一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法及装置，涉及通信技术领域，该方法包括：将一组多个波长的初始光载波信号分为两路，分别作为接收端的解调光源和发送端的调制载波；将待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，利用双偏振调制器对滤出的所需波长的调制载波进行调制，获得双偏振调制信号；接收双偏振调制信号，采用光滤波器将与双偏振调制信号的载波波长匹配的光源滤出作为解调光源，进行解调，获得一个偏振的I路信号和Q路信号；对I路信号和Q路信号进行模数转换后进行数字信号处理获得恢复数据。本申请在保障传输工作具有较高速率和较高灵敏度的同时，简化相干接收结构，同时降低DSP的复杂度，节省功耗。节省功耗。节省功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法及装置


[0001]本申请涉及通信
，具体涉及一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法及装置。

技术介绍

[0002]随着高清视频应用、云网络等新服务对带宽需求的指数级增长，无源光网络(PON)被公认为最有前途的宽带光接入技术。随着PON向50Gb/s/λ及以上的方向发展，强度调制和直接检测技术受到接收机灵敏度差、高速率和长传输距离下色散引起的功率衰落等因素的限制。相干检测是提高接收机灵敏度的有效方法，并利用数字信号处理技术在接收信号转换到数字域后实现各种补偿。另外，超密集波分复用(UDWDM)无源光网络近年来也得到了广泛的研究。相干检测配合UDWDM技术可以使得PON为每个终端用户提供更高、更灵活的数据速率、更好的频谱效率和兼容性。
[0003]采用内差相干检测方案，接收机需要昂贵的窄线宽激光器作为本地振荡器(LO)，载波的相位和频率偏移需要数字信号处理(DSP)来补偿，以及还需要考虑光纤非线性和相位噪声消除。复杂的I/Q调制器及集成相干接收机的高复杂度带来更高的成本。采用PAM
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4格式的强度调制相干检测，可以用低成本的马赫
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曾德尔调制器(MZM)或电吸收调制激光器(EML)代替复杂I/Q调制器。另外偏振无关的相干接收结构可以显著减少光学组件，降低终端成本。Alamouti编码是实现偏振无关相干检测的有效方法，它可以使偏振分集相干接收机的硬件复杂度降低一半。采用PAM
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4信号的实值Alamouti编码方案来实现了偏振无关相干检测，虽然可以简化了发射机和接收机的设计，但接收端的实现Alamouti均衡器之前的必须实现频偏校正，需要额外的帧同步头和导频序列，因此增加了DSP复杂度，降低了传输效率。
[0004]采用自零差相干检测(SHCD)方案是缓解窄线宽本振和复杂DSP的另一种可行方法。在SHCD系统中，由于接收器的信号和LO来自同一激光器，因此不再需要跟踪频偏。与差内相干检测相比，SHCD中的固有特性消除了相位噪声，还可以降低DSP的复杂度和功耗。因此，可以进一步降低Alamouti编码的偏振无关相干检测方案的成本。但Alamouti编码的偏振无关相干检测方案需要使用两个偏振来传输数据，无法像多数偏振复用SHCD系统一样使用其中的一个偏振来传输载波导频。
[0005]因此，如何使用多芯光纤实现低成本的自相干零差传输系统，是目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法及装置，在保障传输工作具有较高速率和较高灵敏度的同时，简化相干接收结构，同时降低DSP的复杂度，节省功耗。
[0007]第一方面，本申请提供了一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法，所述方法
包括以下步骤：
[0008]OLT端将一组多个波长的初始光载波信号分为两路，一路作为接收端的解调光源，一路作为发送端的调制载波，将所述解调光源送至预设的多模光纤的中心纤芯进行传输；
[0009]OLT端从所述调制载波中滤出所需波长的所述调制载波，将待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，利用双偏振调制器对滤出的调制载波进行调制，获得双偏振调制信号，并送至多模光纤中对应的外芯进行传输；
[0010]ONU端接收从多模光纤中对应的外芯传输过来的双偏振调制信号，采用光滤波器将多模光纤的中心纤芯中传输过来的与双偏振调制信号的载波波长匹配的光源滤出作为解调光源，使用单偏振相干解调器对双偏振调制信号的一个偏振进行解调，获得一个偏振的I路信号和Q路信号；
[0011]对I路信号和Q路信号进行模数转换后进行数字信号处理获得恢复数据。
[0012]进一步的，所述方法包括以下步骤：
[0013]OLT端从所述调制载波中滤出不同波长的调制载波，将不同的待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，利用双偏振调制器对不同波长的调制载波分别进行调制，分别获得对应的双偏振调制信号，并送至多模光纤中不同的外芯进行传输；
[0014]ONU端接收从多模光纤中其中一路外芯传输过来的双偏振调制信号，采用光滤波器将多模光纤的中心纤芯中传输过来的与对应的双偏振调制信号的载波波长匹配的光源滤出作为解调光源，使用单偏振相干解调器进行解调，分别获得与所述待传输数据对应的一个偏振的I路信号和Q路信号。
[0015]进一步的，将一组初始光载波信号分为两路之前，所述方法还包括以下步骤：
[0016]利用ECL发出光源信号，并经过光频梳产生器处理，获得一组多个波长的初始光载波信号。
[0017]具体的，将待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，利用双偏振调制器对滤出获得的调制载波进行调制，获得双偏振调制信号，并送至多模光纤中对应的外芯进行传输中，所述方法包括以下步骤：
[0018]将待传输数据经过PAM4调制以及Alamouti编码后，两路信号利用双偏振调制器对滤出获得的调制载波进行X偏振调制和Y偏振调制，获得对应双偏振调制信号。
[0019]具体的，将待传输数据经过PAM4调制以及Alamouti编码后，两路信号利用双偏振调制器对滤出获得的调制载波进行X偏振调制和Y偏振调制，获得对应双偏振调制信号中，包括以下步骤：
[0020]利用EDFA对滤出获得的调制载波进行振幅放大处理；
[0021]通过偏振分束器将振幅放大后的调制载波分为两路；
[0022]将待传输数据经过PAM4调制，Alamouti编码后，两路信号利用双偏振调制器对振幅放大后的调制载波进行X偏振调制和Y偏振调制，获得对应双偏振调制信号。
[0023]具体的，对I路信号和Q路信号进行模数转换后进行数字信号处理获得恢复数据中，所述方法包括以下步骤：
[0024]对I路信号和Q路信号进行模数转换；
[0025]对模数转换后的I路信号和Q路信号进行数字信号处理，获得待传输数据对应的恢复数据；其中，
[0026]所述数字信号处理包括重采样、帧同步、Alamouti解码以及PAM4解码。
[0027]第二方面，本申请提供了一种用于PON系统的多芯自相干零差传输装置，所述装置包括：
[0028]OLT端载波分路模块，其用于将一组多个波长的初始光载波信号分为两路，一路作为接收端的解调光源，一路作为发送端的调制载波，将所述解调光源送至预设的多模光纤的中心纤芯进行传输；
[0029]OLT端双偏振调制模块，其用于接收将待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，对滤出的所需波长的调制载波进行调制，获得双偏振调制信号，并送至多模光纤的外芯进行传输；
[0030]ONU端单偏振相干解调模块，其用于接收从多模光纤中对应的外芯传输过来的双偏振调制信号，采用光滤波器将多模光纤的中心纤芯中传输过来的与双偏振调制信号的载波波长匹配的光源滤出作为解调光源，对双偏振调制信号的一个偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于PON系统的多芯自相干零差传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：OLT端将一组多个波长的初始光载波信号分为两路，一路作为接收端的解调光源，一路作为发送端的调制载波，将所述解调光源送至预设的多模光纤的中心纤芯进行传输；OLT端从所述调制载波中滤出所需波长的所述调制载波，将待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，利用双偏振调制器对滤出的调制载波进行调制，获得双偏振调制信号，并送至多模光纤中对应的外芯进行传输；ONU端接收从多模光纤中对应的外芯传输过来的双偏振调制信号，采用光滤波器将多模光纤的中心纤芯中传输过来的与双偏振调制信号的载波波长匹配的光源滤出作为解调光源，使用单偏振相干解调器对双偏振调制信号的一个偏振进行解调，获得一个偏振的I路信号和Q路信号；对I路信号和Q路信号进行模数转换后进行数字信号处理获得恢复数据。2.如权利要求1所述的用于PON系统的多芯自相干零差传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：OLT端从所述调制载波中分别滤出不同波长的调制载波，将不同的待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，分别利用双偏振调制器对不同波长的调制载波分别进行调制，获得对应的双偏振调制信号，并送至多模光纤中不同的外芯进行传输；ONU端接收从多模光纤中其中一路外芯传输过来的双偏振调制信号，采用光滤波器将多模光纤的中心纤芯中传输过来的与对应的双偏振调制信号的载波波长匹配的光源滤出作为解调光源，使用单偏振相干解调器对双偏振调制信号的一个偏振进行解调，分别获得与所述待传输数据对应的一个偏振的I路信号和Q路信号。3.如权利要求1所述的用于PON系统的多芯自相干零差传输方法，其特征在于，将一组初始光载波信号分为两路之前，所述方法还包括以下步骤：利用ECL发出光源信号，并经过光频梳产生器处理，获得一组多个波长的初始光载波信号。4.如权利要求1所述的用于PON系统的多芯自相干零差传输方法，其特征在于，将待传输数据经过PAM4调制和Alamouti编码后，利用双偏振调制器对滤出获得的调制载波进行调制，获得双偏振调制信号，并送至多模光纤中对应的外芯进行传输中，所述方法包括以下步骤：将待传输数据经过PAM4调制以及Alamouti编码后，两路信号利用双偏振调制器对滤出获得的调制载波进行X偏振调制和Y偏振调制，获得对应双偏振调制信号。5.如权利要求4所述的用于PON系统的多芯自相干零差传输方法，其特征在于，将待传输数据经过PAM4调制以及Alamouti编码后，两路信号利用双偏振调制器对滤出获得的调制载波进行X偏振调制和Y偏振调制，获得对应双偏振调制信号中，包括以下步骤：利用EDFA对滤出获得的调制载波进行振幅放大处理；通过偏振分束器将振幅放大后的调制载波分为两路；将待传输数据经过PAM4调制，Alamouti编码后，两路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婕，罗鸣，曾韬，张旭，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：