[发明专利]光正交频分复用变速率传输系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术，特别是一种基于并行异或和曲线偏离的光正交频分复用变速率传输系统和方法。

背景技术

随着40G传输系统飞速步入商用领域的同时，100G的传输也逐步开始被人们重视。100G传输将是下一代高速率传输领域的核心技术，可实现单信道每秒112G比特的传输，从而将目前主流传输速率提高了10倍。现如今可视电话、视频聊天、视频游戏、视频点播、高清电视等以视频为主的业务已经丰富了人们的生活，而这种多业务需求注定将是未来通信的主流方向。多业务的快速发展导致网络带宽的需求急剧增长，使骨干网面临越来越大的带宽增长压力。在骨干网中，全球已经安装了大量的单信道10G速率级别的路由器以及DWDM系统。40G速率级别的路由器与DWDM系统也已经规模商用。如今，单信道100G速率级别的传输技术已经出现，预示着100G传输时代已经到来。随着传输速率的这种不断演进，复杂的调制技术在波分系统中被广泛应用。在实际应用中，不同的调制格式对应着不同的传输速率，如10G系统主要是OOK格式，40G有DQPSK/DPSK等调制格式等，100G业界主要采用DP-QPSK格式，未来的更高速的400G或1T系统则可能采用DP-xQAM和DP-正交频分复用等更复杂的调制技术，以上每一种不同的调制技术都对应着不同的硬件系统，这极大的增加了设备商的开发成本，也导致运营商的管理运维难度的增加。因此，迫切需要一种传输系统，不仅可以适应10G、40G，甚至100G以及更高的速率传输。变速率正交频分复用的研究就是为了解决多种速率混传的问题。

在解决多种速率混传问题时，由于100G信号比特率比较高，在满足50GHz DWDM通道间隔的需求，以及与10G/40G低速信号混合传输、平滑升级需要时，100G业务传输需要采用更加先进的新技术，以降低线路上传输的光信号的波特率，提升光纤对信号损伤的容限。考虑如果能基于一套硬件系统，通过软件的形式改变传输速率，应用于不同的传输场景，无疑将大为降低设备商的开发成本，减低运营商的运维成本。同时考虑到业界基本都是基于软件编程的方法来实现可变速率的发送和接收的。变速率正交频分复用的研究，采用发送端由两个FPGA进行软件编程产生各种调制格式，或者用DSP实现编程可控的各种调制，以改变发射机的发送比特率，FPGA特有的流水线设计结构可以使前后级在时间上并发，达到高效、高速的目的；在接收端收集各个链路的性能信息，将该信息反馈给发送端来控制各个链路的调制格式，使其拥有最佳的传输性能。同时，作为未来必然趋势的电处理技术在实现形式上体现为CMOS的芯片技术，大量CMOS芯片的应用是其低成本的前提。随着正交频分复用技术在传输距离和最高传输速度方面不断取得的突破性进展，传统的下线处理不能应用于实际的工程中，未来变速率正交频分复用技术也将必须能够用于实现实时处理。在硬件方面，现在的FPGA在处理速度上可以实现越来越高的速度；在结构上，体积越来越小；在功能上，能够实现的功能也越来越全面；在成本上，相比原来的昂贵开发板，目前的FPGA开发板已大大降低的成本。这些都对实现变速率正交频分复用的传输平台以及实时处理数据提供了技术上的可行性。而光正交频分复用技术以其子载波数目的灵活可调以及各个子载波调制格式可动态映射优势，使其成为解决变速率传输的一个最有力的手段。

图1为现有光正交频分复用通信系统的结构示意图。现结合图1，对现有的光正交频分复用通信系统的结构进行说明，具体如下：

现有的光正交频分复用通信系统，包括：发送端数字处理模块10、DAC模块11、低通滤波器12、电光转换模块13、光电转换模块14、低通滤波器15、ADC模块16、接收端数字处理模块17。