一種光通信系統(tǒng)中的pdm-msk調(diào)制解調(diào)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光通信系統(tǒng)中的PDM-MSK調(diào)制解調(diào)方法，包括發(fā)送部分和接收部分：發(fā)送部分由偽隨機(jī)碼發(fā)生器(PRBS)、預(yù)編碼器、連續(xù)波激光器(CW)、偏振光分束器(PBS)、MSK調(diào)制模塊和偏振光合束器(PBC)等組成；接收部分由偏振光分束器(PBS)、馬赫-曾德爾干涉儀、平衡探測(cè)儀、低通濾波器和MSK譯碼模塊等組成。通過采用MSK光調(diào)制格式對(duì)現(xiàn)有偏振復(fù)用調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，可以增強(qiáng)對(duì)光纖非線性效應(yīng)的抵御能力，從而提高了高速率光纖傳輸系統(tǒng)的性能。
【專利說明】—種光通信系統(tǒng)中的PDM-MSK調(diào)制解調(diào)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種光通信PDM-MSK調(diào)制解調(diào)方案及其實(shí)現(xiàn)方法，屬于光纖通信和光網(wǎng)絡(luò)傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著視頻會(huì)議、高清電視、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及在線游戲等高帶寬業(yè)務(wù)和移動(dòng)寬帶應(yīng)用的迅速普及，對(duì)于電信骨干網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬需求迅猛增長(zhǎng)，光纖通信系統(tǒng)正在向超大容量和超長(zhǎng)跨距等方向發(fā)展。目前，骨干光纖通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率已經(jīng)普遍達(dá)到40G?100Gbit/S，并正在向更高的速率演進(jìn)。然而，非線性效應(yīng)和色散等傳輸損傷對(duì)于100Gb/S及更高傳輸速率系統(tǒng)的影響需要仔細(xì)應(yīng)對(duì)，先進(jìn)的調(diào)制方案可以有效地提高高速光纖通信系統(tǒng)的損傷容限，因此先進(jìn)的調(diào)制方案已經(jīng)成為高速光通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。
[0003]目前針對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)中光信號(hào)的調(diào)制方案主要包括差分相移鍵控(DPSK)和差分正交相移鍵控(DQPSK)等。但QPSK方案中，相鄰碼元最大相位差達(dá)到180°，這樣的相位突變?cè)陬l帶受限的系統(tǒng)中會(huì)引起信號(hào)包絡(luò)的很大起伏。最小頻移鍵控(MSK)是連續(xù)相位頻移鍵控(CPFSK)的特殊格式，其前一碼元末尾的總相位等于后一碼元開始時(shí)的總相位，可以有效減小相位突變從而減小信號(hào)帶寬，因此有更大的色散容限，在光纖中傳輸時(shí)，能量更為集中。因此，MSK是一種非常適合傳輸?shù)恼{(diào)制格式。
[0004]偏振復(fù)用技術(shù)是利用光纖本身的物理特性使兩個(gè)互相正交的偏振態(tài)分別攜帶不同的信號(hào)進(jìn)行傳輸。因此，若要達(dá)到單信道100Gb/S的速率僅需在兩正交的偏振支路上分別使用速率50Gb/s的信號(hào)即可。相比單信道100Gb/S系統(tǒng)而言，支持偏振復(fù)用的50Gb/s系統(tǒng)對(duì)PMD和非線性效應(yīng)的容忍度進(jìn)一步提高，用較低的成本獲得了較高的頻譜利用率和較好的系統(tǒng)性能。進(jìn)一步地，將PDM技術(shù)與先進(jìn)的調(diào)制方案(如MSK)相結(jié)合，可以使系統(tǒng)在PMD及非線性效應(yīng)的容忍度等方面具有更好的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種適用于高速率光通信系統(tǒng)，且具有較好非線性效應(yīng)容限的新型PDM-MSK調(diào)制解調(diào)方案及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0006]本發(fā)明所述調(diào)制方案包括發(fā)送結(jié)構(gòu)和接收結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分，包括以下組成:
[0007]發(fā)送部分包括:偽隨機(jī)碼發(fā)生器(PRBS)、預(yù)編碼器、連續(xù)波激光器(CW)、偏振光分束器(PBS)、MSK調(diào)制模塊和偏振光合束器(PBC)。
[0008]接收部分包括:偏振光分束器(PBS)、馬赫-曾德爾干涉儀、平衡探測(cè)儀、低通濾波器和MSK譯碼模塊。
[0009]具體調(diào)制方案如下:
[0010](I)連續(xù)波激光器產(chǎn)生光載波,經(jīng)過偏振光分束器分成兩路偏振態(tài)相互正交的光束，將每一路光束與經(jīng)過預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行MSK調(diào)制，形成兩個(gè)相互正交的MSK信號(hào)；經(jīng)過偏振合束器即可生成MSK的偏振復(fù)用信號(hào)；
[0011](2)MSK調(diào)制模塊由4個(gè)相同的馬赫曾德爾調(diào)制器(MZM)組成，分成上下兩路，每一路有兩個(gè)MZM串聯(lián)而成。其中MZMl和MZM3偏置點(diǎn)設(shè)在傳輸零點(diǎn)上，用正弦波信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光波切割，從而產(chǎn)生CSRZ光脈沖；兩路數(shù)字信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)加載到MZM2和MZM4上，進(jìn)行相位調(diào)制，分別通過延時(shí)和延相后，最后通過一個(gè)耦合器合成光MSK信號(hào)；
[0012](3)調(diào)制后信號(hào)經(jīng)過光纖鏈路傳輸后，偏振復(fù)用信號(hào)再次經(jīng)過偏振分束器，分成兩束相互正交的偏振光，每束偏振光等功率分成兩路，經(jīng)過馬赫-曾德爾干涉儀，合波后的信號(hào)再等功率分成兩路進(jìn)行平衡接收，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，使用MSK譯碼后恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0013]有益效果:
[0014]本發(fā)明提出的結(jié)合MSK調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生光PDM-MSK信號(hào)的方法，可以增強(qiáng)對(duì)光纖非線性效應(yīng)的抵御能力，從而提高了高速率光纖傳輸系統(tǒng)的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中PDM-MSK通信系統(tǒng)的發(fā)送端結(jié)構(gòu)。
[0016]圖2為本發(fā)明中MSK調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)。
[0017]圖3為本發(fā)明中PDM-MSK通信系統(tǒng)的接收端結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0019]如圖1所示為本發(fā)明提出的PDM-MSK調(diào)制方案的發(fā)送部分結(jié)構(gòu)。偽隨機(jī)碼發(fā)生器I產(chǎn)生一組二進(jìn)制偽隨機(jī)碼，并經(jīng)過預(yù)編碼形成MSK電信號(hào)，連續(xù)波激光器3產(chǎn)生光載波，經(jīng)過偏振光分束器4分成兩路偏振態(tài)相互正交的光束，作為光MSK調(diào)制的光載波。MSK調(diào)制模塊5產(chǎn)生光MSK信號(hào)后，經(jīng)過偏振合束器6即可生成MSK的偏振復(fù)用信號(hào)。摻鉺光纖放大器7為具有再生功能的半導(dǎo)體光放大器。光帶通濾波器8用于濾除光放大引入的噪聲。
[0020]如圖2所示為MSK調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，MSK調(diào)制模塊由4個(gè)相同的馬赫曾德爾調(diào)制器(MZM) 1、2、3和4組成，分成上下兩路。正弦信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)上下兩路第一個(gè)馬赫曾德爾調(diào)制器，光載波經(jīng)光分束器分成兩路后分別進(jìn)入MZMl和MZM3進(jìn)行調(diào)制，MZMl和MZM3這兩個(gè)調(diào)制器偏置點(diǎn)設(shè)在傳輸零點(diǎn)上。正弦波信號(hào)為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過調(diào)制后產(chǎn)生載波抑制歸零信號(hào)(CSRZ)，然后分別進(jìn)入MZM2和MZM4中，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過預(yù)編碼之后分成兩路分別作為MZM2和MZM4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行相位調(diào)制，分別通過延時(shí)和延相后，最后通過一個(gè)耦合器合成光MSK信號(hào)。
[0021]如圖3所示為本發(fā)明提出的PDM-MSK調(diào)制方案接收部分結(jié)構(gòu)，光信號(hào)經(jīng)過光纖鏈路傳輸后，再次經(jīng)過偏振分束器1，形成兩束相互正交的偏振光，馬赫-曾德爾干涉儀2將MSK信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)OOK信號(hào)，再通過平衡探測(cè)3和4轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)過低通濾波器4后使用譯碼器5恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種光通信系統(tǒng)中的PDM-MSK調(diào)制解調(diào)方法，包括有發(fā)送和接收兩個(gè)部分: 發(fā)送部分包括偽隨機(jī)碼發(fā)生器(PRBS)、預(yù)編碼器、連續(xù)波激光器(CW)、偏振光分束器(PBS)、MSK調(diào)制模塊和偏振光合束器(PBC)； 接收部分包括偏振光分束器(PBS)、馬赫-曾德爾干涉儀、平衡探測(cè)儀、低通濾波器和MSK譯碼模塊； 其特征在于: (1)連續(xù)波激光器產(chǎn)生光載波，經(jīng)過偏振光分束器分成兩路偏振態(tài)相互正交的光束，將每一路光束與經(jīng)過預(yù)編碼的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行MSK調(diào)制，形成兩個(gè)相互正交的MSK信號(hào)；經(jīng)過偏振合束器即可生成MSK的偏振復(fù)用信號(hào)； (2)MSK調(diào)制模塊由4個(gè)相同的馬赫曾德爾調(diào)制器(MZM)組成，分成上下兩路，每一路有兩個(gè)MZM串聯(lián)而成。其中MZMl和MZM3偏置點(diǎn)設(shè)在傳輸零點(diǎn)上，用正弦波信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光波切割，從而產(chǎn)生CSRZ光脈沖；兩路數(shù)字信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)加載到MZM2和MZM4上，進(jìn)行相位調(diào)制，分別通過延時(shí)和延相后，最后通過一個(gè)稱合器合成光MSK信號(hào)； (3)調(diào)制后信號(hào)經(jīng)過光纖鏈路傳輸后，偏振復(fù)用信號(hào)再次經(jīng)過偏振分束器，分成兩束相互正交的偏振光，每束偏振光等功率分成兩路，經(jīng)過馬赫-曾德爾干涉儀，合波后的信號(hào)再等功率分成兩路進(jìn)行平衡接收，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，使用MSK譯碼后恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04B10/548GK104243046SQ201410438901
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】沈建華, 李紅艷 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)