一种减小光纤非线性效应的光传输系统及方法技术方案

技术编号:13913149 阅读:137 留言:0更新日期:2016-10-27 08:44
一种减小光纤非线性效应的光传输系统及方法,涉及光通信领域,包括单载波发射机和单载波接收机,单载波发射机将子载波光源发出的连续光信号等分为两路,每一路均设置一个强度调制器和一个相位调制器,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反;光开关用于切换两路光信号;单载波接收机用于接收光信号分并为两路;每一路光混频器将该路光信号与中心频率相同且正交连续窄带参考光信号混频,混频后光信号进行光/电转换,将模拟信号转换为数字电信号,数字电信号处理器用于对两路数字电信号进行处理,并提取承载的数据。本发明专利技术减小光纤非线性效应的影响,降低成本和控制的复杂程度,减少功耗和时延。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信领域,具体来讲涉及一种减小光纤非线性效应的光传输系统及方法
技术介绍
随着网络传输容量需求的激增,光传输系统其单通道传输速率在经历了从2.5Gbit/s→10Gbit/s→40Gbit/s→100Gbit/s的提升,正在酝酿下一代的超100G光传输系统。超100Gbit/s光传输在可用频带资源不变的情况下,进一步提升单根光纤的传输容量,其关键在于提高频谱资源的利用率和频谱效率。然而,由于光纤非线性效应的限制,超100G光传输距离和频谱效率之间的矛盾非常显著。选择更复杂的调制格式提高频谱效率和传输速率,其传输性能可能无法满足长距离光传输的应用场景,更好的方式是减小光纤非线性效应的限制。光脉冲信号沿光纤通道传播过程中,因CD(Chromatic Dispersion,色度色散)、PMD(Polarization Mode Dispersion,偏振模色散)以及与ASE(Amplified Spontaneous Emission,放大的自发辐射噪声)相互作用,引起脉冲形状发生改变,经光纤非线性效应引起NPN(Nonlinear Phase Noise,非线性相位噪声),对相位调制的信号影响严重,并随着相位调制级数增加而恶化。NLSE(Non-Linear Schrodinger Equation,基于非线性薛定谔方程)的主动补偿技术,可以减小非线性效应的影响,其典型代表为OPC(Optical Phase Conjugate,光学相位共轭)和DBP(Digital Back Propagation,数字反向传播)法。在光域,OPC利用四波混频效应,将光信号的相位变换为共轭相位,使其在后半截输链路上反转传克尔效应的符号,抵消实现前半截输链路上的克尔效应,以补偿色度色散、相位调制和四波混频等引起的非线性相位噪声。在电域,DBP可根据克尔效应在获得光功率强度偏移的情况下,通过数字电信号处理逆向估计相位调制所引起的非线性相位偏移。但是,实际应用中,光学相位共轭需要采用精密的光学共轭器件和复杂的控制算法,成本高且控制复杂,又因前后链路传输特性不对称,使其对性能改善不显著;而数字反向传播法反复迭代过程非常复杂,功耗和时延较大。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种减小光纤非线性效应的光传输系统及方法,减小光纤非线性效应的影响,降低成本和控制的复杂程度,减少功耗和时延。为达到以上目的,本专利技术采取一种减小光纤非线性效应的光传输系统,包括单载波发射机和单载波接收机,单载波发射机包括一个3dB的1×2光分波器,用于将子载波光源发出的连续光信号等分为两路,每一路上均设置一个强度调制器和一个相位调制器,强度调制器用于调制光信号的幅度,相位调制器用于调制光信号的相位,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反;单载波发射机还包括一个光开关,用于切换两路光信号;单载波接收机包括一个3dB的1×2光分波器,用于接收单载波发射机的光信号分并为两路;每一路均设有一个光混频器、平衡接收机和模数转换器,光混频器用于将该路光信号与单载波接收机提供的中心频率相同且正交连续窄带参考光信号混频,平衡接收机用于混频后光信号的进行光/电转换,模数转换器用于将模拟信号转换为数字电信号,单载波接收机还包括一个数字电信号处理器,用于对两路数字电信号进行处理,并提取承载的数据。在上述技术方案的基础上,单载波发射机中,光开关等周期交替输出调制后的两路光信号,其交替的周期设置为T/2,其中T为光信号的一个周期;且光开关状态切换到稳定的时间小于T/20。本专利技术还提供所述系统的减小光纤非线性效应的光传输方法,包括:单载波发射机将子载波光源发出的连续光信号等分为两路,每一路光信号都经过强度调制器和相位调制器调制,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反,调制后的两路光信号通过光开关等周期交替发出;单载波接收机接收单载波发射机发来的光信号,通过1×2光分波器分为两路,每一路都和一个连续窄带参考光信号混频,所述连续窄带参考光信号与1×2光分波器分出的该路光信号中心频率相同且相互正交;混频后的光信号通过平衡接收机进行光/电转换,再通过模数转换器转换为数字电信号,最后两路数字电信号通过一个数字电信号处理器处理,提取承载的数据。在上述技术方案的基础上,所述模数转换器转换后的数字电信号的时间离散、幅度量化。本专利技术还提供一种减小光纤非线性效应的光传输系统,包括多载波发射机和多载波接收机,多载波发射机包括多个单载波发射机,每个单载波发射机包括一个3dB的1×2光分波器,用于接收N个并行的子载波光信号中的一个,其中N>1,并分为两路,每一路上均设置一个强度调制器和一个相位调制器,强度调制器用于调制光信号的幅度,相位调制器用于调制光信号的相位,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反;单载波发射机还包括一个光开关,用于切换两路光信号;多载波发射机还包括一个合波器或光复用器,每个单载波发射机发出的光信号通过所述合波器或光复用器合波后发出;多载波接收机包括一个1×2N光分波器,用于将接收的光信号分为2N路,每2路为一组,一组中的每一路均设有一个光混频器、平衡接收机和模数转换器,光混频器用于将该组中的一路光信号与一个中心频率相同且正交连续窄带参考光信号混频,平衡接收机用于混频后光信号的进行光/电转换,模数转换器用于将模拟信号转换为数字电信号,多载波接收机还包括一个数字信号处理器,用于对每组输出的数字电信号进行处理,并提取承载的数据。在上述技术方案的基础上,单载波发射机的每一个光开关都为2×1光开关,等周期交替输出调制后的两路光信号,其交替的周期设置为T/2,其中T为光信号的一个周期;且光开关状态切换到稳定的时间小于T/20。本专利技术还提供一种所述系统的减小光纤非线性效应的光传输方法,包括:多载波发射机的每个3dB的1×2光分波器接收一个光信号并分为两路,每一路光信号都经过强度调制器和相位调制器调制,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反,调制后的两路光信号通过光开关等周期交替发出,所有光开关发出的光信号通过合波器或光复用器合波后发出;多载波接收机接收多载波发射机发来的光信号,通过1×2N光分波器分为2N路,每2路为一组,一组中的每一路都和一个连续窄带参考光信号混频,所述连续窄带参考光信号与对应的该路光信号中心频率相同且相互正交;混频后的光信号通过平衡接收机进行光/电转换,再通过模数转换器转换为数字电信号,最后所有组中的两路数字电信号通过一个数字电信号处理器处理,提取承载的数据。在上述技术方案的基础上,所述模数转换器转换后的数字电信号的时间离散、幅度量化。本专利技术的有益效果在于:采用数字信号处理的方法,对线路传输损伤及进行均衡补偿,以及载波恢复和数据判决,避免控制复杂、功耗和时延较大的问题,有效的提升高速光传输系统传输性能和传输距离,简化传输链路设计,降低成本。附图说明图1为本专利技术两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反的示意图;图2为本专利技术第一实施例单载波发射机的实现示意图;图3为本专利技术第一实施例单载波接收机的实现示意图;图4为本专利技术第二本文档来自技高网
...
一种减小光纤非线性效应的光传输系统及方法

【技术保护点】
一种减小光纤非线性效应的光传输系统,包括单载波发射机和单载波接收机,其特征在于:单载波发射机包括一个3dB的1×2光分波器,用于将子载波光源发出的连续光信号等分为两路,每一路上均设置一个强度调制器和一个相位调制器,强度调制器用于调制光信号的幅度,相位调制器用于调制光信号的相位,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反;单载波发射机还包括一个光开关,用于切换两路光信号;单载波接收机包括一个3dB的1×2光分波器,用于接收单载波发射机的光信号分并为两路;每一路均设有一个光混频器、平衡接收机和模数转换器,光混频器用于将该路光信号与单载波接收机提供的中心频率相同且正交连续窄带参考光信号混频,平衡接收机用于混频后光信号的进行光/电转换,模数转换器用于将模拟信号转换为数字电信号,单载波接收机还包括一个数字电信号处理器,用于对两路数字电信号进行处理,并提取承载的数据。

【技术特征摘要】
1.一种减小光纤非线性效应的光传输系统,包括单载波发射机和单载波接收机,其特征在于:单载波发射机包括一个3dB的1×2光分波器,用于将子载波光源发出的连续光信号等分为两路,每一路上均设置一个强度调制器和一个相位调制器,强度调制器用于调制光信号的幅度,相位调制器用于调制光信号的相位,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反;单载波发射机还包括一个光开关,用于切换两路光信号;单载波接收机包括一个3dB的1×2光分波器,用于接收单载波发射机的光信号分并为两路;每一路均设有一个光混频器、平衡接收机和模数转换器,光混频器用于将该路光信号与单载波接收机提供的中心频率相同且正交连续窄带参考光信号混频,平衡接收机用于混频后光信号的进行光/电转换,模数转换器用于将模拟信号转换为数字电信号,单载波接收机还包括一个数字电信号处理器,用于对两路数字电信号进行处理,并提取承载的数据。2.如权利要求1所述的减小光纤非线性效应的光传输系统,其特征在于:单载波发射机中,光开关等周期交替输出调制后的两路光信号,其交替的周期设置为T/2,其中T为光信号的一个周期;且光开关状态切换到稳定的时间小于T/20。3.一种基于权利要求1所述系统的减小光纤非线性效应的光传输方法,其特征在于,包括:单载波发射机将子载波光源发出的连续光信号等分为两路,每一路光信号都经过强度调制器和相位调制器调制,调制后的两路光信号中心频率相同、强度比值恒定、以及相位相反,调制后的两路光信号通过光开关等周期交替发出;单载波接收机接收单载波发射机发来的光信号,通过1×2光分波器分为两路,每一路都和一个连续窄带参考光信号混频,所述连续窄带参考光信号与1×2光分波器分出的该路光信号中心频率相同且相互正交;混频后的光信号通过平衡接收机进行光/电转换,再通过模数转换器转换为数字电信号,最后两路数字电信号通过一个数字电信号处理器处理,提取承载的数据。4.如权利要求3所述的减小光纤非线性效应的光传输方法,其特征在于:所述模数转换器转换后的数字电信号的时间离散、幅度量化。5.一种减小光纤非线性效应的光传输系统,包括多载波发射机和多载波接收机,其特征在于:多载波发射机包括多个单载波发射机,每个单载波发射机包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯勇华徐俊波魏学勤
申请(专利权)人:烽火通信科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1