[發(fā)明專利]基于TCM-64QAM編碼調(diào)制的高速光傳輸系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110020368.0
• 申請日: 2011-01-18
• 公開（公告）號: CN102088317A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 忻向軍;張麗佳;張琦;王擁軍;趙同剛;馬建新;饒嵐;尹霄麗;劉皎;劉博;曹田;王凱民;及睿;原全新;張星;關(guān)昕
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;H04L27/34;H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及一種基于TCM-64QAM編碼調(diào)制的高速光傳輸系統(tǒng)和方法。

技術(shù)背景

光通信系統(tǒng)目前廣泛應(yīng)用的是前向糾錯技術(shù)，使用此技術(shù)是指在通信信號中加入少量冗余信息來發(fā)現(xiàn)和糾正誤碼.從而改善光通信系統(tǒng)的誤碼率性能，并且提高通信可靠性。但隨著光通信系統(tǒng)向更長距離、更大容量和更高速度的日益發(fā)展，一些不利因素例如信號衰減、色度色散、偏振模色散和非線性效應(yīng)等對系統(tǒng)傳輸距離的影響越來越嚴重.所以有必要研究設(shè)計和實現(xiàn)具有更強的糾錯功能的光通信，使其獲得更高的編碼增益和更好的糾錯性能，來滿足光通信系統(tǒng)高速發(fā)展的需要盡量避免實施設(shè)備昂貴復(fù)雜的色散補償技術(shù)。

20世紀80年代初，Ungerboeck提出了一種以“集合劃分映射”思想為基礎(chǔ)的格狀編碼調(diào)制技術(shù)，簡稱TCM。TCM克服了傳統(tǒng)信道編碼的缺點，把調(diào)制與編碼結(jié)合起來，在保持頻帶利用率基本不變的條件下，增加信道中傳輸信號集中的信號狀態(tài)數(shù)目，利用其冗余度進行抗干擾編碼，從而提高能量利用率，可獲得3～6dB的功率增益，是一種高效調(diào)制方法。網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)在不擴展帶寬、不降低頻帶利用率，也不降低功率的情況下，能提高誤碼性能.將TCM引入到光通信系統(tǒng)中，設(shè)計出了TCM-64QAM光通信系統(tǒng)，從而改善無線光通信系統(tǒng)的誤碼性能.

圖1為現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)結(jié)合圖1，對現(xiàn)有的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行說明，具體如下：

現(xiàn)有的基于FEC糾錯編碼的光纖通信系統(tǒng)包括：信號處理裝置10、光鏈路裝置11和信號接收模塊12。

信號處理裝置10用于產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)制的數(shù)字電信號，將數(shù)字電信號轉(zhuǎn)化為適合在光信號上調(diào)制和傳輸?shù)哪M電信號，經(jīng)過FEC糾錯編碼，輸出模擬電信號至光鏈路裝置11。

光傳輸裝置11用于把接收到的模擬電信號調(diào)制到光信號上，且把已調(diào)制的光信號在光纖上傳輸一段距離，并模擬電信號從光信號上解調(diào)出，輸出模擬電信號至信號接收模塊12。其中，光傳輸裝置包括激光器110、馬澤調(diào)制器111、摻餌光纖放大器112、光纖113和光電探測管PIN?114。其中，激光器產(chǎn)生窄帶光信號，并把窄帶光信號輸出至馬澤調(diào)制器111；馬澤調(diào)制器111通過調(diào)整偏壓實現(xiàn)信號產(chǎn)生模塊10輸出的模擬電信號對激光器產(chǎn)生的窄帶光信號的調(diào)制，將調(diào)制后的光信號輸出至摻餌光纖放大器112；摻餌光纖放大器112用于把接收到的已調(diào)制光信號進行放大，并將輸出的已調(diào)制光信號耦合進光纖113中。光纖113用于傳輸已調(diào)制光信號，并輸出至光電探測管(PIN)114；光電探測管(PIN)114通過光電效應(yīng)把調(diào)制在光信號上的模擬電信號解調(diào)出，將模擬電信號輸出至信號接收模塊12。

信號接收裝置12對接收到的模擬電信號進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得解調(diào)后的數(shù)字電信號，并解調(diào)出包含信息的信號流。其中信號接收裝置包括光接收模塊120，均衡整形121，定時再生122，解調(diào)123。其中光接收模塊120是由光電檢測器和低噪聲放大電路構(gòu)成。經(jīng)光纖傳輸?shù)墓庑盘柾ㄟ^光電檢測器轉(zhuǎn)換為電信號，并由放大電路放大后輸出；均衡整形模塊121可以消除碼間干擾并糾正脈沖波形、改善信噪比，使之有利于信號解調(diào)和定時提取；定時再生模塊122從均衡后的波形中提取準確的時鐘信號，將提取出的時鐘信號，作為下一級的時鐘輸入，使整個系統(tǒng)的時鐘保持一致，即系統(tǒng)中各節(jié)點的時鐘在頻率和相位上都控制在允許的容差范圍內(nèi)，以保證網(wǎng)內(nèi)各部分的數(shù)字流，實現(xiàn)正確有效的交換，數(shù)據(jù)信息得到準確地傳輸；解調(diào)模塊123完成電信號的解調(diào)功能，將信號還原為原始狀態(tài)

上述現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)采用FEC糾錯編碼不能夠完全消除系統(tǒng)性能曲線中的誤碼率平臺現(xiàn)象，其編碼增益也提供了一定的系統(tǒng)富裕量，但無法降低光鏈路中線性及非線性因素對系統(tǒng)性能的影響。尤其對光放大的系統(tǒng)，無非充分增加光放大器間隔，延長傳輸距離，提高信道速率，減小信道光功率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于TCM-64QAM編碼調(diào)制的高速光傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)將TCM-64QAM編碼調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)中，在保持頻帶利用率基本不變的條件下，增加信道中傳輸信號集中的信號狀態(tài)數(shù)目，利用其冗余度進行抗干擾編碼，從而提高能量利用率。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種基于TCM-64QAM編碼調(diào)制的高速光傳輸方法，該方法將TCM-64QAM編碼調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)中，在保持頻帶利用率基本不變的條件下，增加信道中傳輸信號集中的信號狀態(tài)數(shù)目，利用其冗余度進行抗干擾編碼，從而提高能量利用率。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的：