[發明專利]一種基于PS-PAM4的WDM-PON系統及通信方法

在審

• 申請號: 201910496965.7
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110311732A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 董澤;肖慶華;吳新星;陳逸凡
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H04B10/2543
• 分類號: H04B10/2543;H04B10/25;H04B10/524;H04B10/548;H04J14/02
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

本發明涉及一種基于PS?PAM4的WDM?PON系統，以及基于所述的WDM?PON系統的通信方法，根據麥克斯韋?玻爾茲曼分布，改變PAM4信號中各幅值的分布概率，降低了信號的非線性效應，實現低誤碼率和高接收靈敏度傳輸。本發明能夠獲得整形增益和提高WDM?PON的非線性效應。

技術領域

本發明涉及光纖通信領域的數字調制技術，更具體地說，涉及一種基于PS-PAM4的WDM-PON系統，以及一種基于所述的WDM-PON系統的通信方法。

背景技術

隨著用戶對傳輸需求的增長，光纖通信作為一種長距離、大容量的傳輸方式成為通信的主要研究方向。

PAM4信號由于實現方式簡單，計算復雜低，因此在短距離、高速率的光纖傳輸系統中具有較大的優勢。PAM4與直接探測技術的結合應用，可以降低系統成本和能耗。然而，在直接探測的波分復用(WDM)無源光網絡(PON)系統中，信號受到光纖非線性效應影響，導致系統接收靈敏度大幅下降。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種獲得整形增益和提高WDM-PON的非線性效應的基于PS-PAM4的WDM-PON系統，以及基于所述的WDM-PON系統的通信方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于概率整形四階脈沖幅度調制格式PS-PAM4的波分復用無源光網絡WDM-PON系統，包括依次連接的光線路終端、光配線網絡、若干光網絡單元；

光線路終端包括概率整形產生模塊、PS-PAM4信號調制模塊；概率整形產生模塊根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布將偽隨機二進制比特流PRBS格雷映射得到一路PS-PAM4數字信號，PS-PAM4信號調制模塊將所述的一路PS-PAM4數字信號經數/模轉換，得到PS-PAM4模擬信號；再將PS-PAM4模擬信號調制到N個光子載波上，得到N路PS-PAM4光信號；通過波分復用器將N路PS-PAM4光信號復用為一路PS-PAM4光信號；

光配線網絡為傳輸鏈路模塊，將光線路終端發送的一路PS-PAM4光信號進行解復用，得到N路PS-PAM4光信號，并傳輸至光網絡單元；

光網絡單元包括PS-PAM4信號接收解調模塊，將解復用后的N路PS-PAM4光信號經光/電變換，得到N路PS-PAM4模擬信號，再將PS-PAM4模擬信號經模/數轉換，得到PS-PAM4數字信號，并恢復得到二進制比特信息。

作為優選，根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布將PRBS生成幅值概率分布不等的PS-PAM4符號L，其中，x_i,x_k＝[x₁,x₂...,x₄]，v為概率因子，v∈R。

作為優選，將PS-PAM4模擬信號調制為PS-PAM4光信號的方法為：將N個光子載波分成奇路和偶路，分別用光耦合器耦合為奇路光載波和偶路光載波；再將PS-PAM4模擬信號分別調制到奇路光載波和偶路光載波上，得到奇路PS-PAM4光信號和偶路PS-PAM4光信號；通過波分復用器將奇路PS-PAM4光信號和偶路PS-PAM4光信號復用為一路PS-PAM4光信號。

作為優選，將PS-PAM4模擬信號用兩個馬赫-曾德爾調制器MZM分別調制到奇路光載波和偶路光載波，得到奇路PS-PAM4光信號和偶路PS-PAM4光信號。

作為優選，PS-PAM4信號接收解調模塊將解復用后的N路PS-PAM4光信號經光電檢測器進行光/電變換，得到N路PS-PAM4模擬信號

作為優選，光網絡單元還包括均衡模塊，PS-PAM4信號接收解調模塊輸出的PS-PAM4數字信號經均衡模塊進行均衡計算后，根據格雷映射規則解映射得到相應的二進制比特信息。