[发明专利]偏振正交的光OFDM信号直接检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光传输与光接入领域，特别是涉及一种偏振正交信号的光OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）直接检测方法及装置。

背景技术

直接检测技术相对于相干检测而言，其系统架构简单、器件成熟且成本较低，因此在行业应用中仍占有较大份额。另一方面，OFDM技术在无线应用中已有广泛的应用，其优点是频谱灵活可控、谱效率高并且能够采用DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）技术来克服传输中所产生的线性失真。因此，将以上两者结合所产生的DDO-OFDM（Direct Detection Optical OFDM，直接检测光正交频分复用）技术首次被提出，就受到了业界的广泛关注。由于同时包含了直接检测和OFDM两者的技术优点，因此DDO-OFDM在多种场合有着较强的竞争力，例如：中、短距离的P2P（Point To Point，点对点）或P2MP（Point-to-MultiPoint，点对多点）之间的大容量传输。

DDO-OFDM技术可以细化分为单边带直接检测和双边带直接检测两种，在单边带直接检测系统中，接收光信号由射频光载波和光OFDM信号两部分组成，经过光电探测器以后，光载波和光OFDM信号之间进行拍频得到有效信号。光OFDM信号的子载波之间拍频得到SSBI（Signal to Signal Beat Interference，带内信号互拍频干扰），SSBI的带宽等于OFDM的信号带宽。为了不产生信号干扰，有效信号必须是射频信号，并且该射频信号的最低频率不得低于OFDM的信号带宽。我们将SSBI所占用的频率区间叫做保护间隔。对于多频带系统而言，保护间隔由频带数量和频带带宽所决定。参见图1所示，假设OFDM信号频带数量为N，频带带宽为B，那么保护间隔不得小于OFDM信号带宽N*B。以上情况，接收端器件的带宽利用率仅为50%。

在波分复用系统中采用DDO-OFDM方式，一般首先需要将各个通道用光滤波器提取出来，然后分别对应一套光电探测设备来进行检测，这样接收端的成本与复杂度均较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种偏振正交信号的光OFDM直接检测方法及装置，利用一套高带宽的接收设备，同时检测多个偏振正交频带的光OFDM信号，系统频谱效率高，且实现简单，能降低接收端的复杂度与成本，接收端器件的带宽利用率达到80%。

本发明提供一种偏振正交信号的光OFDM直接检测方法，包括以下步骤：在频带复用系统中，光OFDM信号频带的光载波采用45度偏振态，使相邻频带的偏振态正交，两个正交偏振态有相同的强度，这里存在两种形式的拍频可能：a、信号的带内拍频均叠加到同一个保护间隔上；b、两个偏振的光信号分别与其对应偏振态的光载波进行拍频，得到有效信号；将以上方法扩展为双边带检测：在光载波的另一边也加入上述光OFDM信号频带，器件带宽利用率达到80%。

本发明还提供用于实现上述方法的偏振正交信号的光OFDM直接检测装置，包括光源、强度调制器、射频时钟源、光分波器、偏振分束器、第一带通滤波器、第一IQ调制器、第二带通滤波器、第二IQ调制器、第一光合波器、第三带通滤波器和第二光合波器，光源通过强度调制器生成一路光载波，该路光载波包含频率间隔为Δf的第一光载波λ1、第二光载波λ2、第三光载波λ3，强度调制器由频率为Δf的射频时钟源驱动，该路光载波由光分波器分成两路相同的信号，每路信号均包含频率间隔为Δf的第一光载波λ1、第二光载波λ2、第三光载波λ3，光分波器分出的一路光载波首先送往偏振分束器，偏振分束器将其分成两个正交的偏振态，然后分别对X偏振态和Y偏振态的两路光载波分量进行滤波：第一路光载波分量通过第一带通滤波器，第一带通滤波器选择第一光载波λ1，送往第一IQ调制器进行X偏振的OFDM信号调制，得到X偏振OFDM信号；第二路光载波分量通过第二带通滤波器，第二带通滤波器选择第二光载波λ2，送往第二IQ调制器进行Y偏振的OFDM信号调制，得到Y偏振OFDM信号；X偏振OFDM信号与Y偏振OFDM信号经过第一光合波器合波，形成偏振正交的双频带OFDM光信号；光分波器分出的另一路光载波经过第三带通滤波器，第三带通滤波器选择第三光载波λ3，第三光载波λ3最后通过第二光合波器与偏振正交的双频带OFDM光信号进行合波，形成偏振正交的双频带单边带OFDM信号。

与现有技术相比，本发明的优点如下：