[发明专利]基于单边带调制的单载波频域均衡技术的光纤通信系统

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信和光网络传输的信号均衡处理技术领域，具体涉及一种基于单边带调制单载波频域均衡的光纤通信系统。

背景技术

在当今的光网络发展中有两个越来越明显的趋势：(i)单个传输通道的传输速率正已迅速增加，并迅速的接近100Gb/s；(ii)由于光分插复用器的使用，使得能够动态重构的光网络已经逐渐变成现实。这些趋势对光网络的传输链路提出重大的挑战。特别地，当传输网络变得更加灵活时，传统精确的间隔距离光色散补偿(Optical Dispersion Compensation，ODC)会变得过于昂贵且费时，因为色散补偿需要在传输波段范围内的精确的对光纤色散测量和匹配补偿。更为重要的是，一个具有动态重构的光网络应具有快速的链路建立能力，这使得人工配置的光色散补偿变得不太现实。

电子均衡技术在解决动态光纤链路的色散、偏振模色散以及各种非线性效应等方面具有潜在优势。电子色散补偿作为一种色散补偿方案，作用类似于光域的色散补偿光纤、布拉格光栅以及光学谐振腔。电子均衡技术主要有以下几点优势：1，能够灵活地适用于临时的色散补偿需求；2，在光标记交换网络中具有自适应链路色散补偿的特性；3，在传输层面对于光通信网络能实现传输速率透明适配；4，比较传统的光学色散补偿方案，所需的光子外围器件更少。

单载波频域均衡技术(Single Carrier Frequency Domain Equalization：SC-FDE)作为一种电子均衡技术，是无线通信极为成熟且研究广泛的信道均衡和补偿技术，该技术采用高速DSP处理将电信号从时域变换到频域进行均衡补偿。然而，对于直接检测的光纤通信系统，由于大部分传输都是基于双边带调制的，因此接受到的信号也都是双边带的信号。而对于双边带的信号，在直接检测时，会存在平方率折叠效应，接受到的信号双会将上下边带不同的色散影响混叠，因此频域均衡方案对双边带的光纤通信系统效果不佳。

单边带光通信(Optical single sideband：OSSB)在解决直接检测时避免平方率频谱折叠效应上具有很好的效果。单边带光通信在光纤通信中也具有独有的优势，由于单边带信号的频谱只有双边带信号的一半，因此所受的色散影响要小的多。如图1所示为M.Sieben等人提出的调制法产生单边带信号的方法。见J.Conradi，B.Davies，M.Sieben，D.Dodds，andS.Walklin，Proc.Optical Fiber Commun.Conf.’97，Feb.1997，postdeadline paper PD-29。

这种方式采用了如图2所示的基于希尔伯特变换的有限冲击响应数字滤波器，其中S(t)为原信号，为信号的希尔伯特变换，τ为延时量。这种方式能够很好的近似产生单边带信号。

基于以上的一些事实，本发明首次提出了在光纤通信系统中，采用基于单边带调制的单载波频域均衡技术对接收信号进行电子均衡的色散补偿。该技术使得频域均衡技术在光纤通信中成为可能，同时结合了单边带信号和电子均衡技术的所有优势，能进一步的提高系统的传输性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能进一步提高系统传输性能的基于单边带调制单载波频域均衡的光纤通信系统

本发明提出在光纤通信系统中，采用基于单边带传输的单载波频域均衡技术，该技术在的核心是在光纤通信的传输系统中，利用DSP等高速数字信号处理方式，对通过直接检测接收到的电信号采用FFT变换从时域变换到频域，采用针对传输链路所设计的均衡模块在频域进行均衡补偿，最后再将经均衡模块后的信号经过IFFT从频域变换到时域，得到最终的均衡信号。该系统基于单边带调制，接收端直接检测单边带信号。

本发明在基于单载波调制的光纤通信系统中，采用单载波的频域均衡技术，对直接接收到的单边带信号进行电子色散补偿。所述的系统包括调制法产生的单边带信号发射机、光纤传输链路、直接检测接收机和单载波的频域均衡模块。见图2所示。

所述的单边带信号发射机利用调制法产生单边带信号，其包括：

一个基带信号源11，用于产生所需要传输的基带信号；

一个连续工作的固定波长的激光源12，作为光载波；

一个单边带信号调制器10，用于进行光信号单边带外调制。