[发明专利]光纤通信系统的多子通道复用方法及信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于光通信领域，特别涉及一种光纤通信系统的多子通道复用方法及信号处理方法。

背景技术

高速率与大容量一直是光传输研究的主要方向，围绕着光载波在时间、频率、极化方向等多维资源的利用，先后出现了各种复用技术：时分复用、波分复用、偏分复用等。近年来，在相干光通信的推动下，多种高阶调制格式被引入到光通信中，如QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)等，高阶调制格式允许一个码元间隔内容纳更多的比特信息，进而增加了比特传输速率。

现有点到点光纤传输通信系统(简称为光纤通信系统)的典型架构如图1所示。

在发射机，各模块协作完成了从二进制逻辑信号到光载信息的转换。最终的光波信息承载形式表达为一连串脉冲，而非连续波。光脉冲的产生由光域信息加载模块实现，核心器件一般采用马赫曾格尔调制器(MZM)，激光连续波注入MZM波导端，电平信息作为驱动电压加载在MZM两臂上，即完成信息形式从电到光的转换。

另一方面，调制码型也是光纤通信系统的一个重要因素，一般为非归零码(NRZ)和归零码(RZ)。RZ码在高速场景下相比NRZ码的优势在于：在平均接收功率相同的情况下，RZ码的眼图张开度大于NRZ码，即拥有更好的误码性能；RZ码对非线性效应有更好的免疫力。高速光纤通信系统中一般采用RZ码，在这种情况下，即使连续“1”的逻辑电平出现，光载波也是以分立的脉冲形式呈现。

RZ码的光域实现可以由两个MZM串联完成，其中一个MZM用于电域信息加载，另一个MZM用于波形切割，以产生特定占空比的信号脉冲。具有50％占空比的RZ码的时域脉冲示意如图2所示。

现有RZ码的每个光脉冲间是存在一定间隔的，这种间隔在一定程度上能够对抗色散，减弱了码间串扰(ISI)的影响。但从另一个角度来看，空余的间隔造成了时间维度上资源的浪费。理想情况下，每段时间间隙内都存在光脉冲才能达到最大的信息传输量。然而在这种情况下，符号间串扰将大大降低系统传输性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提出一种能够提高系统的传输容量的复用方法，并针对该复用方法提出一种能够消除码间串扰的信号处理方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤通信系统的多子通道复用方法，包括复用步骤，所述复用步骤的复用方式为：在每个码元间隔内对多个脉冲进行复用，使各脉冲之间至少两两混叠。

其中，所述脉冲为归零码脉冲。

其中，所述脉冲的个数n≥2。

本发明还提供了一种光纤通信系统的信号处理方法，包括以下步骤：

S1、执行权利要求1～3任一项所述的复用步骤；

S2、在每个码元间隔内进行过采样，输出过采样值，采样点的个数N≥n；

S3、对步骤S2输出的过采样值进行均衡处理，恢复出所述多个脉冲的数据。

其中，所述光纤通信系统为相位调制系统。

其中，使用恒模算法来实现所述均衡处理。

(三)有益效果

本发明的复用方法充分利用了时间维度的资源，在每个码元间隔内复用了多个子通道，成倍提高了系统的传输容量，其中选取归零码脉冲作为复用的对象，实验证明，相对于其它的调制码型，其能够更好地提高系统的传输容量。相比光通信领域内已经提出的其他MIMO(多输入多输出)技术，本发明的多子通道复用方法可以完全兼容现有通信系统架构，因此应用更广。本发明还针对该复用方法提出了一种信号处理方法，该方法可以解调出各子信道的信息，消除了ISI。

附图说明

图1是现有的光纤通信系统架构示意图；

图2是具有50％占空比的RZ码的时域脉冲示意图；

图3是本发明的方法流程图；

图4是本发明实施例中具有50％占空比的RZ码三路子信道复用时域波形图；

图5是本发明实施例中进行过采样的示意图；

图6是本发明实施例所采用的CMA算法框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。