基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法技术

基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，该产生方法包括以下步骤：对传送的高波特率数字信号采用频谱分割的方式切割成高频信号和低频信号两部分，并分别对高频信号和低频信号进行预处理；将预处理后的高频信号和低频信号分别进入耦合器中进行耦合，从而分别形成两个单边带信号；对耦合后的两个单边带信号分别通过加载电辅助载波信号后再输入到调制器进行调制，组合形成一个虚拟单边带信号；对虚拟单边带信号通过光纤传输并进行接收，从而进行后续的数字信号处理。本发明专利技术将信号频谱进行分割并分别调制，满足在发射端使用较小的电带宽，实现高速光信号的产生和传输，显著降低系统成本。

High baud rate optical signal generation method based on spectrum cut and double SSB modulation

Based on spectrum cutting and double SSB modulation, the method of generating high-frequency optical signal includes the following steps: the transmitted high-frequency digital signal is divided into two parts, high-frequency signal and low-frequency signal, and the high-frequency signal and low-frequency signal are preprocessed separately; The high frequency signal and the low frequency signal are coupled into the coupler to form two single sideband signals respectively; the two coupled single sideband signals are modulated by loading the auxiliary carrier signal and then input to the modulator to form a virtual single sideband signal; and the virtual single sideband signal passes through the light. The fiber is transmitted and received for subsequent digital signal processing. The invention divides the signal spectrum and modulates them separately to meet the requirement of using a small electric bandwidth at the transmitter, realizing the generation and transmission of high-speed optical signals, and significantly reducing the system cost.

【技术实现步骤摘要】
基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法
本专利技术涉及光通信
，特别是涉及一种基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法。
技术介绍
随着移动互联网、数据中心网络的业务的快速发展，在中短距离通信场景中，存在着大容量超高速的光纤通信传输需求。对于上述的中短距离光通信系统，如何在光电子器件带宽受限的系统中实现超高速率信号传输，如单波长单偏振200Gb/s以上的信号传输，成为业界的一个热点问题。现有的超高速信号的产生主要依赖于DAC直接产生或者使用RF功率合成器组合低阶信号产生，例如高速先进调制格式PAM信号可由NRZ信号组合产生。但是在这种情况下，为了实现产生高波特率或高阶调制格式光信号，需要超高速DAC或高带宽RF功率合成器和高性能线性RF电子功率放大器，这些设备将显著提高系统成本。目前在中短距离系统中颇具应用潜力的脉冲幅度调制PAM信号中，当下已可获得针对60GBaudPAM-4信号的实时ASIC芯片，但是以目前的商用器件和设备(DAC100Gsa/s采样率，40GHz带宽)，暂无法实现200Gb/s以上的PAM信号产生和传输。因此找到低成本、高波特速率的光信号产生和传输的方法，就显得很有意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，通过该方法将信号频谱进行分割并分别调制，满足在发射端使用较小的电带宽，实现高速光信号的产生和传输，显著降低系统成本。为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案来解决：基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，该产生方法包括以下步骤：S1：对传送的高波特率数字信号采用频谱分割的方式切割成高频信号和低频信号两部分，并分别对高频信号和低频信号进行预处理；S2：将预处理后的高频信号和低频信号分别进入耦合器中进行耦合，从而分别形成两个单边带信号；S3：对耦合后的两个单边带信号分别通过加载电辅助载波信号后再输入到调制器进行调制，组合形成一个虚拟单边带信号；S4：对虚拟单边带信号通过光纤传输并进行接收，从而进行后续的数字信号处理。具体的，所述S2步骤还包括将预处理后的高频信号和低频信号分别与光源通过调制器进行调制，再与光辅助载波信号通过光耦合器进行耦合处理。具体的，所述光辅助载波信号通过光源进行频移的方式进行产生。具体的，所述频谱切割之前还包括采用脉冲成型滤波器对数字信号的频谱进行整形处理。具体的，所述辅助载波信号包括电信号、光信号和频移光信号中的任一个。具体的，所述整形处理包括奈奎斯特或超奈奎斯特频谱整形处理。具体的，所述脉冲成型滤波器包括升余弦滤波器、IOTA和二阶多项式滤波器中的任一个。具体的，所述调制方式包括采用IQ光调制器和双电极强度马赫曾德尔调制器中的任一个进行调制。具体的，所述预处理包括频谱搬移。具体的，所述频谱切割的方式包括均匀切割或不均匀切割。本专利技术相比现有技术具有以下优点及有益效果：本专利技术将该数字信号进行频谱整形处理，在将处理后的数字信号进行切割成两部分，对数字信号预处理，使之更适合调制与信号合并，可以在发射端使用较小的电带宽，满足在发射端使用较小的电带宽，实现高波特速率光信号的产生和传输，显著降低系统成本，对经过预处理后的高频与低频两部分信号分别与辅助载波进行耦合与SSB调制，在后续的接收方式中通过采用辅助波拍频的方式进行接收，可以精准地接收到处理后的信号，提高了信号的传送时的稳定性，并且采用辅助波信号使调制高、低频信号分别加载至两个边带，由于信号频谱经切割后形成带宽较小的两部分，因此极大降低了对调制器的带宽要求，提高了对调制器的选择性，本专利技术通过利用双SSB调制过后的两个边带信号与辅助载波经耦合后，组合形成一个虚拟单边带信号，实现了光信号的产生与传输。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法的步骤框图。图2为本专利技术中数字信号切割后进行调制的频谱示意图。图3为本专利技术辅助载波信号与数字信号直接加载的流程框图。图4为本专利技术辅助载波信号与数字信号间接加载的流程框图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1和图2，本专利技术的具体实施过程如下：采用本专利技术基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法产生单波长超100Gbaud的PAM4信号，首先利用脉冲成型滤波器对信号频谱进行奈奎斯特或超奈奎斯特频谱压缩和整形，可以利用的成型滤波器有升余弦滤波器、IOTA、二阶多项式滤波器等，在发射端将带宽降为PAM-4奈奎斯特带宽的一半以下，对于奈奎斯特带宽为60GHz的120GbaudPAM-4信号，在使用超奈奎斯特成型、压缩因子为0.8时，发射端需要的两路电信号带宽仅为120*0.5*0.5*0.8＝24GHz，信号经过频谱整形后，产生带宽为B的PAM信号，再将带宽为B的PAM信号的频谱分割成两部分，其分割方式可以是均匀分割，也可为不均匀分割，产生低频信号部分和高频信号部分，分别对低频信号部分和高频信号部分进行预处理，预处理包括频移方式，在预处理后，分别计算和叠加高低频两部分信号形成两路信号，再将预处理后的高频信号和低频信号分别通入到90度耦合器中进行耦合处理，在信号从而形成两个单边带信号，在对耦合后的而两个单边带信号分别通过加载电辅助载波信号后输入到调制器中进行调制，组合形成一个虚拟的单边带信号。如图3所示，在将预处理后的高频信号和低频信号分别通入到90度耦合器中进行耦合处理之前还包括采用电信号调制产生一路频率为-B/2的光辅助载波，并对高频信号和低频信号进行SSB调制后形成两个单边带信号，调制处理完后的两路信号与光辅助载波信号一起进入光耦合器进行处理，再将处理后的信号分别进进入到90度耦合器和调制器中进行处理，从而产生一个虚拟的单边带信号。如图4所示，光辅助载波的产生方式还包括通过将光源通过分光器后，使其一部分与高频信号和低频信号进行SSB调制，另一部分通过频移的方式产生光辅助载波，并与高频信号和低频信号一起进入光耦合器中进行处理。采用经双调制方法从而产生单波长超100Gbaud的PAM4信号。在接收信号时，信号从调制器中通过光纤进行传输，利用光电探测器直接进行检测，通过辅助载波信号拍频从而接收到整个PAM-4信号频谱，在进行后续的DSP处理。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，其特征在于：该产生方法包括以下步骤：S1：对传送的高波特率数字信号采用频谱分割的方式切割成高频信号和低频信号两部分，并分别对高频信号和低频信号进行预处理；S2：将预处理后的高频信号和低频信号分别进入耦合器中进行耦合，从而分别形成两个单边带信号；S3：对耦合后的两个单边带信号分别通过加载电辅助载波信号后再输入到调制器进行调制，组合形成一个虚拟单边带信号；S4：对虚拟单边带信号通过光纤传输并进行接收，从而进行后续的数字信号处理。

【技术特征摘要】
1.基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，其特征在于：该产生方法包括以下步骤：S1：对传送的高波特率数字信号采用频谱分割的方式切割成高频信号和低频信号两部分，并分别对高频信号和低频信号进行预处理；S2：将预处理后的高频信号和低频信号分别进入耦合器中进行耦合，从而分别形成两个单边带信号；S3：对耦合后的两个单边带信号分别通过加载电辅助载波信号后再输入到调制器进行调制，组合形成一个虚拟单边带信号；S4：对虚拟单边带信号通过光纤传输并进行接收，从而进行后续的数字信号处理。2.根据权利要求1所述的基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，其特征在于：所述S2步骤还包括将预处理后的高频信号和低频信号分别与光源通过调制器进行调制，再与光辅助载波信号通过光耦合器进行耦合处理。3.根据权利要求2所述的基于频谱切割及双SSB调制的高波特率光信号的产生方法，其特征在于：所述光辅助载波信号通过光源进行频移的方式进行产生。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭昌建，易朗宇，桂韬，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44