[發明專利]一種基于非線性差分編碼和二次VNLE的IMDD光通信系統

有效

• 申請號: 202110734617.6
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113507325B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 周俊鶴;李浩然;王玉桁
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/54
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種基于非線性差分編碼和二次VNLE的IMDD光通信系統，包括依次相連的信號生成模塊、信號調制模塊、信號編碼模塊、直接調制激光器、光纖鏈路、數字信號處理模塊、信號解調模塊、信號解碼模塊和信號接收模塊，與現有技術相比，本發明具有信道傳輸性能好、可靠性高、傳輸距離遠等優點。

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，尤其是涉及一種基于非線性差分編碼和二次VNLE的IMDD光通信系統。

背景技術

在當今信息化社會中，數據中心流量的快速增長需要更高容量的以太網鏈路、更高波特率的信號。光接入網容量、速率的需求使得高速、低成本接入技術成為光接入網的主要研究課題。基于強度調制和直接調制(IM/DD)的高性能光傳輸技術能夠低成本實現短程高速光傳輸。

文獻1“100Gb/s Intensity Modulation and Direct Detection”中提出，強度調制和直接調制(IM/DD)技術在短程通信中更加實用，因此目前現有技術針對IMDD通信技術的研究也在不斷推進，但是現有技術中的IMDD通信系統光纖信道中由于受到衰減、色度色散等線性損傷，以及由瞬時啁啾和絕熱啁啾等原因引起的非線性損傷，致使信道編碼的效果不佳、誤碼率底限較高，并且傳輸距離受限。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種信道傳輸性能好、可靠性高、傳輸距離遠的基于非線性差分編碼和二次VNLE的IMDD光通信系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于非線性差分編碼和二次VNLE的IMDD光通信系統，所述的IMDD光通信系統包括依次相連的信號生成模塊、信號調制模塊、信號編碼模塊、直接調制激光器、光纖鏈路、數字信號處理模塊、信號解調模塊、信號解碼模塊和信號接收模塊；

信號生成模塊，用于生成通信信號；

信號調制模塊，用于對信號進行調制；

信號編碼模塊，采用非線性差分編碼NLDCP對調制后的信號進行編碼；

直接調制激光器，將進行調制后的通信信號進行激光調制后發送到光纖鏈路；

光纖鏈路，用于傳輸經過激光調制的通信信號；

數字信號處理模塊，通過對光纖鏈路傳輸的通信信號進行采樣，接收通信信號；

信號解調模塊，采用二次Volterra級數非線性均衡器VNLE對數字信號處理模塊接收的信號進行信號解調；

信號解碼模塊，用于對解調后的信號進行解碼；

信號接收模塊，用于接收經過解碼的通信信號。

優選地，所述的信號調制模塊采用強度調制對信號進行調制。

更加優選地，所述的強度調制具體為四進制脈沖幅度調制PAM-4。

更加優選地，所述的信號編碼模塊將PAM-4調制信號轉化為不均勻的PAM-6信號和PAM-8信號。

優選地，所述的直接調制激光器通過消光比計算出每種符號對應的功率，將調制信號加載到光載波上，經過發射端濾波后送入光纖鏈路進行傳輸。

優選地，所述的數字信號處理模塊包括低通濾波器和模數轉換器；所述的低通濾波器與模數轉換器相連；所述的低通濾波器的輸入端與光纖鏈路相連；所述的模數轉換器的輸出端與信號解調模塊相連。

優選地，所述的信號解調模塊具體為：

根據二階Volterra模型的解析式和均衡器系數，與接收信號的線性部分和非線性部分做變換可以同時補償光纖中的線性和非線性失真，實現信號解調。