本发明专利技术公开了一种基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统和方法，系统包括依次相连的多载波光源生成部分、调制部分、复用部分、解复用部分、解调部分和信号处理部分，先利用单频光源产生出多载波光源；然后调制部分将各支路电信号调制到相应的光载波上；复用部分用于将调制好的各个光载波复用到光纤信道中；解复用部分用于将信号中的各个光载波分开进行信号恢复；解调部分用于将各支路信号解调；信号处理部分用于对解调后的信号进行补偿。本发明专利技术方法融合了码分复用技术、副载波调制与解调技术、波分复用与解复用技术、基于相干解调的副载波解调技术等。本发明专利技术提高了网络系统的通信容量，具有扩容简单和性能可靠等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信领域，特别涉及一种。
技术介绍
在现代光传输系统中，为满足高清音频和视频等大容量数据传输的需求，波分复用(WDM)这一方法得到了广泛应用，采用这一方法可以提高系统的频谱利用率，实现更高的数据传输率。波分复用是指多个具有不同载波频率的光信号在同一条光传输通道上传输，每一路光载波都可以看作是相互独立的传输信道。在实际应用中，为了增加传输容量，波分复用的载波数量不断的提高，随即出现了密集波分复用(DWDM)和超密集波分复用 (UDffDM)0但随着载波数量的增加，载波间的频率间隔和每一路载波的频带宽度也随之而变小。随着波分复用技术应用的发展，需要用到更多数量的载波。一般产生多载波的方法有用超连续光谱光源和光频梳技术、基于级联的相位调制或者幅度调制技术、基于环频移的单边带调制技术和利用多波长的掺铒光纤激光器产生多载波技术。最近，利用超连续光谱光源和光频梳技术产生了 5. 4Tb/s的用于正交频分复用的PDM-QPSK信号，但受超连续谱的光信噪比的限制，其传输距离非常短；同时实现的还有利用级联的相位调制技术产生了 I. 2Tb/s的PDM-RZ-QPSK DWDM光信号，但受限于相位调制器上射频信号，只能产生12路副载波。而基于环频移的单边带副载波调制具有非常大的发展潜力。码分复用(CDM)或码分多址(CDMA)技术是用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。采用同一波长的扩频序列，频谱资源利用率高，与WDM结合，可以大大增加系统容量。频谱展宽是靠与信号本身无关的一种编码来完成的。码分复用是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码字的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型正交，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。码分复用技术主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响，而且增大了通信系统的容量。相干检测系统是在接收端使用零差或外差相干检测技术和数字信号处理技术恢复原始的数字信号。其优势在于接收机灵敏度与直接探测系统更高，另外，使用相干检测技术可以有效的利用光纤带宽。随着计算机和电子信息技术的飞速发展，数字信号处理(DSP)技术应运而生并得到迅速的发展。数字化技术有今天的飞速发展，是依仗于强大的软、硬件环境支撑。作为数字信号处理的一个实际任务就是要求能够快速、高效、实时完成处理任务，这就要通过通用或专用的数字信号处理器来完成。在光通信系统中，数字信号处理可以用于时钟恢复，色散管理,解码,偏振分离,频率估计和相位恢复等。因此，提供一种能够有效提高光纤信道的频谱利用率、提高传输效率的光传输系统和方法，以满足大容量数据传输的需求具有极大的研究和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，该系统能大大提高网络系统的通信容量，有效地提高光纤信道的频谱利用率，提高传输效率，而且具有扩容简单、性能可靠、可以方便直接地接入多种业务等诸多优点。本专利技术还提供了一种基于上述系统的光传输方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，包括依次相连的多载波光源生成部分、调制部分、复用部分、解复用部分、解调部分和信号处理部分，所述多载波光源生成部分是利用单频光源产生出用于传输的多载波光源；调制部分用于将各支路电信号调制到多载波光源生成部分所生成的相应的光载波上；复用部分用于将调制部分调制好的各个光载波复用到一根光纤信道中；解复用部分用于将光纤传递来的信号中的各个光载波分开，分别进行信号恢复；解调部分用于将解复用后的各支路信号解调，以恢复信号；信号处理部分用于通过数字信号处理技术对解调后的信号在光纤传输中的各种线性和非线性损伤进行补偿。根据多载波生成方法的不同，多载波光源生成部分也具有不同的结构。其中对于采用基于串联相位调制器的循环频移(RFS)产生多载波的方法，则多载波光源生成部分包括形成一个回路的第一保偏光耦合器、第一相位调制器、第二相位调制器、第二保偏光耦合器、第一移相器和掺铒光纤放大器(Erbium-Doped FiberAmplifier, EDFA),激光器出射的光源经过第一保偏光耦合器后依次输入到第一相位调制器和第二相位调制器中进行调制； 一路调制电信号通过第一信号放大器加载到第一相位调制器上，另一路调制电信号通过第二移相器和第二信号放大器后加载到第二相位调制器上，调制完成后信号经过第二保偏光率禹合器，一路输出到第一移相器，然后经过掺铒光纤放大器后输入到第一保偏光稱合器，另一路输出到滤波器，经滤波器滤波后得到多载波信号。对于采用基于Ι/Q调制器的循环频移(RFS)产生多载波的方法，多载波光源生成部分由耦合器、Ι/Q调制器、第一掺铒光纤放大器、滤波器、第二掺铒光纤放大器和相位控制器闭环组成，所述耦合器输入端分别与相位控制器和激光器连接，输出端分别与Ι/Q调制器和信号输出端连接，Ι/Q调制器被两路幅值相同、相位相差90度的射频信号驱动。所述调制部分可以采用光Ι/Q调制器或双电极调制器等。所述复用部分使用光耦合器或阵列波导光栅(AWG)等器件可以完成。优选的，所述复用部分还包括掺铒光纤放大器。用于在信号传输过程中对信号进行放大以补偿传输过程中的损耗。所述解复用部分为阵列波导光栅。用于将多载波信号分离出单路光信号。所述相干解调部分可由本地光载波、内差相干接收机和DSP处理器组成。—种基于上述基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统的光传输方法， 包括以下步骤(I)利用单频光源产生密集的多载波光源；(2)采用基于时域拓展码分复用和副载波调制的方法、或基于多载波码分复用和副载波调制的方法对电信号进行传输前预调制；(3)利用超密集波分复用技术将多路信号集中到一路光纤中进行传输；(4)对于接收到的信号，用解复用技术恢复传输前预调制的电信号；(5)根据步骤(2)所采 用的调制方法，解调出副载波调制所携带的码分复用信号， 再通过解码分复用信号、滤波、相位均衡完成信源信号恢复。作为一种优选方案，所述步骤(I)中，利用单频光源产生多载波光源的方法具体为基于串联相位调制器的循环频移(RFS)产生多载波方法，该方法步骤如下激光器出射光信号，光信号经第一保偏耦合器耦合后依次进入第一相位调制器和第二相位调制器，第一相位调制器和第二相位调制器上加载有不同相位差的调制电信号，经调制后，信号经过第二保偏光耦合器输出到滤波器，经滤波器滤波后得到多载波信号。具体原理是设LD激光器出射光信号E。= E0exp (j2 π fct)，其中E。为初始光载波信号幅值。两个相位调制器看成完全一样，其光信号表达式可以表不为Eout = Einexp (jiip)，其中Vd是驱动信号，νπ是相位调制器半波长电压。射频信号为vItfs(t) =RVn sin(2 其中R是调制系数，表示射频信号与调制半波电压Vn的比值；fs 为射频信号时钟频率。那么输出信号为Eout = Ec exp (j Ji Rsin (2 Ji fst)) = E0exp (j2 Ji fct) exp (j Ji Rsin (2 Ji 本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，其特征在于，包括依次相连的多载波光源生成部分、调制部分、复用部分、解复用部分、解调部分和信号处理部分，所述多载波光源生成部分是利用单频光源产生出用于传输的多载波光源；调制部分用于将各支路电信号调制到多载波光源生成部分所生成的相应的光载波上；复用部分用于将调制部分调制好的各个光载波复用到一根光纤信道中；解复用部分用于将光纤传递来的信号中的各个光载波分开，分别进行信号恢复；解调部分用于将解复用后的各支路信号解调，以恢复信号；信号处理部分用于通过数字信号处理技术对解调后的信号在光纤传输中的各种线性和非线性损伤进行补偿。
【技术特征摘要】
1.基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，其特征在于，包括依次相连的多载波光源生成部分、调制部分、复用部分、解复用部分、解调部分和信号处理部分，所述多载波光源生成部分是利用单频光源产生出用于传输的多载波光源；调制部分用于将各支路电信号调制到多载波光源生成部分所生成的相应的光载波上；复用部分用于将调制部分调制好的各个光载波复用到一根光纤信道中；解复用部分用于将光纤传递来的信号中的各个光载波分开，分别进行信号恢复；解调部分用于将解复用后的各支路信号解调，以恢复信号；信号处理部分用于通过数字信号处理技术对解调后的信号在光纤传输中的各种线性和非线性损伤进行补偿。2.根据权利要求I所述的基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，其特征在于，多载波光源生成部分包括形成一个回路的第一保偏光稱合器、第一相位调制器、第二相位调制器、第二保偏光耦合器、第一移相器和掺铒光纤放大器，激光器出射的光源经过第一保偏光耦合器后依次输入到第一相位调制器和第二相位调制器中进行调制；一路调制电信号通过第一信号放大器加载到第一相位调制器上，另一路调制电信号通过第二移相器和第二信号放大器后加载到第二相位调制器上，调制完成后信号经过第二保偏光耦合器，一路输出到第一移相器，然后经过掺铒光纤放大器后输入到第一保偏光I禹合器，另一路输出到滤波器，经滤波器滤波后得到多载波信号。3.根据权利要求I所述的基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，其特征在于，多载波光源生成部分由稱合器、Ι/Q调制器、第一掺铒光纤放大器、滤波器、第二掺铒光纤放大器和相位控制器闭环组成，所述耦合器输入端分别与相位控制器和激光器连接，输出端分别与Ι/Q调制器和信号输出端连接，Ι/Q调制器被两路幅值相同、相位相差90度的射频信号驱动。4.根据权利要求2或3所述的基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输系统，其特征在于，所述调制部分采用光Ι/Q调制器或双电极调制器； 所述复用部分为光耦合器或阵列波导光栅； 所述解复用部分为阵列波导光栅； 所述相干解调部分由本地光载波、内差相干接收机和DSP处理器组成。5.基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)利用单频光源产生密集的多载波光源； (2)采用基于时域拓展码分复用和副载波调制的方法、或基于多载波码分复用和副载波调制的方法对电信号进行传输前预调制； (3)利用超密集波分复用技术将多路信号集中到一路光纤中进行传输； (4)对于接收到的信号，用解复用技术恢复传输前预调制的电信号； (5)根据步骤(2)所采用的调制方法，解调出副载波调制所携带的码分复用信号，再通过解码分复用信号、滤波、相位均衡完成信源信号恢复。6.根据权利要求5所述的基于超密集波分复用的多载波码分复用光传输方法，其特征在于，所述步骤(I)中，利用单频光源产生多载波光源的方法具体为基于串联相位调制器的循环频移产生多载波方法，该方法步骤如下激光器出射光信号，光信号经第一保偏耦合器耦合后依次进入第一相位调制器和第二相位调制器，第一相位调制器和第二相位调制器上加载有不同...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭昌建，黄凌晨，戴龙玲，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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