時分復(fù)用系統(tǒng)及其接收裝置、實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種時分復(fù)用系統(tǒng)及其接收裝置、實現(xiàn)方法，其中：接收裝置包括第一光耦合器、可調(diào)延時器和第二光耦合器，其中第一光耦合器，將接收光信號分波為第一光信號和第二路光信號，所述第一、第二路光信號在發(fā)送端分時發(fā)送光信號和載波信號；可調(diào)延時器將第一路光信號延時生成延時信號；第二光耦合器將延時信號與第二路光信號合波并輸送至光電探測器，所述光電探測器通過讀取指定時隙得到所述光信號的幅度和相位調(diào)制信息。本發(fā)明，通過延時檢測的技術(shù)手段，將載波信號進(jìn)行延時復(fù)用，從而提升整個系統(tǒng)的頻譜效率，在光信號時隙遠(yuǎn)大于載波時隙的情況下，其傳輸速率約為后者的兩倍。
【專利說明】時分復(fù)用系統(tǒng)及其接收裝置、實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光傳輸與接入領(lǐng)域，具體涉及時分復(fù)用系統(tǒng)及其接收裝置、實現(xiàn)方法。【背景技術(shù)】
[0002]基于射頻載波信號的單邊帶直接檢測(簡稱:單邊帶直檢)方法能夠同時檢測光信號的幅度與相位信息，是一種重要的光信號發(fā)送與接收方法。該方法的優(yōu)點是能夠支持各種高譜效率的信號調(diào)制格式，如:m-QAM，m-PSK，0FDM等。相較于相干光檢測而言，其接收端設(shè)置簡單且無需復(fù)雜的數(shù)字信號處理，在成本較為敏感的應(yīng)用領(lǐng)域具有很強(qiáng)的競爭力。
[0003]隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，頻譜效率受到越來越多的關(guān)注。由于受到殘留基帶信號的影響，單邊帶直檢方案必須采用外差結(jié)構(gòu)進(jìn)行接收。因此，在光信號與載波之間存在一段保護(hù)頻帶，該頻帶的寬度叫做保護(hù)間隔。如圖1所示，保護(hù)間隔的存在極大地限制了單邊帶直檢系統(tǒng)的傳輸效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是保護(hù)間隔的存在極大地限制了單邊帶直檢系統(tǒng)的傳輸效率的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種時分復(fù)用系統(tǒng)的接收裝置，包括:[0006]第一光耦合器，將接收信號分波為第一路光信號和第二路光信號，所述第一、第二路光信號在發(fā)送端均分時發(fā)送光信號和載波信號；
[0007]可調(diào)延時器，將所述第一路光信號延時為延時信號；
[0008]第二光耦合器，將所述延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器，所述光電探測器通過讀取指定時隙得到所述光信號的幅度和相位調(diào)制信號。
[0009]在上述接收裝置中，還包括:
[0010]第一濾波器，所述第一路光信號經(jīng)所述第一濾波器濾波后進(jìn)入所述可調(diào)延時器進(jìn)行延時；
[0011]第二濾波器，所述第二路光信號經(jīng)所述第二濾波器濾波后進(jìn)入所述第二光耦合器與所述延時信號合波。
[0012]在上述接收裝置中，所述光信號的時隙為所述載波信號時隙的N倍，N為正整數(shù)，且N≤2。
[0013]在上述接收裝置中，N≤64。
[0014]在上述接收裝置中，所述可調(diào)延時器利用不同時隙分別對所述第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時，所述第二光耦合器將所述第一延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；將所述第二延時信號與所述第一路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；所述光電探測器讀取指定時隙得到所述第一、二路光信號中相應(yīng)光信號的幅度與相位調(diào)制信號。[0015]在上述接收裝置中，所述可調(diào)延時器利用不同時隙分別對所述第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時。
[0016]在上述接收裝置中，所述光電探測器通過同步算法模塊得到所述指定間隙后，去除所述第一、二路光信號中的保護(hù)間隔并進(jìn)行信道均衡，然后分別進(jìn)行基于訓(xùn)練符號的載波相位恢復(fù)和基于導(dǎo)頻的載波相位跟蹤。
[0017]本發(fā)明還提供了一種時分復(fù)用系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，
[0018]所述發(fā)送端通過第一、第二路光信號生成裝置生成第一、第二路光信號；
[0019]所述接收端利用上述的接收裝置接收得到所述光信號的幅度與相位調(diào)制信號。
[0020]本發(fā)明還提供了一種時分復(fù)用系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0021]將接收信號分波為第一路光信號和第二路光信號，所述第一、第二路光信號在發(fā)送端均分時發(fā)送光信號和載波信號；
[0022]將所述第一路光信號延時為延時信號；
[0023]將所述延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器，所述光電探測器通過讀取指定時隙得到所述光信號的幅度和相位調(diào)制信號。
[0024]在上述方法中，所述 光信號的時隙為所述載波信號時隙的N倍，N為正整數(shù)，且N≥2。
[0025]在上述方法中，利用不同時隙分別對所述第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時。
[0026]在上述方法中，所述光信號的時隙為所述載波信號時隙的N倍，N為正整數(shù)，且N≥2。
[0027]在上述方法中，還包括以下步驟:
[0028]利用不同時隙分別對所述第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時，將所述第一路光信號延時為第一延時信號，將所述第二路光信號延時為第二延時信號；
[0029]將所述第一延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；將所述第二延時信號與所述第一路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；所述光電探測器讀取指定時隙得到所述第一、二路光信號中相應(yīng)光信號的幅度與相位調(diào)制信號。
[0030]本發(fā)明，在接收端通過延時檢測的技術(shù)手段，將射頻載波信號進(jìn)行延時復(fù)用，從而提升整個系統(tǒng)的頻譜效率，在光信號時隙遠(yuǎn)大于載波信號時隙的情況下，其傳輸速率約為單邊帶直檢系統(tǒng)的兩倍，且實現(xiàn)方案簡單，能夠同時檢測幅度與相位調(diào)制信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是傳統(tǒng)單邊帶直檢裝置的頻譜利用率示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明中提供的接收裝置頻譜利用率示意圖；
[0033]圖3是本發(fā)明中提供的時分復(fù)用系統(tǒng)信號傳遞原理圖；
[0034]圖4是本發(fā)明中提供的接收裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖5是本發(fā)明中提供的接收裝置接收端數(shù)字信號處理流程圖；
[0036]圖6是本發(fā)明中接收裝置的改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】[0037]本發(fā)明提供了一種時分復(fù)用系統(tǒng)及其接收裝置、實現(xiàn)方法，該方法首先通過一個光耦合器將接收光信號分波，然后選擇任意一路光信號進(jìn)行延時，最后將延時信號與另一路光信號進(jìn)行耦合，耦合后的光信號直接送往光電探測器進(jìn)行信號探測。本發(fā)明提供的方法可以節(jié)省約一半的頻譜資源，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率。下面結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做出詳細(xì)的說明。
[0038]為了便于直觀地理解，對“頻譜資源”進(jìn)行如下定義:將頻譜資源看成是由時間和頻率所構(gòu)成的二維平面(不含偏振)，則信號所占用的頻譜資源是平面內(nèi)的一部分“面積”。
[0039]如圖1所示，傳統(tǒng)單邊帶直檢裝置所占用的頻譜資源由光信號本身和保護(hù)間隔兩部分組成，在任意時刻都同時存在載波信號和光信號，它們之間進(jìn)行拍頻以得到電射頻信號。
[0040]本發(fā)明提供的方案與上述單邊帶直檢裝置的不同之處在于:在同一時刻僅有一種分量存在(光信號或載波信號)。如圖2所示，載波信號的持續(xù)時間等于一個時隙，光信號的持續(xù)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于載波信號的持續(xù)時間(一個時隙)，這樣可以將載波信號進(jìn)行不同程度的延時，從而與相應(yīng)時隙的光信號進(jìn)行拍頻。通過這種延時外差探測方式，可以節(jié)省約一半的頻譜資源(在同一時刻僅有一種分量存在)。采用該方案的代價是在接收端僅有指定時隙的數(shù)據(jù)是有意義的，而在其他時隙是光信號與載波信號之間的互相拍頻。這種物理上的時分接收方式，每個接收機(jī)僅能接收部分時隙的數(shù)據(jù)，適合于點對多點的應(yīng)用場合。
[0041]假設(shè)米用OFDM調(diào)制格式,則一個時隙等于一個OFDM符號的持續(xù)時間(符號周期)；假設(shè)采用單載波QPSK調(diào)制格式，那么一個時隙等于一個QPSK符號的持續(xù)時間(符號周期)，載波信號的持續(xù)時間永遠(yuǎn)等于一個時隙。
[0042]如圖2所示，本發(fā)明提供的時分復(fù)用系統(tǒng)實現(xiàn)方法，在發(fā)送端通過第一、第二路光信號生成裝置分別生成第一、第二路光信號，其中:第一、第二路光信號在同一時刻分別進(jìn)行光信號和載波信號之間的切換，即:第一、第二兩路信號在同一個時刻由光信號切換為載波信號，又在同一個時刻由載波信號切換回光信號。載波信號的持續(xù)時間為一個時隙，第一、第二路光信號的持續(xù)時間為載波信號持續(xù)時間的N倍，N為正整數(shù)，且N > 2。
[0043]第一路光信號的載波信號用來和第二路信號進(jìn)行拍頻，第二路光信號的載波信號用來和第一路光信號進(jìn)行拍頻。
[0044]在接收端，第一光耦合器將接收信號分波為第一路光信號和第二路光信號，然后分別對第一、第二兩路光信號進(jìn)行濾波，第一、第二路光信號在發(fā)送端分時發(fā)送光信號和載波信號。通過可調(diào)延時器選擇其中一路光信號(第一路光信號)進(jìn)行符號周期(一個符號長度)整數(shù)倍的延時形成延時信號，然后將另一路光信號(第二路光信號)與延時信號合波后輸送至光電探測器進(jìn)行拍頻，光電探測器通過讀取指定時隙得到光信號的幅度和相位調(diào)制信號。這樣，本發(fā)明提供的方案所占用的頻譜寬度等同于單邊帶直檢系統(tǒng)，在光信號時隙遠(yuǎn)大于載波信號時隙的情況下，其傳輸速率約為單邊帶直檢系統(tǒng)的兩倍。
[0045]再請參見圖4，本發(fā)明提供的接收裝置包括:第一光耦合器101、可調(diào)延時器102、第二光耦合器103和光電探測器104。
[0046]接收光信號首先經(jīng)過第一光耦合器101(3dB)分波得到第一、第二兩路光信號。第一路光信號經(jīng)過可調(diào)延時器102延時后形成延時信號經(jīng)第二光耦合器103 (3dB)與第二路光信號耦合，耦合后的光信號由光電探測器104進(jìn)行檢測。[0047]本發(fā)明提供的方案，還可以分別對第一、第二路光信號進(jìn)行延時處理，然后將其中一路延時信號與另一路光信號合波送入光電探測器進(jìn)行探測，例如:可調(diào)延時器將第一路光信號延時為第一延時信號，將第二路光信號延時為第二延時信號；第二光耦合器將第一延時信號與第二路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；將第二延時信號與第一路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；光電探測器讀取指定時隙得到第一、二路光信號中相應(yīng)光信號的幅度與相位調(diào)制信號。
[0048]對第一、第二路光信號的延時處理可以通過兩個可調(diào)延時器進(jìn)行，也可以通過一個可調(diào)延時器進(jìn)行，當(dāng)使用一個可調(diào)延時器時，可調(diào)延時器利用不同時隙分別對第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時。例如:第一路光信號和第二路光信號通過一個光開關(guān)連接到可調(diào)延時器上，通過探測兩路光信號所處的不同時隙，光開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的切換，從而在相應(yīng)的時隙內(nèi)分別對第一、第二路光信號進(jìn)行延時處理。
[0049]雙頻帶外差式接收的傳輸效率更高。
[0050]接收端數(shù)字信號處理流程如圖5所示，首先通過數(shù)字下變頻201將射頻信號轉(zhuǎn)化為基帶信號。如果系統(tǒng)不含色散補(bǔ)償模塊，則通過數(shù)字色散補(bǔ)償202技術(shù)來進(jìn)行色散補(bǔ)償。然后，通過同步算法器203找到指定時隙，并讀取指定時隙的數(shù)據(jù)。由于存在延時誤差，發(fā)送信號時需要在每一組符號(對應(yīng)一個時隙)的兩側(cè)加入保護(hù)間隔。因此，在同步算法之后，需要進(jìn)行去保護(hù)間隔204操作，然后才能進(jìn)行信道均衡205。最后，分別進(jìn)行基于訓(xùn)練符號的載波相位恢復(fù)206和基于導(dǎo)頻的載波相位跟蹤207。
[0051]圖6示出了接收裝置改進(jìn)設(shè)計，增加了第一、第二濾波器，接收光信號首先經(jīng)過第一光耦合器301 (3dB)分成兩路光信號，第一路光信號經(jīng)過第一濾波器302和可調(diào)延時器303延時得到延時信號，第二路光信號經(jīng)過第二濾波器304后通過第二光耦合器305 (3dB)與延時信號耦合，耦合后的光信號由光電探測器306進(jìn)行檢測。
[0052]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.時分復(fù)用系統(tǒng)的接收裝置，其特征在于，包括: 第一光耦合器，將接收信號分波為第一路光信號和第二路光信號，所述第一、第二路光信號在發(fā)送端均分時發(fā)送光信號和載波信號； 可調(diào)延時器，將所述第一路光信號延時為延時信號； 第二光耦合器，將所述延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器，所述光電探測器通過讀取指定時隙得到所述光信號的幅度和相位調(diào)制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，還包括: 第一濾波器，所述第一路光信號經(jīng)所述第一濾波器濾波后進(jìn)入所述可調(diào)延時器進(jìn)行延時； 第二濾波器，所述第二路光信號經(jīng)所述第二濾波器濾波后進(jìn)入所述第二光耦合器與所述延時信號合波。
3.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，所述光信號的時隙為所述載波信號時隙的N倍，N為正整數(shù)，且N≥2。
4.如權(quán)利要求3所述的接收裝置，其特征在于，N≤ 64。
5.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，所述可調(diào)延時器利用不同時隙分別對所述第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時，所述第二光耦合器將所述第一延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；將所述第二延時信號與所述第一路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；所述光電探測器讀取指定時隙得到所述第一、二路光信號中相應(yīng)光信號的幅度與相位調(diào)制信號。
6.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，所述光電探測器通過同步算法模塊得到所述指定間隙后，去除所述第一、二路光信號中的保護(hù)間隔并進(jìn)行信道均衡，然后分別進(jìn)行基于訓(xùn)練符號的載波相位恢復(fù)和基于導(dǎo)頻的載波相位跟蹤。
7.時分復(fù)用系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，其特征在于: 所述發(fā)送端通過第一、第二路光信號生成裝置生成第一、第二路光信號； 所述接收端利用如權(quán)利要求1至6項任一項所述的接收裝置接收得到所述光信號的幅度與相位調(diào)制信號。
8.時分復(fù)用系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 將接收信號分波為第一路光信號和第二路光信號，所述第一、第二路光信號在發(fā)送端均分時發(fā)送光信號和載波信號； 將所述第一路光信號延時為延時信號； 將所述延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器，所述光電探測器通過讀取指定時隙得到所述光信號的幅度和相位調(diào)制信號。
9.如權(quán)利要求8所述的接收方法，其特征在于，所述光信號的時隙為所述載波信號時隙的N倍，N為正整數(shù)，且N≥2。
10.如權(quán)利要求8所述的接收方法，其特征在于，還包括以下步驟: 利用不同時隙分別對所述第一路光信號和第二路光信號進(jìn)行延時，將所述第一路光信號延時為第一延時信號，將所述第二路光信號延時為第二延時信號； 將所述第一延時信號與所述第二路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；將所述第二延時信號與所述第一路光信號合波輸送至光電探測器進(jìn)行探測；所述光電探測器讀取指定時隙得到所述第一、 二路光信號中相應(yīng)光信號的幅度與相位調(diào)制信號。
【文檔編號】H04J14/08GK103746763SQ201410017714
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】胡榮, 楊奇, 肖瀟, 楊鑄 申請人:武漢郵電科學(xué)研究院