[發明專利]采用四階脈幅調制和解調技術實現高速光信號全雙工收發的系統

在審

• 申請號: 201710566680.7
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107743050A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 邵宇豐;王安蓉;趙云杰;龍穎
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/40;H04B10/50;H04B10/54;H04B10/60
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司50102
• 代理人: 劉小紅,李金蓉

技術領域

本發明屬于在全雙工光接入網絡中采用四階脈幅調制(4-PAM)和解調技術實現高速光信號收發新裝置與系統。

背景技術

近年來，為了縮短不同的寬帶通信服務與不同用戶的距離，光纖到樓、光纖到辦公室、光纖到戶、光纖到桌面在無源光網絡的基礎上提供了“最后一公里”的解決方案。但是，未來快速增長的互聯網數據流和大規模市場用戶和商業應用的服務對光接入系統提出了更高容量、更高效率的需求。目前人們發現先進的調制格式和強度調制直接檢測技術結合使用不但可以有效地獲得更高的頻譜效率以及更快的比特速率，而且可以極大的降低成本。四進制脈沖幅度調制(4-PAM)信號作為一種高譜效率的調制信號，已經在無線通信領域吸引了人們廣泛的關注和興趣。作為簡單的高階調制技術，4-PAM可以有效地提高傳輸速率，減少帶寬需求。所以4-PAM調制和強度調制直接檢測技術相結合成為長距離傳輸和接入系統研究的熱點。

目前業界已提出在光傳輸系統中的4-PAM信號接收的方案，具有一定的經濟效益，但是如何使其在全雙工光接入系統中實現在上行和下行鏈路均采用

4-PAM信號，提高全雙工雙向傳輸光信號的頻帶利用率的收發裝置尚未實現。

發明內容

本發明為解決了以上的問題，本發明設計了一種采用四階脈幅調制和解調技術實現高速光信號全雙工收發的系統。

采用的技術方案為：采用四階脈幅調制和解調技術實現高速光信號全雙工收發的系統，包括光線路終端、光網絡單元、第一單模光纖和第二單模光纖；所述光線路終端，包括4-PAM光信號發送裝置Ⅰ、第一光載波源生成裝置、第二光載波源生成裝置、光載波耦合裝置、第三光波補償器和4-PAM光信號接收裝置Ⅰ；所述光網絡單元，包括光載波分路器、第一濾波器、第二濾波器、第一和第二兩個光波補償器、4-PAM光信號接收裝置Ⅱ和4-PAM光信號發送裝置Ⅱ；數據進入光線路終端，經由4-PAM光信號發送裝置Ⅰ產生基帶4-PAM信號，加載到第一光載波源生成裝置所生成的光載波源上生成4-PAM光信號，然后與第二光載波源生成裝置所生成的光載波，經過光載波耦合裝置耦合，經由第一單模光纖傳輸到光網絡單元；光網絡單元接收到第一單模光纖傳輸過來的信號，經由光載波分路器分成兩路，一路為4-PAM光信號，另一路為未承載光信號的光載波，兩路信號并分別通過第一濾波器和第二濾波器，再分別由第一光波補償器和第二光波補償器補償光信號在光纖傳輸中的衰減；4-PAM光信號經過4-PAM光信號接收裝置Ⅱ還原成二進制信號；而光網絡單元接收到的數據則經過4-PAM光信號發送裝置Ⅱ加載到另一路未承載光信號的光載波上生成4-PAM光信號，經過第二單模光纖傳輸回光線路終端；光線路終端接收到光網絡單元傳輸過來的4-PAM光信號后，先經過第三光波補償器補償光信號在光纖傳輸中的衰減，再經由4-PAM光信號接收裝置Ⅰ還原成二進制信號。

所述光線路終端中的4-PAM光信號發送裝置Ⅰ與光網絡單元中的4-PAM光信號發送裝置Ⅱ具有相同的結構，均包括脈沖幅度序列產生器、多進制脈沖幅度產生器和馬赫增德爾調制器；數據經過脈沖幅度序列產生器和多進制脈沖幅度產生器生成基帶4-PAM信號，再與光載波加載到馬赫增德爾調制器上，從而生成4-PAM光信號。

所述光線路終端中的4-PAM光信號接收裝置Ⅰ與光網絡單元中的4-PAM光信號接收裝置Ⅱ具有相同的結構，均包括光電檢測器、低通濾波器、多進制幅度判決器和多進制解碼器；所述光電檢測器把4-PAM光信號轉換為4-PAM電信號，經過所述低通濾波器濾除帶外噪聲，再由所述多進制幅度判決器和多進制解碼器將4-PAM電信號還原成二進制信號。

所述第一光載波源生成裝置為光線路終端中的基帶4-PAM信號提供光載波源用于生成承載4-PAM光信號的光載波，所述第二光載波源生成裝置為光網絡單元中的基帶4-PAM信號提供光載波源用于生成承載4-PAM光信號的光載波，從而實現光信號全雙工收發。第一光載波源生成裝置和第二光載波源生成裝置選用連續波激光器實現。

所述第一單模光纖和第二單模光纖分別用于進行光線路終端和光網絡單元之間的上行和下行的全雙工通信。

所述光載波耦合裝置選用3dB光耦合器，用于將第一光載波源生成裝置生成的4-PAM光信號和第二光載波源生成裝置生成的未承載光信號的光載波耦合。

所述光載波分路器選用3dB光分路器，用于分別將光線路終端中被光載波耦合裝置耦合的承載4-PAM光信號的光載波通過第一濾波器濾出，未承載光信號的光載波通過第二濾波器濾出。第一濾波器和第二濾波器選用貝塞爾光濾波器。