[發明專利]一種高速全光正交頻分復用系統及其方法

有效

• 申請號: 200910082602.5
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN101557271A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 陳宏偉;尹飛飛;陳明華;謝世鐘
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;G02B6/02;G02F1/03
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發明涉及光電子和光纖通信技術領域，特別涉及應用于高速光 纖通信系統中的全光正交頻分復用技術。

背景技術

正交頻分復用(OFDM)技術的提出已經有近40年的歷史，是 一種多載波高頻譜效率的復用方式。近年來，隨著數字信號處理 (DSP)技術的飛速發展，OFDM作為一種可以有效對抗ISI的高速 無線傳輸技術，受到了廣泛關注。OFDM技術已經成功的用于非對稱 數字用戶線(ADSL)、無線本地環路(WLL)、數字音頻廣播(DAB)、 高清晰電視(HDTV)、無線局域網(WLAN)等系統中，可以有效 的消除信號多徑傳播所造成的ISI現象，因此在移動通信中應用成為 大勢所趨。目前，在光纖通信領域開展了利用OFDM技術的傳輸研 究，可以有效的抵抗光纖中的各種效應，包括光纖色散、光纖偏振模 彌散及光纖非線性效應等。

當前的光纖OFDM系統主要是利用電路處理技術產生多載波 OFDM信號，然后通過復雜的光電IQ調制器把電信號調制到激光上。 這些系統存在的主要問題是受到光電及電光轉換器件的處理速度限 制，另外還受到數模及模數轉換器的帶寬限制，不能充分發揮光纖的 大帶寬特性。最近Monash大學用兩路10GS/s、帶寬5GHz的DACs 實現了碼率為24-Gbits/s，經800-km?SSMF傳輸的DD-OFDM系統。 可見DAC的帶寬限制了傳輸的比特率，要傳輸更高的比特率，必須 采用更高的調制格式，造成其他系統性能的下降；德國的Roman Dischler研究表明6bit的DAC會給系統帶來0.5dB的OSNR代價， OFDM信號的高峰均功率比要求DAC的量化精細度提出了很高的要 求；德國的Matthias?Schuster提出了兼容式單邊帶調制技術，一方面 提高了信號的頻譜效率，另外也大大降低了對DAC以及電光調制器 的帶寬限制，從而降低了系統成本。然而無論是采用更高的調制格式 還是單邊帶調制技術，系統性能終究受到電子器件帶寬的限制。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術中存在的缺陷，利用光纖中的 高速信號處理技術實現全光域的OFDM調制和解調，從而獲得更大 的操作帶寬和更高的處理速度。

為了實現上述目的，本發明的一個方面提供了一種高速全光正交 頻分復用系統，所述系統包括：

鎖模激光器，用于產生超短光脈沖信號；

調制器，用于將數據信息加載到所述超短光脈沖信號上；

電可調延遲線，用于將所述調制信號與所述超短光脈沖串同步；

第一耦合器，用于將所述調制器輸出的信號分為第一路信號和第 二路信號；

第一復用單元，包括一環形器和第一復用器，用于對所述第一路 信號進行第一載波正交頻分復用；

第二復用單元，包括一環形器和第二復用器，用于對所述第二路 信號進行第二載波正交頻分復用；

可變光延遲線，在第一或第二路信號上用于使所述第一、二路信 號保持同步；

第二耦合器，用于整合由所述第一、第二復用器輸出的第一、二 路信號；

光放大器和衰減器，用于第一、第二路信號上使其具有相同的功 率；

解復用單元，包括一環形器和解復用器，用于全光正交頻分復用 信號的解復用，其中所述解復用器可以是相應的第一或第二解復用 器，用于解調出相應的第一或第二路載波信號；

其中，所述復用器為帶有相移的采樣光纖光柵；

其中，所述解復用器為帶有相移的采樣光纖光柵；

其中，所述采樣光纖光柵為周期采樣光柵，且其采樣周期P由超 短光脈沖之間的時延τ決定：

P=τ2×cneff]]>

其中，c為真空中光速，n_eff為光纖的有效折射率。

本發明的另一個方面提供了一種上述系統的調制和解調方法，所 述調制和解調方法包括：