[发明专利]基于子载波再调制的PCTW-OFDM传输方法

说明书

本发明提供一种基于子载波再调制的PCTW‑OFDM传输方法，将传输数据分为两部分，一部分作为OFDM调制的调制信号，另一部分作为再调制信息；发送端对输入的信号进行OFDM调制产生OFDM信号；发送端对产生的OFDM信号对其共轭子载波进行再调制实现信息加载产生基于子载波再调制的OFDM信号，之后复用两个偏振态上的OFDM信号，再经光调制后生成发送至光纤的已调光信号；接收端对接收到的已调光信号进行相干光检测后解调出基于子载波再调制的OFDM信号，通过判决得到再调制信息X_a，从而还原两个偏振态上的原始OFDM信息，最后通过OFDM信号解调得到调制信号，从而恢复出传输数据。本发明由于对子载波进行了再调制，频谱效率得以提升。

技术领域

本发明涉及光通信技术，特别涉及大容量光纤传输。

背景技术

随着新业务的兴起和互联网技术的不断升级，例如IPTV、云计算、网络视频分享等，全球互联网流量迅猛增长。伴随着对带宽需求的不断增长，光纤传输作为信息时代的基础传输平台也面临着巨大挑战。随着100Gb/s系统商业布局的完成，下一代单信道光纤传输开始向 400Gb/s乃至1Tb/s发展，单纤传输容量向100Tb/s发展，以满足数据流量不断急剧增长的需求。目前，在不断提升单纤容量的过程中，遇到的技术难度不断增大。高阶调制的引入提高了系统频谱利用率，在一定程度上缓解了对带宽的需求。然而，根据香农定理，系统的频谱效率越高(容量越大)，信号无误码传输所需的信噪比就越大，过大的信噪比将导致光传输距离大幅缩短。并且，光纤信道特有的非线性效应限制了入纤光功率的提升，使得提升信噪比变得困难，从而限制了频谱效率的进一步提升。随着传输容量的不断升级，光纤非线性效应对系统通信质量的影响愈加明显，并成为限制光纤通信系统向更高容量升级的主要限制因素。

2013年，X.Liu等人在Nature Photonics发表的论文中指出偏振复用的相位共轭双子波 PCTW技术，创纪录的实现400Gb/s传输12800km。这是由于光纤非线性传递函数为实数时，根据微扰理论证实两个偏振态上相位共轭的双子波，其一阶非线性具有反相关性，在接收机中数字相干相干叠加DCS后可以消除一阶光纤非线性的影响。然而，PCTW技术由于需要在两个偏振方向构造相位共轭的两个双子波，使得系统频谱效率下降了一半，对系统带来了极大的浪费。正交频分复用OFDM技术是一种多子载波复用技术，因其频谱利用率高与色散容忍性强，备受光纤传输的青睐。研究表明，基于PCTW理念的DCS-OFDM不仅提升了系统对光纤非线性的容忍性，同时对激光器相位噪声的容忍性也得以提升。然而，基于PCTW理念的OFDM系统同样存在频谱效率下降的问题。为了克服PCTW技术带来的频谱效率下降的问题，有必要研究适应于PCTW-OFDM系统频谱利用率提升的方法，同时依然保持 PCTW-OFDM系统对光纤非线性的容忍性与激光器相位噪声的容忍性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种既能提升PCTW-OFDM频谱效率，又能保持对光纤非线性与激光器相位噪声的容忍性的PCTW-OFDM传输方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，基于子载波再调制的PCTW-OFDM传输方法，包括以下步骤:

步骤1：将传输数据分为两部分，一部分作为OFDM调制的调制信号，另一部分作为再调制信息；发送端对输入的信号进行OFDM调制产生OFDM信号；

步骤2：发送端对产生的OFDM信号对其共轭子载波进行再调制实现信息加载产生基于子载波再调制的OFDM信号，之后复用两个偏振态上的OFDM信号，再经光调制后生成发送至光纤的已调光信号：

对双偏振系统，对其中一个偏振态上的OFDM信号进行子载波再调制，另一个偏振方向保持不变，子载波再调制满足：

或