[发明专利]基于单个光滤波器的高速信号频率均衡和啁啾管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及基于单个光滤波器的高速信号频率均衡和啁啾管理方法。

背景技术

随着互联网的普及和发展，通信数据流量逐年上涨，而作为通信技术的支柱之一的光纤通信，传输容量需要不断提升。系统容量的增加通常可以通过两种途径实现，即增加波长数量和提升单波长速率；其中，单波长速率提升就是能够支持更高的传输速率，这就要求发射和接收器件要支持较高的调制和接收速率。单波长速率提升涉及两方面技术：(1)高带宽的光电调制、光电探测器件；(2)高频谱利用率的调制格式。常见的利用窄带宽器件实现高速信号调制的方式有以下几种：

(一)采用高阶调制格式，它是通过利用高阶调制码型提高单个符号所携带的比特数量，以提高带宽利用率，降低对调制接收器件的带宽要求；

2014年，在华为技术有限公司在光纤通信会议(OpticalFiberCommunicationConference)上发表了题为“30kmDownstreamTransmissionUsing4×25Gb/s4-PAMModulationwithCommercial10GbpsTOSAandROSAfor100Gb/s-PON”(基于商用10Gb/s收发器件的4×25Gb/s4-PAM信号的30公里传输)的文章，文中作者演示了利用商用10Gbps器件实现四电平幅度调制(4-PAM)格式的单波长25Gb/s信号的调制和解调。该文献提供的方案中调制器件为商用10Gb/s的电吸收调制器(EML)；由于器件带宽受限，需要在信号接收端利用离线数字信号处理(DSP)技术对信号进行均衡处理和在光纤传输中累积的色散进行补偿；而对4-PAM信号的解调是通过实时示波器采样判决实现的，该实时解调电路需要进行多电平判决或使用高速模数转换(ADC)芯片，并且需要实时DSP芯片进行频率均衡和色散补偿，总体技术复杂，成本较高。

(二)除PAM-4外，双二进制调制也是一种常用的调制方式，由于双二进制码的带宽比二进制降低了近一半，所以该调制方式的抗色散能力更强；

阿尔卡特-朗讯公司的D.VanVeen等在2014年的欧洲光纤通讯展览会(ECOC)上发表了题为“26-GbpsPONTransmissionover40-kmusingDuobinaryDetectionwithaLowCost7-GHzAPD-BasedReceiver”(利用7GHzAPD接收机实现的26-Gb/s双二进制信号的40km传输)的文章，该文中提出在接收端用7GHz带宽的接收机实现26Gb/s信号的双二进制接收，后续通过二进制解调电路进行解调。该方案虽然降低了接收机的带宽，但在发射端仍需要宽带调制器；而且信号波长在O波段，而该波段色散系数很低，因此该方案没有考虑色散问题。2015年，D.VanVeen等在IEEEJournalofLightwaveTechnology(《光波技术杂志》)上发表了另一篇题为“Demonstrationof40-Gb/sTDM-PONOver42-kmWith31dBOpticalPowerBudgetUsinganAPD-BasedReceiver”(基于APD接收机的31-dB功率预算和42km光纤传输的40Gb/s时分复用无源光网络系统演示)的论文，文中提出利用窄带调制器实现高速Duobinary调制，发射端通过低通滤波器将OOK转换为duobinary码型，而该方案的接收端仍需要宽带接收机；该实验演示了40-Gb/s信号在C波段的26km差分距离的光纤传输，虽然采用了啁啾系数较小的外调制方式，仍然需要使用FBG进行色散预补偿，而且对不同的传输距离需要补偿不同的色散量。

(三)采用频率均衡技术提高调制带宽，该调制方式是提高器件的调制带宽或提高器件的调制速率；