[發明專利]在光OFDM系統中在本地振蕩器頻率的子載波恢復的系統、設備和方法

無效

• 申請號: 201110379041.2
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102487310A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 楊奇;賀志學;劉武;威廉·希;伊凡·B·喬德杰維克;楊鑄;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L27/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 萬里晴;黃小臨

相關申請的交叉引用

本申請涉及并行提交的、共同未決的、并且共同轉讓的Qi?Yang等人的的名為“Optical?Communication?System，Device?and?Method?Employing?Advanced?Coding?and?High?Order?Modulation”的美國專利申請序列號12/959,689，其整個公開通過參考而整合于此。

技術領域

本發明涉及一種用于將數據信號轉換成光信號并且用于將光信號變換成數據信號的設備和方法、以及一種用于通信光信號的系統，并且更加具體地，涉及用于對可能由于非線性影響而損害的在本地振蕩器頻率處的信號進行恢復的方法、設備和系統。

背景技術

近年來光通信領域廣泛地研究正交頻分復用(OFDM)。自從幾年前提出光OFDM作為用于相干檢測或直接檢測中的遠程傳輸的有吸引力的調制格式，關于光OFDM的出版物顯著地增加。凈傳輸數據速率在試驗級別以每年10倍的速度增長。當前，已經提供了單個信道中高達1Tb/s的傳輸的實驗示范，與此同時具有數據信號處理的實時光OFDM的示范速度已經超過了10-Gb/s。憑借著高頻譜效率和靈活的網絡設計的潛在優勢，這些進展可能在未來最終帶來基于光OFDM的商業傳輸產品。

在OFDM通信系統中，通過多個正交子載波來傳輸信號。每個子載波承載傳輸數據的一部分。例如，在相干光OFDM(CO-OFDM)系統中，使用本地振蕩器(LO)來在接收側在光混頻器中與該信號混頻(beat?with?the?signal)。本地振蕩器所在的子載波(即，LO子載波)可能由于接收機的非線性影響(例如，本振光殘余直流分量)而被干擾。在其中DFT窗口尺寸小于512(這是通常使用的值)的傳統相干光OFDM(CO-OFDM)系統中，一個子載波通常承載大于整個數據速率的大約0.2％。如果LO子載波被干擾，比特誤碼率(BER)至少大于大約2×10^-3。一些傳統的前向糾錯(FEC)技術(諸如，Reed?Solomon(RS)(255，239))僅恢復具有大約1×10^-3的比特誤碼率的信號。結果，LO子載波承載的信息難以恢復，并且變得沒有用處。例如，先前墨爾本大學組的出版物(即，Qi?Yang等人名為“107Gbs?Coherent?Optical?OFDM?Reception?Using?Orthogonal?Band?Multiplexing”，“1-Tbs?per?Channel?Coherent?Optical?OFDM?Transmission?with?Subwavelength?Bandwidth?Access”等)已經示出了CO-OFDM傳輸的幾種試驗示范，包括在1000-km標準單一模式光纖(SSMF)上的100-Gb/s和1-Tb/s。在所有他們的示范中，在所有子載波的中間的幾個子載波中必須被填充為空(null)。并且精確地調節本地振蕩器頻率在那些未填充為空的子載波內，使得被使用的子載波不會被LO的非線性所影響。然而，實際情況下，光接收機位置遠離發射機。被發送的子載波的頻率位置對于接收機是未知的。因此，LO子載波可能輕易被干擾。結果，子載波信息將丟失。為了方便地填充發送側的子載波的有效載荷并且利用所有子載波，必須控制本地振蕩器的位置。需要反饋控制模塊來將LO的頻率鎖定至接近于信號激光。傳統的解決方案提供了具有電補償/均等的相干光接收機，其示出具有反饋控制功能的完整相干光系統。這增加了相關接收機結構的復雜度。

發明內容

本發明描述了一種用于實現LO子載波恢復而在光OFDM系統中不需要反饋環支持、從而降低了接收機結構的復雜度的系統、設備和方法。在本發明的一個實施例中，提供了在不修改現有光OFDM系統的情況下有效地恢復LO載波信息的方法、設備和系統。本發明將高級編碼方案與高階調制相結合以便改善接收機的靈敏度，這有利地不需要對現有光OFDM系統的進一步修改。在該光OFDM系統中，期望有效地恢復LO子載波上的被干擾信息。

在本發明的一個實施例中，提供了一種用于將數據信號變換成光OFDM信號的方法，包括：對數據信號執行高級編碼以獲得編碼信號；對所述編碼信號執行高階調制以獲得高階調制信號；對所述高階調制信號執行OFDM調制以獲得電OFDM信號；以及對所述電OFDM信號執行上轉換(up-conversion)以獲得要輸出的光OFDM信號。