一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，包括依次相连的信号生成模块、信号调制模块、信号编码模块、直接调制激光器、光纤链路、数字信号处理模块、信号解调模块、信号解码模块和信号接收模块。与现有技术相比，本发明专利技术具有信道传输性能好、可靠性高、传输距离远等优点。传输距离远等优点。传输距离远等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统


[0001]本专利技术涉及光通信
，尤其是涉及一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统。

技术介绍

[0002]在当今信息化社会中，数据中心流量的快速增长需要更高容量的以太网链路、更高波特率的信号。光接入网容量、速率的需求使得高速、低成本接入技术成为光接入网的主要研究课题。基于强度调制和直接调制(IM/DD)的高性能光传输技术能够低成本实现短程高速光传输。
[0003]文献1“100Gb/s Intensity Modulation and Direct Detection”中提出，强度调制和直接调制(IM/DD)技术在短程通信中更加实用，因此目前现有技术针对IMDD通信技术的研究也在不断推进，但是现有技术中的IMDD通信系统光纤信道中由于受到衰减、色度色散等线性损伤，以及由瞬时啁啾和绝热啁啾等原因引起的非线性损伤，致使信道编码的效果不佳、误码率底限较高，并且传输距离受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种信道传输性能好、可靠性高、传输距离远的基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，所述的IMDD光通信系统包括依次相连的信号生成模块、信号调制模块、信号编码模块、直接调制激光器、光纤链路、数字信号处理模块、信号解调模块、信号解码模块和信号接收模块；
[0007]信号生成模块，用于生成通信信号；
[0008]信号调制模块，用于对信号进行调制；
[0009]信号编码模块，采用非线性差分编码NLDCP对调制后的信号进行编码；
[0010]直接调制激光器，将进行调制后的通信信号进行激光调制后发送到光纤链路；
[0011]光纤链路，用于传输经过激光调制的通信信号；
[0012]数字信号处理模块，通过对光纤链路传输的通信信号进行采样，接收通信信号；
[0013]信号解调模块，采用二次Volterra级数非线性均衡器VNLE对数字信号处理模块接收的信号进行信号解调；
[0014]信号解码模块，用于对解调后的信号进行解码；
[0015]信号接收模块，用于接收经过解码的通信信号。
[0016]优选地，所述的信号调制模块采用强度调制对信号进行调制。
[0017]更加优选地，所述的强度调制具体为四进制脉冲幅度调制PAM
‑
4。
[0018]更加优选地，所述的信号编码模块将PAM
‑
4调制信号转化为不均匀的PAM
‑
6信号和PAM
‑
8信号。
[0019]优选地，所述的直接调制激光器通过消光比计算出每种符号对应的功率，将调制信号加载到光载波上，经过发射端滤波后送入光纤链路进行传输。
[0020]优选地，所述的数字信号处理模块包括低通滤波器和模数转换器；所述的低通滤波器与模数转换器相连；所述的低通滤波器的输入端与光纤链路相连；所述的模数转换器的输出端与信号解调模块相连。
[0021]优选地，所述的信号解调模块具体为：
[0022]根据二阶Volterra模型的解析式和均衡器系数，与接收信号的线性部分和非线性部分做变换可以同时补偿光纤中的线性和非线性失真，实现信号解调。
[0023]更加优选地，所述的均衡器系数的计算方法为：
[0024]采用二次Volterra级数非线性均衡器VNLE，通过最小二乘法、最小均方算法训练序列可得均衡器系数。
[0025]优选地，所述的信号解码模块设有误码分析单元。
[0026]更加优选地，所述的信号解码模块具体为：
[0027]首先对信号进行硬判决，之后进行解码、解调制，最终得到接收信号，并进行误码分析。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术中的IMDD光通信系统基于非线性差分编码对PAM信号进行频谱整形，将信号转变为分布不均匀的PAM
‑
6或者PAM
‑
8信号，通过使用二次Volterra级数非线性均衡器补偿光纤信道中光纤线性和非线性损伤，二者共同应用到强度调制/直接检测的高速光通信系统中，在改善光纤信道传输性能的同时，实现更窄的信号频谱并增强对带宽限制的容忍度，提高光通信系统的可靠性、延长光纤系统的传输距离，从而有效提高系统性能。
附图说明
[0030]图1为本专利技术中IMDD光通信系统的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例中信号处理流程示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例中不同波特率下非线性差分编码对误码率影响比较；
[0033]图4为本专利技术实施例中不同LS滤波器抽头系数下非线性差分编码对误码率的影响比较示意图。
[0034]图中标号所示：
[0035]1、信号生成模块，2、信号调制模块，3、信号编码模块，4、直接调制激光器，5、光纤链路，6、数字信号处理模块，7、信号解调模块，8、信号解码模块，信号接收模块。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0037]一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，其结构如图1所示，包括依次相连的信号生成模块1、信号调制模块2、信号编码模块3、直接调制激光器4、光纤链路
5、数字信号处理模块6、信号解调模块7、信号解码模块8和信号接收模块9；
[0038]信号生成模块1，用于生成通信信号；
[0039]信号调制模块2，用于对信号进行调制；
[0040]信号编码模块3，采用非线性差分编码NLDCP对调制后的信号进行编码；
[0041]直接调制激光器4，将进行调制后的通信信号进行激光调制后发送到光纤链路；
[0042]光纤链路5，用于传输经过激光调制的通信信号；
[0043]数字信号处理模块6，通过对光纤链路5传输的通信信号进行采样，接收通信信号；
[0044]信号解调模块7，采用二次Volterra级数非线性均衡器VNLE对数字信号处理模块6接收的信号进行信号解调；
[0045]信号解码模块8，用于对解调后的信号进行解码；
[0046]信号接收模块9，用于接收经过解码的通信信号。
[0047]下面对各个主要模块分别进行描述：
[0048]一、信号调制模块2
[0049]采用强度调制对信号进行调制，具体选用脉冲幅度调制(PAM，Pul本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，其特征在于，所述的IMDD光通信系统包括依次相连的信号生成模块(1)、信号调制模块(2)、信号编码模块(3)、直接调制激光器(4)、光纤链路(5)、数字信号处理模块(6)、信号解调模块(7)、信号解码模块(8)和信号接收模块(9)；信号生成模块(1)，用于生成通信信号；信号调制模块(2)，用于对信号进行调制；信号编码模块(3)，采用非线性差分编码NLDCP对调制后的信号进行编码；直接调制激光器(4)，将进行调制后的通信信号进行激光调制后发送到光纤链路；光纤链路(5)，用于传输经过激光调制的通信信号；数字信号处理模块(6)，通过对光纤链路(5)传输的通信信号进行采样，接收通信信号；信号解调模块(7)，采用二次Volterra级数非线性均衡器VNLE对数字信号处理模块(6)接收的信号进行信号解调；信号解码模块(8)，用于对解调后的信号进行解码；信号接收模块(9)，用于接收经过解码的通信信号。2.根据权利要求1所述的一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，其特征在于，所述的信号调制模块(2)采用强度调制对信号进行调制。3.根据权利要求2所述的一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，其特征在于，所述的强度调制具体为四进制脉冲幅度调制PAM
‑
4。4.根据权利要求3所述的一种基于非线性差分编码和二次VNLE的IMDD光通信系统，其特征在于，所述的信号编码模块(3)将PAM
‑
4调制信号转化为不均匀的PAM
‑
6信号和PA...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊鹤，李浩然，王玉桁，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：