM信號產(chǎn)生單元的輸出端與光調(diào)制器的調(diào)制信號輸入端相連,光載波產(chǎn)生單元的輸出端與光調(diào)制器的載波信號輸入端相連,光調(diào)制器的已調(diào)信號輸出端與光纖相連; 接收端包括光電探測器、數(shù)字信號處理器,光電探測器的輸入端與光纖相連,光電探測器的輸出端與數(shù)字信號處理器的輸出端相連,光電探測器對接收到的光信號進(jìn)行直接探測; 其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元輸出的光載波為兩束不同中心頻率激光; 所述接收端的光電探測器同時接收兩路不同中心頻率的光信號輸出兩路不同頻率的電信號,數(shù)字信號處理器通過疊加光電探測器輸出的兩路信號實現(xiàn)功率衰落互補(bǔ)。6.如權(quán)利要求5所述適用于DDO-OFDM的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng),其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元為雙頻激光器。7.如權(quán)利要求5所述適用于DDO-OFDM的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng),其特征在于,所述光載波產(chǎn)生單元包括2個單模激光器、親合器,2個單模激光器的輸出端與親合器的輸入端相連,2個單模激光器輸出的不同中心頻率的激光。8.如權(quán)利要求7所述適用于DDO-OFDM的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng),其特征在于,所述單模激光器為可調(diào)單模帶隔離激光器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種接收端能夠獲得較小衰落的適用于DDO-OFDM的雙發(fā)同收傳輸系統(tǒng)及其發(fā)射端。本發(fā)明發(fā)送端光載波產(chǎn)生單元輸出的光載波為兩束不同中心頻率激光,接收端的光電探測器同時接收兩路不同中心頻率的光信號輸出兩路不同頻率的電信號,數(shù)字信號處理器通過疊加光電探測器輸出的兩路信號實現(xiàn)功率衰落互補(bǔ)。本發(fā)明在發(fā)送端用雙波長調(diào)制相同的OFDM信號,隨后在同一根光纖中進(jìn)行傳輸,接收端用光電探測器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。由于信號功率的衰落與光載波波長相關(guān),因此,接收到的不同中心波長調(diào)制信號在不同頻率點處出現(xiàn)功率衰落,使得疊加后各自的衰落位置實現(xiàn)互補(bǔ),從而提升系統(tǒng)的總體傳輸性能,有效對抗色散引起的頻率選擇性衰落。
【IPC分類】H04B10/516, H04B10/40, H04L27/26
【公開號】CN105049124
【申請?zhí)枴緾N201510456963
【發(fā)明人】易興文, 張靜, 趙迪夫, 楊合明, 邱昆
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月30日