[發(fā)明專利]基于多概率分布的高抗噪P比特光傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010612402.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN111970221B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉博;忻向軍;任建新;毛雅亞;宋秀敏;王瑞春;沈磊;王光全;吳泳峰;孫婷婷;趙立龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/34
• 分類號(hào): H04L27/34
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

本發(fā)明公開了基于多概率分布的高抗噪P比特光傳輸方法，將子載波分成6種模式的信號(hào)流，經(jīng)多路復(fù)用后，通過光纖扇入設(shè)備發(fā)射到19芯6模光纖的其中一個(gè)芯中，在其余18個(gè)芯的不同發(fā)射器中，通過使用不同的二進(jìn)制序列調(diào)制了18個(gè)相同波長(zhǎng)的偽隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)。這19個(gè)信號(hào)通過19芯6模光纖發(fā)出，被信號(hào)接收裝置接收并處理；多概率編碼調(diào)制分別對(duì)不同模式的子載波采用麥克斯韋?玻爾茲曼分布對(duì)光信號(hào)進(jìn)行概率整形，其中，高階模的概率整形縮放因子取值大于基模的取值。本發(fā)明具有能同時(shí)獲得傳輸效率高且抗噪聲能力強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于多概率分布的高抗噪P比特光傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和新興帶寬應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，近年來數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，接入網(wǎng)絡(luò)和光纖骨干網(wǎng)的流量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)將在可預(yù)見的未來持續(xù)。然而，之前的研究表明，單模光纖的傳輸容量正在迅速接近其基本的香農(nóng)極限。為了突破單芯單模光纖的容量限制，研究人員在空間復(fù)用方面引入了多芯光纖和少模光纖將，超高容量的空分復(fù)用(SDM)可以使光傳輸系統(tǒng)的傳輸容量達(dá)到P比特級(jí)。研究多芯復(fù)用(MCM)與少模復(fù)用(FMM)技術(shù)，在多芯少模光纖中實(shí)現(xiàn)纖芯和傳輸模式兩個(gè)維度上的信號(hào)復(fù)用，進(jìn)一步提高系統(tǒng)頻譜效率與傳輸容量。

概率整形技術(shù)通過對(duì)QAM信號(hào)星座分布重新設(shè)計(jì)可以降低實(shí)際傳輸信號(hào)信息傳輸速率與香農(nóng)容量極限之間的差距，達(dá)到提高信道容量的目的。概率整形技術(shù)的關(guān)鍵理論和應(yīng)用研究受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。概率整形的原理是當(dāng)星座點(diǎn)服從麥克斯韋玻爾茲曼分布時(shí)，能夠在給定傳輸熵下實(shí)現(xiàn)平均傳輸能量的最小化，從而得到靈敏度增益，提高系統(tǒng)對(duì)非線性效應(yīng)和噪聲的容忍度。通過分配不同概率給每個(gè)符號(hào),從而把數(shù)據(jù)比特流轉(zhuǎn)換為非均勻分布符號(hào)，并經(jīng)過FEC編碼和星座點(diǎn)映射，產(chǎn)生最終的非均勻分布調(diào)制符號(hào)流。

目前，在P比特級(jí)光傳輸系統(tǒng)中尚未發(fā)現(xiàn)有采用概率整形技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)，傳統(tǒng)的單模光纖T比特就是極限，且就一個(gè)信道，傳輸速度低，但光信號(hào)質(zhì)量較好，19芯6模光纖具有114個(gè)信道并行傳輸，傳輸?shù)乃俾屎芨呖梢赃_(dá)到P比特，但是多模光纖帶來的問題是高階模損耗較高，模式耦合強(qiáng)度較大，基于高階模傳輸?shù)墓庑盘?hào)質(zhì)量較差，導(dǎo)致誤碼率性能不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決背景技術(shù)中提及的問題，提供基于多概率分布的高抗噪P比特光傳輸方法。

在本專利中，我們提出了一種多概率分布的高抗噪P比特光傳輸方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

基于多概率分布的高抗噪P比特光傳輸方法，其中：

步驟一：奇偶信道中兩個(gè)頻率差為Δf的激光分別通過光頻梳模塊產(chǎn)生間隔為2Δf的光頻梳，再通過耦合器交織再一起，形成頻率間隔為Δf的密集光載波，

步驟二、密集光載波經(jīng)過分束器后形成多個(gè)子載波，子載波之間正交復(fù)用，再通過多概率編碼調(diào)制分別對(duì)不同模式的子載波進(jìn)行多概率匹配，從而使得不同模式的子載波具有不同的概率分布；

步驟三、將子載波經(jīng)多路復(fù)用后，通過光纖扇入設(shè)備發(fā)射到19芯6模光纖的其中一個(gè)芯中，在其余18個(gè)芯的不同發(fā)射器中，通過使用不同的二進(jìn)制序列調(diào)制了18個(gè)相同波長(zhǎng)的偽隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)，這19個(gè)信號(hào)通過19芯6模光纖發(fā)出，被信號(hào)接收裝置接收并處理；

其中，多概率編碼調(diào)制分別對(duì)不同模式的子載波進(jìn)行多概率匹配的具體方法為：采用麥克斯韋-玻爾茲曼分布對(duì)光信號(hào)進(jìn)行概率整形，公式為：

P_X(x_i)代表點(diǎn)x_i出現(xiàn)的概率大小，x_k代表QAM調(diào)制后的星座點(diǎn)；

式中v是縮放因子，代表概率整形的程度，在0到1之間取值，其中，高階模的v取值大于基模的v取值。