[發明專利]基于單個光濾波器的高速信號頻率均衡和啁啾管理方法

在審

• 申請號: 201510765231.6
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105450309A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 王素椅;義理林;李正璇;王曉東
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，具體涉及基于單個光濾波器的高速信號頻率均衡和啁啾管理方法。

背景技術

隨著互聯網的普及和發展，通信數據流量逐年上漲，而作為通信技術的支柱之一的光纖通信，傳輸容量需要不斷提升。系統容量的增加通常可以通過兩種途徑實現，即增加波長數量和提升單波長速率；其中，單波長速率提升就是能夠支持更高的傳輸速率，這就要求發射和接收器件要支持較高的調制和接收速率。單波長速率提升涉及兩方面技術：(1)高帶寬的光電調制、光電探測器件；(2)高頻譜利用率的調制格式。常見的利用窄帶寬器件實現高速信號調制的方式有以下幾種：

(一)采用高階調制格式，它是通過利用高階調制碼型提高單個符號所攜帶的比特數量，以提高帶寬利用率，降低對調制接收器件的帶寬要求；

2014年，在華為技術有限公司在光纖通信會議(OpticalFiberCommunicationConference)上發表了題為“30kmDownstreamTransmissionUsing4×25Gb/s4-PAMModulationwithCommercial10GbpsTOSAandROSAfor100Gb/s-PON”(基于商用10Gb/s收發器件的4×25Gb/s4-PAM信號的30公里傳輸)的文章，文中作者演示了利用商用10Gbps器件實現四電平幅度調制(4-PAM)格式的單波長25Gb/s信號的調制和解調。該文獻提供的方案中調制器件為商用10Gb/s的電吸收調制器(EML)；由于器件帶寬受限，需要在信號接收端利用離線數字信號處理(DSP)技術對信號進行均衡處理和在光纖傳輸中累積的色散進行補償；而對4-PAM信號的解調是通過實時示波器采樣判決實現的，該實時解調電路需要進行多電平判決或使用高速模數轉換(ADC)芯片，并且需要實時DSP芯片進行頻率均衡和色散補償，總體技術復雜，成本較高。

(二)除PAM-4外，雙二進制調制也是一種常用的調制方式，由于雙二進制碼的帶寬比二進制降低了近一半，所以該調制方式的抗色散能力更強；

阿爾卡特-朗訊公司的D.VanVeen等在2014年的歐洲光纖通訊展覽會(ECOC)上發表了題為“26-GbpsPONTransmissionover40-kmusingDuobinaryDetectionwithaLowCost7-GHzAPD-BasedReceiver”(利用7GHzAPD接收機實現的26-Gb/s雙二進制信號的40km傳輸)的文章，該文中提出在接收端用7GHz帶寬的接收機實現26Gb/s信號的雙二進制接收，后續通過二進制解調電路進行解調。該方案雖然降低了接收機的帶寬，但在發射端仍需要寬帶調制器；而且信號波長在O波段，而該波段色散系數很低，因此該方案沒有考慮色散問題。2015年，D.VanVeen等在IEEEJournalofLightwaveTechnology(《光波技術雜志》)上發表了另一篇題為“Demonstrationof40-Gb/sTDM-PONOver42-kmWith31dBOpticalPowerBudgetUsinganAPD-BasedReceiver”(基于APD接收機的31-dB功率預算和42km光纖傳輸的40Gb/s時分復用無源光網絡系統演示)的論文，文中提出利用窄帶調制器實現高速Duobinary調制，發射端通過低通濾波器將OOK轉換為duobinary碼型，而該方案的接收端仍需要寬帶接收機；該實驗演示了40-Gb/s信號在C波段的26km差分距離的光纖傳輸，雖然采用了啁啾系數較小的外調制方式，仍然需要使用FBG進行色散預補償，而且對不同的傳輸距離需要補償不同的色散量。

(三)采用頻率均衡技術提高調制帶寬，該調制方式是提高器件的調制帶寬或提高器件的調制速率；