复用器和解复用器以及复用方法和解复用方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤通信系统中使用的复用器和解复用器以及复用方法和解复用方法。所述复用器包括：多个正交信号产生器，被配置为将所述多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的两两正交的多个数字波形信号上，以产生两两正交的多个数字调制信号；多个数模转换器，被配置为将所述多个数字调制信号分别转换为多个模拟信号；以及合路器，被配置为将所述多个模拟信号混合为单个信号。通过上述设备和方法，可以实现多个用户信号的复用，其中，每个用户既能使用整个时间段，又可以共用一个波长的激光器，而不占用大量的光纤频率资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信技术，并且具体涉及一种光纤通信系统中使用的复用器和解 复用器以及相应的复用方法和解复用方法。
技术介绍
光纤通信系统的传输带宽可以很宽，达到每秒数T比特，但是，由于光纤放大器 的增益平坦范围有限以及光纤衰减平坦范围有限，光纤通信系统的传输带宽被限制在C+L 带，即，只能在从1510nm到1610nm左右的100nm范围之内进行传输。为了能在这100nm 的范围内传输尽可能多的信息，一般光纤通信系统中都采用复用方式来提高传输信号的容 量，提高传输带宽的利用率。 光纤通信系统中常见的复用方式有：波分复用、时分复用、正交频分复用、多阶调 制复用等。时分复用方式是将传输时间分为若干时隙，在每个时隙内安排不同的用户信息 依次发送，这些时隙组合成一串信号，并且通过一个激光器被调制到光载波上，即，这些用 户信息共用一个激光器，但分别占用不同的时间段(时隙)。要提高传输容量，就要在这些时 间段尽可能多地加入用户信息，这导致传输的比特流的脉冲越来越窄，频谱越来越宽，协议 不透明，实现难度越来越大。 波分复用技术是将不同的用户信息分别调制到不同波长的光信号上，然后将这些 光信号耦合到同一根光纤上传输，每个用户占用一个波长并且可以使用整个时间段来进行 传输。这种方式协议透明，可以传输不同协议的信号。但是，由于光纤通信可以用的带宽为 lOOnm，这限制了可用波长的数量，目前基本上只用到40-100个波长，而且随着波长数量的 增加，整个光纤中的功率就非常高，这导致非线性效应以及色散效应累积，严重影响传输距 离和传输速率等。 因此，需要一种新的复用技术来复用多个用户信号，同时避免时分复用和波分复 用的上述缺点。
技术实现思路
考虑到以上问题而提出了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供一种光纤通信系统中 使用的复用器和解复用器以及相应的复用方法和解复用方法。 根据本专利技术的一个方面，提供一种光纤通信系统中使用的复用器，用于复用多个 用户信号，所述复用器包括：多个正交信号产生器，被配置为将所述多个用户信号分别调制 到基于小波变换产生的两两正交的多个数字波形信号上，以产生两两正交的多个数字调制 信号；多个数模转换器，被配置为将所述多个数字调制信号分别转换为多个模拟信号；多 个低通滤波器，被配置为分别对所述多个模拟信号进行低通滤波；以及合路器，被配置为将 滤波后的所述多个模拟信号混合为单个信号。 根据本专利技术的另一方面，提供一种光纤通信系统中使用的解复用器，用于将模拟 电信号解复用，所述模拟电信号是通过将多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的两 两正交的多个数字波形信号上以产生两两正交的多个数字调制信号，将所述多个数字调制 信号分别转换为多个模拟信号，然后将所述多个模拟信号混合而产生的，该解复用器包括： 分路器，被配置为将所述模拟电信号分为多个子模拟信号；多个模数转换器，被配置为分别 将所述多个子模拟信号转换为多个数字信号；多个相关器，被配置为分别对所述多个数字 信号与所述基于小波变换产生的两两正交的多个数字波形信号进行相关运算，以确定各个 数字信号的相关值；多个判决器，被配置为分别根据各个数字信号的相关值对所述多个数 字信号进行判决，从而产生多个用户信号。 根据本专利技术的另一方面，提供一种光纤通信系统中使用的复用方法，用于复用多 个用户信号，所述复用方法包括：将所述多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的两 两正交的多个数字波形信号上，以产生两两正交的多个数字调制信号；将所述多个数字调 制信号分别转换为多个模拟信号；分别对所述多个模拟信号进行低通滤波；以及将滤波后 的所述多个模拟信号混合为单个信号。 根据本专利技术的另一方面，提供一种光纤通信系统中使用的解复用方法，用于将模 拟电信号解复用，所述模拟电信号是通过将多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的 两两正交的多个数字波形信号上以产生两两正交的多个数字调制信号，将所述多个数字调 制信号分别转换为多个模拟信号，然后将所述多个模拟信号混合而产生的，该解复用方法 包括：将所述模拟电信号分为多个子模拟信号；分别将所述多个子模拟信号转换为多个数 字信号；分别对所述多个数字信号与所述基于小波变换产生的两两正交的多个数字波形信 号进行相关运算，以确定各个数字信号的相关值；分别根据各个数字信号的相关值对所述 多个数字信号进行判决，从而产生多个用户信号。 利用根据本专利技术上述方面的复用器和复用方法，可以在现有的复用技术的基础上 增加一个复用维度，即，将多个不同用户的用户信号分别调制到基于小波变换产生的两两 相互正交的多个数字波形信号上，然后转换成模拟信号并被混合成单个信号而互不干扰， 从而实现多个用户信号的复用。然后，可以通过激光器将该单个信号调制到一个波长的光 载波上来发送。这样，每个用户既能使用整个时间段，又可以共用一个波长的激光器，而不 用占用大量的光纤频率资源。这种复用方式具有时分复用和波分复用的优点，在传输过程 中不会带来色散和非线性效应等问题，大大提高了信号传输的速率和传输容量。而且，这种 复用技术还可以与波分复用和时分复用等其他复用技术联合使用，从而进一步提供信号传 输速率和传输容量。 【附图说明】 通过结合附图对本专利技术的实施例进行详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特征、 优点将会变得更加清楚，其中： 图1示出了根据本专利技术实施例的光纤通信系统的框图； 图2示出了根据本专利技术实施例的发射机的框图。 图3示出了图2所示的正交信号产生器的一种示例性实现方式。 图4是根据本专利技术实施例的接收机的框图。 图5是根据本专利技术实施例的复用方法的流程图。 图6是根据本专利技术实施例的解复用方法的流程图。 【具体实施方式】 下面将参照附图来描述根据本专利技术的实施例。在附图中，相同的参考标号自始至 终表示相同的元件。应当理解：这里描述的实施例仅仅是说明性的，而不应被解释为限制本 专利技术的范围。 图1示出了根据本专利技术实施例的光纤通信系统的框图。如图1所示，光纤通信系 统10包括发射机20、光纤30和接收机40。发射机20和接收机40经由光纤30连接。发 射机20接收来自多个用户（为便于说明，假设为N个用户，N > 2)的用户信号(在这里，所 述用户信号为数字信号)，复用这些用户信号，将复用信号转换为光信号，然后将该光信号 经由光纤30发送到接收机40。接收机40接收该光信号，将该光信号转换为电信号，并且对 其进行解复用，以恢复N个用户信号。 首先描述根据本专利技术实施例的发射机20。 如图1所示,发射机20包括复用器21和激光器22。复用器21将所述N个用户 信号分别调制到基于小波变换产生的两两正交的N个数字波形信号上，以产生两两相交的 多个数字调制信号，然后将各个数字调制信号在经过数模转换之后混合为单个信号。激光 器22将所述单个信号调制到光载波上以产生光信号，并且将该光信号经由光纤30发送给 接收机40。激光器22可以采用本领域公知的直接调制激光器或外调制器激光器(例如武汉 电信器件公司生产的RTMX系列光发射模块）来实现，其输出的波长可以是符合国际电信联 盟（ITU)制定的相关标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤通信系统中使用的复用器，用于复用多个用户信号，所述复用器包括：多个正交信号产生器，被配置为将所述多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的两两正交的多个数字波形信号上，以产生两两正交的多个数字调制信号；多个数模转换器，被配置为将所述多个数字调制信号分别转换为多个模拟信号；多个低通滤波器，被配置为分别对所述多个模拟信号进行低通滤波；以及合路器，被配置为将滤波后的所述多个模拟信号混合为单个信号。

【技术特征摘要】
1. 一种光纤通信系统中使用的复用器，用于复用多个用户信号，所述复用器包括： 多个正交信号产生器，被配置为将所述多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的 两两正交的多个数字波形信号上，以产生两两正交的多个数字调制信号； 多个数模转换器，被配置为将所述多个数字调制信号分别转换为多个模拟信号； 多个低通滤波器，被配置为分别对所述多个模拟信号进行低通滤波；以及 合路器，被配置为将滤波后的所述多个模拟信号混合为单个信号。2. 如权利要求1所述的复用器，其中，所述小波变换基于Daubechies小波包，并且基于 序列h和g产生长度为L的两两正交的多个数字序列作为所述多个数字波形信号，所述长 度L为不小于用户信号数量的2的幂，其中， Κ[^=<Φ (t), Φ_1；?5(?)>其中，序列h和g的长度为Ι^，1?=1，2,…，Lp Φ (t)和辦？')分别为对应于该Daubechies 小波包的尺度函数和小波函数，免u(〇 = _(2/-幻，t为时间，其中，所述正交信号产生器 通过对于每个用户信号的每个比特周期，在该用户信号为1时输出与该用户信号对应的数 字序列，并且在该用户信号为0时输出长度为L的0序列，来产生与该用户信号对应的数字 调制信号。3. -种光纤通信系统中使用的解复用器，用于将模拟电信号解复用，所述模拟电信号 是通过将多个用户信号分别调制到基于小波变换产生的两两正交的多个数字波形信号上 以产生两两正交的多个数字调制信号，将所述多个数字调制信号分别转换为多个模拟信 号，然后将所述多个模拟信号混合而产生的，该解复用器包括： 分路器，被配置为将所述模拟电信号分为多个子模拟信号； 多个模数转换器，被配置为分别将所述多个子模拟信号转换为多个数字信号； 多个相关器，被配置为分别对所述多个数字信号与所述基于小波变换产生的两两正交 的多个数字波形信号进行相关运算，以确定各个数字信号的相关值；以及 多个判决器，被配置为分别根据各个数字信号的相关值对所述多个数字信号进行判 决，从而产生多个用户信号。4. 如权利要求3所述的解复用器，其中，所述小波变换基于Daubechies小波包，并且基 于序列h和g产生长度为L的两两正交的多个数字序列作为所述多个数字波形信号，所述 长度L为不小于用户信号数量的2的幂，其中， Κ[^=<Φ (t), Φ_1；?5(?)>其中，序列h和g的长度为LpkzU，···，!^，Φ (t)和饵/)分别为对应于该Daubechies 小波包的尺度函数和小波函数，= ，t为时间， 其中，所述判决器通过对每个数字信号的每个比特周期，将该数字信号的相关值和与 对应的阈值进行比较，来对该数字信号进行判决，其中，当相关值大于所述阈值时，将该数 字信号在该比特周期的比特值判决为1，而当相关值不大于所述阈值时，将该数字信号在该 比特周期的比特值判决为0。5. 如权利要求4所述的解复用器，其中，所述对应的阈值是基于来自发射机的模拟训 练信号按照以下方式获得的： 将所述模拟训练信号分为多个子模拟训练信号； 分别将所述多个子模拟训练信号转换为多个数字训练信号； 对每个数字训练信号与所述多个数字波形信号进行相关运算，以确定各个数字训练信 号的相关值； 基于每个数字训练信号的相关值，确定该数字训练信号的与比特值1对应的相关值的 第一平均值和与比特值0对应的相关值的第二平均值；以及 计算所述第一平均值和所述第二平均值的平均值，作为所述阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蔚，余少华，王艺蒙，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42