[发明专利]一种超信道CO-OFDM系统中本振光的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术，特别涉及大容量光传输系统CO-OFDM中本振光的提取方法。

背景技术

随着网络带宽的爆炸式增长以及云计算时代的来临，超大容量的光纤传输系统已经成为应对未来流量增长的主要解决手段。随着单信道100Gb/s系统商业部署的逐步完善，单信道100Tb/s、单纤100Tb/s的多信道复用光纤传输系统已经成为研究的热点问题。目前，业界已提出多种信道复用技术融合的太比特光纤传输系统，这类任意光信号的复用(可以有频谱间隔或者无缝)用以实现超大容量传输的方式可以统一为超信道(Super-channel)。与传统的通信系统相比，超信道具有更高的信道复用速率和更高的频谱效率。

光正交频分复用技术由于其在频谱利用率和色散容限方面表现出的巨大优势，使其受到单信道高速光纤传输系统的青睐。超信道相干光正交频分复用(Coherent optical OFDM,CO-OFDM)系统充分利用光OFDM技术的优势，在光域和电域同时进行正交频带复用，进一步保障多信道复用系统的频谱利用率和色散容限。太比特系统为了更高效地实现相干探测，要求信号光载波和本振光具有高度的单色性和频率稳定度。现有的Super-channel CO-OFDM系统在接收端采用光频梳或者自由振荡激光器作为本振光。数字相干接收机中主要的信号处理为相位噪声补偿和频偏估计。相位噪声补偿可以采用有限冲击响应滤波器实现。在超信道CO-OFDM系统中，对于较大频偏，需要首先进行频率的捕获，在捕获到一定范围内进一步对频偏进行估计和补偿，整个过程效率低下、复杂度高；即使是较小频偏的矫正，也是相干接收机最耗时、最耗电的一个环节，尤其考虑到自由振荡的激光器大约有2GHz的频率漂移，将进一步增加相干检测应用的难度。故如何使得本振光与信号光载波具有更好的单色性，对于降低相干接收机的功耗和复杂度都具有很强的现实意义。

Super-channel CO-OFDM系统的接收机中，采用相干检测可以获取更高的接收灵敏度、频谱利用率，从而实现超大容量的光纤传输。为了提高相干探测效率，一种有效的方法是在信号光中提取相应的光谱线，即光子载波，作为本振光简化相干探测的复杂度和功耗等。传统的提取方法主要是采用光滤波的方式将光子载波提取出来。然而，超信道CO-OFDM系统中子载波之间相互正交，子载波频带间隔在100MHz数量级，在接收端采用传统的方法，如光滤波、光注入锁定等是无法提取所需光子载波的。例如，采用无缝复用的方式，仿真中光频梳间隔10GHz，OFDM信号带宽10GHz，32个信道无缝复用后宽带光OFDM信号频谱图如图1所示，圆圈标注所示意的是所需提取的不同复用信道上的光子载波，提取后可作为相干光接收的本振光，这种情况下是无法采用传统的光子载波提取方法提取所需本振光的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够从Super-channel CO-OFDM系统接收的信号频谱中提取光子载波即本振光的方法，并且所提取出来的光子载波具有较大的功率，能够将其作为本振光实现相干解调。

本发明为解决上述技术问题，在Super-channel CO-OFDM系统中的接收端借助光锁相环进行闭环控制结合光注入锁定提取本振光，图2为加载有采用本发明所提供的本振光提取模块的Super-channel CO-OFDM系统示意图；在超信道CO-OFDM系统中，光频梳生成器用于产生多根光频梳，作为超信道系统不同信道的光子载波；光频梳的频率稳定性高，频率间隔精准，几乎没有频偏，非常有利于多路信道的复用；光频梳的产生方法多种，如锁模激光器、深度RF外调制以及利用光纤非线性效应等都可以用于产生光频梳。

电OFDM信号由OFDM信号产生器产生，再经光I/Q调制后上变换为光OFDM信号；不同信道上产生的光OFDM信号复用形成一个宽带光OFDM信号；为了防止混叠效应，光OFDM信号的带宽要小于或者等于光频梳的间隔；光OFDM信号带宽等于光频梳的间隔时，可以实现无缝复用，获得最高的频谱效率。

本发明提供的本振光提取方法基本流程如图2所示，具体采用如下技术方案：