[發(fā)明專利]一種光頻域光纖傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810047662.9
• 申請(qǐng)日: 2008-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN101286801A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李蔚;張歡;梅君瑤;韓慶生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/12
• 分類號(hào): H04B10/12
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 方放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高速光纖通信裝置，具體涉及一種采用全光連續(xù)傅立葉變換和反變換的來實(shí)現(xiàn)傳輸速率大于40Gbit/s的高速頻域光纖傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前光纖通信系統(tǒng)中，光信號(hào)脈沖在光纖中的傳輸是在時(shí)域上進(jìn)行的，其時(shí)域的波形、相位等都會(huì)隨著傳輸距離的改變而改變。其傳輸?shù)乃俣菳和距離L滿足下述公式：

B²L＜(16|β₂|)^-1，其中β₂為光纖傳播參數(shù)；

隨著多媒體通信需求的急劇增長(zhǎng)，對(duì)于骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)中超長(zhǎng)距離、超大容量和超高速光纖通信系統(tǒng)及其技術(shù)需求越來越迫切。但是，光纖特有的線性和非線性損傷卻大大限制了超高速、超寬帶的光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。為了提高系統(tǒng)傳輸?shù)娜萘亢托阅埽壳氨容^成熟和可靠的技術(shù)主要集中在：

對(duì)于放大器產(chǎn)生的自發(fā)輻射噪聲ASE，可以采用拉曼分布式光纖放大器或者低噪聲系數(shù)的摻鉺光纖放大器EDFA，同時(shí)通過合理配置光纖傳輸段來減少。對(duì)于二階色散，可以采用色散補(bǔ)償光纖/模塊等技術(shù)來分段補(bǔ)償，但是，由于光纖的色散斜率導(dǎo)致補(bǔ)償并不完全，同時(shí)，這些色散補(bǔ)償模塊會(huì)帶來損耗，就需要增加EDFA，也增加了ASE噪聲；同時(shí)大大增加了系統(tǒng)的成本。對(duì)于三階色散，即色散斜率，目前的補(bǔ)償技術(shù)不完全，有的波長(zhǎng)欠補(bǔ)、有的補(bǔ)過；同時(shí)，這些補(bǔ)償會(huì)導(dǎo)致非線性限制中的交叉相位調(diào)制XPM、自相位調(diào)制SPM的相位噪聲向強(qiáng)度噪聲的積累，不利于強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)系統(tǒng)IM-DD的應(yīng)用。對(duì)于40Gbit/s以上系統(tǒng)，需要補(bǔ)償偏振模色散PMD，增加系統(tǒng)傳輸成本。對(duì)于像XPM、SPM這類的非線性噪聲主要表現(xiàn)在將不匹配的相位噪聲變成強(qiáng)度噪聲，在采用EDFA和色散補(bǔ)償不完全的情況下變成強(qiáng)度噪聲的積累，直接降低傳輸Q值和信噪比SNR。對(duì)于四波混頻FWM這類的非線性噪聲，主要表現(xiàn)在相位不匹配上，可以通過合理配置信道，增加信道之間的頻間隔來減少。但是，在超高速、超寬帶的網(wǎng)絡(luò)中，由于EDFA的增益平坦譜的限制，導(dǎo)致可使用的波長(zhǎng)數(shù)目和波長(zhǎng)間隔被限制。

可以看到，現(xiàn)有的提高傳輸性能(SNR和Q值)的方式是采用直接補(bǔ)償光纖傳輸?shù)膿p傷，由于大量使用光學(xué)器件而導(dǎo)致成本的高漲。

同時(shí)，人們還提出從發(fā)射端采用新的調(diào)制和編碼技術(shù)來提高系統(tǒng)傳輸?shù)娜萘浚壳氨容^成熟的技術(shù)是采用載波功率較低的載波抑制-歸零碼來減少光脈沖在光纖中傳輸?shù)墓夤β剩瑥亩鴾p少非線性效應(yīng)，減少相位和強(qiáng)度噪聲。已經(jīng)得到應(yīng)用。但是，需要兩級(jí)外調(diào)制器，增加了系統(tǒng)的成本。

采用脈沖寬度更窄、頻譜更窄和抗躁聲性能更好的相位調(diào)制和歸零編碼技術(shù)，比如：ODB碼、PSK碼和QPSK碼等來提高系統(tǒng)的容量，同時(shí)也減少對(duì)于光復(fù)用和解復(fù)用器等的技術(shù)要求，但至少需要兩級(jí)外調(diào)制器，增加了成本。

上述這些技術(shù)都必須采用外調(diào)制技術(shù)，有的需要二級(jí)外調(diào)制器，比如需要兩個(gè)馬赫-曾德干涉儀，增加了技術(shù)復(fù)雜和系統(tǒng)的成本。

同時(shí)，人們?cè)诎l(fā)射端還可以采用前向糾錯(cuò)編碼方式FEC來提高系統(tǒng)的SNR，這種方式需要電信號(hào)處理，成本不高，但是，其提高系統(tǒng)的性能是有限的。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，各有利弊，不能從根本上解決所有光纖損傷帶來的信號(hào)傳輸限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種光頻域光纖傳輸系統(tǒng)，目的在于方便、低成本地解決目前光纖的固有損耗對(duì)于高速光脈沖傳輸?shù)挠绊懞拖拗啤?/p>

本發(fā)明的一種光頻域光纖傳輸系統(tǒng)，光傳輸鏈路上順序包括發(fā)送機(jī)、第一摻鉺光纖放大器、單模傳輸光纖、第二摻鉺光纖放大器和接收機(jī)，其特征在于：

所述發(fā)送機(jī)和第一摻鉺光纖放大器之間光路連接周期全光傅立葉反變換器；所述第二摻鉺光纖放大器和接收機(jī)之間光路連接周期全光傅立葉變換器；

所述發(fā)送機(jī)對(duì)原始的電數(shù)據(jù)比特流進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，再通過強(qiáng)度調(diào)制成為光信號(hào)脈沖序列送入周期全光傅立葉反變換器；

周期全光傅立葉反變換器對(duì)輸入的光信號(hào)脈沖序列進(jìn)行傅立葉反變換，輸出光信號(hào)時(shí)域波形，光信號(hào)時(shí)域波形的頻譜包絡(luò)為輸入的光信號(hào)脈沖序列的時(shí)域波形；該光信號(hào)時(shí)域波形經(jīng)過第一摻鉺光纖放大器放大后發(fā)射進(jìn)入單模傳輸光纖中進(jìn)行長(zhǎng)距離高速傳輸；

經(jīng)過單模傳輸光纖傳輸后，對(duì)變形的光信號(hào)時(shí)域波形經(jīng)過第二摻鉺光纖放大器放大后，輸入到周期全光傅立葉變換器進(jìn)行傅立葉變換；

周期全光傅立葉變換器輸出光信號(hào)脈沖序列，該光信號(hào)脈沖序列和發(fā)送機(jī)輸出的相同，送入接收機(jī)，在接收機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)原始電信號(hào)的恢復(fù)、再生和判別。

所述的一種光頻域光纖傳輸系統(tǒng)，其特征在于：