单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统技术方案

单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统，包括光发送机、光分配网络和若干光网络单元；该光发送机设有信号源、两宽带功率放大器、激光源、光双臂和掺铒光纤放大器；该两宽带功率放大器分别与信号源的两输出端相连以分别进行功率放大；该光双臂的两臂分别连接两功率放大器的输出端以实现单边带信号调制；该激光源与光双臂相连用于产生连续的光载波；该掺铒光纤放大器与光双臂相连用于进行光信号放大；该光分配网络接收来自光发送机的光信号并结合多路波分复用技术，耦合进光纤链路进行传输；该光网络单元采用直接检测系统进行光信号恢复。本实用新型专利技术可以有效提高带宽利用率和降低传输功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤通信领域，特别是一种单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统。
技术介绍
波分复用无源光网络(WDM-PON)是单信道速率超过10-Gb/s和下一代大容量异构移动通信网络的首选方案。为进一步改善系统在数字领域的损耗，将WDM-PON系统与多个副载波复用技术结合，例如：与正交频分复用技术(OFDM)和无载波幅度相位调制(CAP)技术结合已被提出。特别的，基于CAP的多信道调制技术被认为是实现光接入网高频谱利用率的一个有效途径。结合Nyquist-FDM以及副载波调制等技术，高速WDM-PON信道能够实现CAP调制。但此技术的缺点在于多信道CAP调制极大展宽了信号频谱，且以往的CAP调制技术均基于双边带调制，在直接检测系统中的信号经过光纤传输后，展宽的频谱信号极易受到频率衰落效应，某些频率点位置的WDM-PON信道也将受到极大损伤。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种提高频带的有效性和利用率，降低频率衰落和传输功率的单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统。本技术采用如下技术方案：单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统，其特征在于：包括光发送机、光分配网络和若干光网络单元；该光发送机设有信号源、两宽带功率放大器、激光源、光双臂和掺铒光纤放大器；该信号源用于产生4路基于直接检测的下行信号信道并进行处理得到一路宽带信号和一路希尔伯特变换信号；该两宽带功率放大器分别与信号源的两输出端相连以分别进行功率放大；该光双臂的两臂分别连接两功率放大器的输出端以实现单边带信号调制；该激光源与光双臂相连用于产生连续的光载波；该掺铒光纤放大器与光双臂相连用于进行光信号放大；该光分配网络接收来自光发送机的光信号并结合多路波分复用技术，耦合进光纤链路进行传输；该光网络单元采用直接检测系统进行光信号恢复。优选的，所述的信号源包括可编程逻辑阵列和模数转换器，该可编程逻辑阵列控制用于产生所述4路基于直接检测的下行信号信道，并将4路信号分别进行独立数据映射、奈奎斯特滤波和上/下变频后送至模数转换器转变为模拟信号，再分为两路，一路为所述宽带信号，另一路进行希尔伯特变化。优选的，所述的光双臂采用马赫-曾德调制器。优选的，所述的光分配网络包括单模光纤和光纤分支器，该单模光纤输入端与所述掺铒光纤放大器输出端相连，其输出端与光纤分支器的输入端相连，该光线分支器的输出端分别连接有所述光网络单元以将传输的信号分到若干个所述光网络单元。优选的，所述光网络单元包括可调光滤波器、直接检测光接收机、模数转换和信号处理装置；该可调光滤波器的输入端与所述分配网络相连，输出端与直接检测光接收机输入端相连，用于对光信号进行波长选择、解波分复用处理；该直接检测光接收机输出端与模数转换和信号处理装置输入端相连，用于将光信号转变为电信号，再进行解调和补偿得到基带信号输出；该模数转换和信号处理装置用于将基带信号进行模数转换，再进行数字信号处理实现相位恢复。由上述对本技术的描述可知，与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：1、采用奈奎斯特频率复用(Nyquist-FDM)技术整合数字希尔伯特变换单边带(H-SSB)无载波幅度相位调制(CAP)格式。可以避免所占光带宽翻倍和将能量浪费在载波上，同时可以直接避免直接检测系统中的频率衰落效应。因此该系统可以有效提高带宽利用率和降低传输功率。2、单光载波系统只需采用一个独立光源、一个高速模数转换器(DAC)、一个光双臂马赫-曾德调制器(MZM)便可以同时产生4个基于直接检测的10-Gb/s16-QAM WDM-PON下行单边带信号信道。附图说明图1为光发送机的组成示意图。图2为信号源产生4路单边带信号的原理图。图3为光分配网络的组成示意图。图4为光网络单元的组成示意图。图5为本技术系统的组成示意图。其中：1-信号源2-宽带功率放大器3-激光源4-光双臂5-掺铒光纤放大器6-带宽信号66-希尔伯特变换信号7-光发送机输出的单边带信号8-光发送机9-可编程逻辑阵列10-16-QAM独立数据映射11-奈奎斯特滤波和上变频(或下变频)12-模数转换器13-希尔伯特变换14-预均衡15-单模光纤16-光纤分支器17-光网络单元18-光分配网络19-可调光滤波器20-直接检测光接收机21-模数转换和信号处理装置。具体实施方式以下通过具体实施方式对本技术作进一步的描述。参照图1至图5，单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统，包括光发送机8、光分配网络18和若干光网络单元17。该光发送机8设有信号源1、两宽带功率放大器2、激光源3、光双臂4和掺铒光纤放大器5。该信号源1包括可编程逻辑阵列8(FPGA)和模数转换器12(DAC)，该可编程逻辑阵列8控制用于产生4路基于直接检测的10-Gb/s 16-QAM WDM-PON下行信号信道。参照图2，该信号源1对每个10-Gb/s信号信道进行16-QAM独立数据映射10、奈奎斯特滤波和上变频(或下变频)11，即上变频至上边带或下变频至下边带，保证所有信号信道在同一单边带即可，从而实现了输出携带完整传输信息的单边带信号，图中的∑为对四路信号进行复用。针对光电器件的频率响应不平坦现象，对信号进行预均衡14处理，为其在信道传输前高频部分失真做预补偿。信号预补偿处理后，将无载波幅度相位调制(CAP)信号分为两路：一路为宽带信号6，直接用于驱动光双臂4(MZM)的一臂；另一路作希尔伯特变换13，得到希尔伯特变换信号66，用于调制另一臂。保证适当的调制幅度和偏置电压，直接实现宽带无载波幅度相位调制(CAP)信号的光单边带调制。该光双臂4(MZM)采用马赫-曾德调制器。该两宽带功率放大器2分别与信号源1的两输出端相连，其主要作用是对得到的宽带信号6和希尔伯特变换信号66实现功率放大。该光双臂4的两臂分别连接两宽带功率放大器2的输出端，其主要作用是在上下两臂驱动信号的作用下，对两个信号分别进行了相位调制，然后对两调相波相互干涉，转换为强度调制。该激光源3与光双臂4相连用于产生连续的光载波，该掺铒光纤放大器5与光双臂4相连用于进行光信号放大，最后输出单边带信号7。该光分配网络18接收来自光发送机8的光信号并结合多路波分复用技术耦合进光纤链路进行传输。光分配网络18包括单模光纤15和光纤分支器16，该单模光纤15输入端与掺铒光纤放大器5输出端相连，其输出端与光纤分支器16的输入端相连，采用80-km标准单模光纤，其主要作用是对信号进行一定距离传输。该光线分支器的输出端分别连接有多个光网络单元17以将传输的信号分到若干个光网络单元17。该光网络单元17采用直接检测系统进行光信号恢复。光网络单元17包括可调光滤波器19、直接检测光接收机20、模数转换和信号处理装置21。该可调光滤波器19的输入端与分配网络相连，输出端与直接检测光接收机20输入端相连，用于对光信号进行波长选择、解波分复用处理。该直接检测光接收机20输出端与模数转换和信号处理装置21输入端相连，其主要作用是将光信号经过光电探测器，使光信号变成电信号，再对其进行解调和补偿算法，得到基带信号输出。该模数转换和信号处理装置21其主要作用是将的本文档来自技高网...

【技术保护点】
单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统，其特征在于：包括光发送机、光分配网络和若干光网络单元；该光发送机设有信号源、两宽带功率放大器、激光源、光双臂和掺铒光纤放大器；该信号源用于产生4路基于直接检测的下行信号信道并进行处理得到一路宽带信号和一路希尔伯特变换信号；该两宽带功率放大器分别与信号源的两输出端相连以分别进行功率放大；该光双臂的两臂分别连接两功率放大器的输出端以实现单边带信号调制；该激光源与光双臂相连用于产生连续的光载波；该掺铒光纤放大器与光双臂相连用于进行光信号放大；该光分配网络接收来自光发送机的光信号并结合多路波分复用技术，耦合进光纤链路进行传输；该光网络单元采用直接检测系统进行光信号恢复。

【技术特征摘要】
1.单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统，其特征在于：包括光发送机、光分配网络和若干光网络单元；该光发送机设有信号源、两宽带功率放大器、激光源、光双臂和掺铒光纤放大器；该信号源用于产生4路基于直接检测的下行信号信道并进行处理得到一路宽带信号和一路希尔伯特变换信号；该两宽带功率放大器分别与信号源的两输出端相连以分别进行功率放大；该光双臂的两臂分别连接两功率放大器的输出端以实现单边带信号调制；该激光源与光双臂相连用于产生连续的光载波；该掺铒光纤放大器与光双臂相连用于进行光信号放大；该光分配网络接收来自光发送机的光信号并结合多路波分复用技术，耦合进光纤链路进行传输；该光网络单元采用直接检测系统进行光信号恢复。2.如权利要求1所述的单边带无载波幅度相位调制的波分复用无源光网络系统，其特征在于：所述的信号源包括可编程逻辑阵列和模数转换器，该可编程逻辑阵列控制用于产生所述4路基于直接检测的下行信号信道，并将4路信号分别进行独立数据映射、奈奎斯特滤波和上/下变频后送至模数转换器转变为模拟信号，再分为两路，一路为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董泽，张惠忠，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建;35