本发明专利技术提出了一种基于色散平坦光纤的Front‑haul传输系统，系统传输速率为56Gbps、调制格式为4QAM；在线性传输情况下，该系统中高速率、4QAM信号的传输特性优于在NZDSF和SSMF系统的传输特性；传输系统链路越长越明显；该系统传输高速率4QAM信号的性能最优，是Front‑haul长跨距传输的最优备选方案，为特殊应用场景下移动通信Front‑haul长跨距传输提供了新思路和实验保障。
【技术实现步骤摘要】
一种基于色散平坦光纤的Front-haul传输系统
本专利技术涉及一种光纤通信系统，具体涉及一种基于色散平坦光纤的Front-haul传输系统，可应用于光纤通信、光学信息处理等领域。
技术介绍
随着数据通信与多媒体业务需求的不断增加，移动通信飞速发展并不断满足人们的通信需求；然而，现有的移动通信网络一般采用前端传输接口CPRI(CommonPublicRadioInterface)或OBSAI(OpenBaseStationArchitectureInitiative)，在数据速率、带宽、时延方面存在很大的局限性[1EricssonAB,HuaweiTechnologiesCo.Ltd,NECCorporation,AlcatelLucent,etal.CommonPublicRadioInterface(CPRI);InterfaceSpecification,(2013)；2OBSAIReferencePoint3Specification,Version4.2[R],OBSAI,(2010)]；针对这种情况，中国移动通信研究院等单位提出了下一代前传接口NGFI(NextGenerationFront-haulInterface)[3Chinamobileresearchinstitute,etal.WhitePaperofNextGenerationFront-haulInterface，v1.0(2015)]以满足第五代移动通信(5G)发展的需求；NGFI是指下一代无线网络主设备中基带处理功能与远端射频处理功能之间的前传接口，提供了五种接口划分方案，既可以采用模拟传输，又可采用数字传输技术以降低对系统参量要求，可灵活取舍，为移动通信Front-haul网络的进一步研究提供了重要参考。NGFI中的无线云中心(RCC,radiocloudcenter)集中点与远端射频系统(RRS,radioremotesystem)的单跨距传输距离一般限于20km，考虑到我国幅员辽阔、海岸线绵长、岛屿众多、荒原沙漠和高山广袤等地理环境的复杂性以及现代通信需求的迅猛增长，实现Front-haul长跨距光纤传输变得日益迫切。色散平坦光纤(DFF,dispersionflattenedfiber)在通信波长范围内色散很小并且色散平坦，既可以消除色散引起的单色信号畸变，又可以避免宽谱信号的色散失真；在联合非线性效应产生超连续谱的情况下，DFF能够保证超连续谱的光谱范围更宽光谱分布更加平坦[4XUYZ,YEH,LIHT,etal.Designofoptimumsupercontinuumspectrumgenerationinadispersiondecreasingfiber.Optoelectron.Lett.2015,11(3):217-221]。文献[5LiXin,ZhengHongjun,YuHuishan,etal.Sub-picosecondchirpedpulsepropagationinconcave-dispersion-flattenedfibers.Optoelectronicsletters,2012,8(1):048-051；6ZhengHongjun,LiuShanliang,WuChongqing,etal.Experimentalstudyonpulsepropagationcharacteristicsatnormaldispersionregionindispersionflattedfibers,Optics&lasertechnology,2012,44(4):763-766]实验研究了DFF中的脉冲传播特性；文献[7HongjunZheng,XinLi,ShanliangLiu,etal.GenerationandtransmissionofaHigh-bit-rateopticalmillimeterwavewithanunrepeatedlongsingle-spanusingequalizationamplification.OpticsCommunications,356(2015),599–606]实验演示了10Gbps、40GHz光毫米波在近色散平坦光纤中长跨距均衡放大传输的良好特性。可见，DFF是一种良好的传输介质，在光纤通信中有着重要的应用，可作为特殊应用场景下Front-haul长跨距光纤传输介质的备选方案；目前还没有色散平坦光纤中开展Front-haul长跨距传输的实验报道。在网络直播、虚拟现实、4K视频逐渐普及的大环境下，用户对网络性能要求越来越高；频谱效率高、抗噪声能力强的正交幅度调制（QAM,quadratureamplitudemodulation）受到了业界的广泛关注[8MattMazurczyk,SpectralShapinginLongHaulOpticalCoherentSystemsWithHighSpectralEfficiency.JournalofLightwaveTechnologyVol.32,Issue16,pp.2915-2924(2014)；9HongxiangWang,GenLi,andYuefengJi.Phaseandamplituderegenerationofarectangular8-QAMinaphase-sensitiveamplifierwithlow-orderharmonics.AppliedOptics，Vol.56,Issue3,pp.506-509(2017)]。QAM调制方式是以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频谱利用率，同时增强抗干扰性能保证了误码率，此外还有高功率谱密度和低计算复杂度等优点；QAM作为重要的调制格式倍受关注，其传输实验大都限于标准单模光纤（SSMF）和脉冲控制的标准单模光纤环路仪中，单跨距较小；同时传输中有声光调制切谱、多次光放大、滤波、信号整形、色散光补偿、色散电补偿和去噪声等复杂处理环节[10XiaoboMeng,WeiqinZhou,etal.Long-haul112Gbit/scoherentpolarizationmultiplexingQPSKtransmissionexperimentonG.652fiberwiththeimprovedDSPunit[J].OPTIK,2013;124(18):3665；11TingtingZhang,DanWang,etal.396.5Gb/s,7.93b/s/HzHybrid16-32QAMTransmissionover480kmSSMF.OSATechnicalDigest(OpticalSocietyofAmerica,2014),paperSM3E.3；12ChengZhang,ZhennanZheng,etal.2.166Tb/s,7.88b/s/Hz,PDM-64-QAMNyquist-WDMTransmissionover155kmSSMFusingMonolithicOpticalFrequencyCombGenerator.OSA本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于色散平坦光纤的Front‑haul传输系统，其特征在于：包括QAM信号发射端、光纤传输链路和QAM接收检测端3个功能模块；其中，QAM信号发射端包括比特模式发生器SHF12104A、数模转换器SHF612A、电放大器SHF806、I/Q调制器、激光器EXFO IQS‑636以及数模转换器SHF612A、电放大器SHF806和I/Q调制器的直流偏置DC Bias；光传输链路包括50：50分路器、DSA8300示波器、可调光放大器EDFA、DFF传输链路；QAM接收检测端包括本振激光器、光正交混合器、平衡接收光电二极管、模数转换器、数据预处理器、载波恢复处理器、滤波器、均衡器；在QAM信号发射端，比特模式发生器SHF12104A产生两路28Gbps高速率二进制数字伪随机码信号， 该信号分别进入两个数模转换器SHF612A，进行延迟和电平分阶处理，得到I路、Q路电信号； I路、Q路电信号分别经两个电放大器SHF806放大后进入I/Q调制器；激光器EXFO IQS‑636发出的波长1550 nm波段、功率15dBm的连续激光进入I/Q调制器；在I/Q调制器中，放大后的I路、Q路电信号分别调制连续激光，得到56Gbps 、4QAM调制光信号；其中数模转换器SHF612A、电放大器SHF806、I/Q调制器都需要调整直流偏置到合适状态，特别是需要仔细、反复调节I/Q调制器的三个直流偏置；接下来，4QAM调制光信号进入光纤传输链路；4QAM调制光信号经50:50分路器分路，其中一路信号接DSA8300示波器，观察4QAM调制光信号眼图；调节I/Q调制器的三个直流偏置可得到良好的4QAM眼图；另一路4QAM调制光信号进入光功率可调光放大器EDFA进行光放大，确保线性传输所需的合适光功率，然后经过DFF传输链路单跨距传输；之后进入QAM接收检测端；在QAM接收检测端，经DFF传输链路传输后的4QAM信号和本振激光器产生的信号共同进入光正交混合器，接着经平衡接收光电二极管相干接收，然后经模数转换器进行与发射端相反的变换，再经数据预处理器、载波恢复处理器、滤波器和均衡器恢复出信源二进制数据，分析4QAM信号星座图、误差矢量幅度（EVM）、Q‑Factor、眼图、误码率变化。...
【技术特征摘要】
1.一种基于色散平坦光纤的Front-haul传输系统，其特征在于：包括QAM信号发射端、光纤传输链路和QAM接收检测端3个功能模块；其中，QAM信号发射端包括比特模式发生器SHF12104A、数模转换器SHF612A、电放大器SHF806、I/Q调制器、激光器EXFOIQS-636以及数模转换器SHF612A、电放大器SHF806和I/Q调制器的直流偏置DCBias；光传输链路包括50：50分路器、DSA8300示波器、可调光放大器EDFA、DFF传输链路；QAM接收检测端包括本振激光器、光正交混合器、平衡接收光电二极管、模数转换器、数据预处理器、载波恢复处理器、滤波器、均衡器；在QAM信号发射端，比特模式发生器SHF12104A产生两路28Gbps高速率二进制数字伪随机码信号，该信号分别进入两个数模转换器SHF612A，进行延迟和电平分阶处理，得到I路、Q路电信号；I路、Q路电信号分别经两个电放大器SHF806放大后进入I/Q调制器；激光器EXFOIQS-636发出的波长1550nm波段、功率15dBm的连续激光进入I/Q调制器；在I/Q调制器中，放大后的I路、Q路电信号分别调制连续激光，得到56...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏军，朱龙洋，黎昕，白成林，胡卫生，许恒迎，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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