[發明專利]IMDD-OFDM光纖系統及其分集接收色散補償方法

在審

• 申請號: 202310158285.0
• 申請日: 2023-02-14
• 公開（公告）號: CN116170079A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 張俊威;呂超
• 申請（專利權）人: 香港理工大學深圳研究院
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61;H04B10/2513
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 李可

本發明公開了一種IMDD－OFDM光纖系統及其分集接收色散補償方法，IMDD－OFDM光纖系統包括發射機與接收機，所述接收機包括：光分束器、色散元件、第一光電探測器、第二光電探測器與接收端數字信號處理模塊。通過將發射機輸出的OFDM光信號分為第一路OFDM光信號與第二路OFDM光信號，第一路OFDM光信號經第一光電探測器探測后輸出，第二路OFDM光信號經色散元件后由第二光電探測器探測并輸出，再通過接收端數字信號處理模塊得到各個子載波的已補償色散引起的頻率選擇性功率衰落的輸出信號。本發明能夠有效補償頻率選擇性功率衰落問題，使得輸出信號的信噪比達到最大，且接收機的結構簡單，系統成本較低。

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，尤其涉及的是一種IMDD－OFDM光纖系統及其分集接收色散補償方法。

背景技術

基于強度調制和直接檢測(Intensity?Modulation?Direct?Detection，IMDD)的光纖通信系統具有低成本、低功耗和面積小等優點，是目前短距離光通信系統的一種有效解決方案。與常用的脈沖幅度調制(Pulse?Amplitude?Modulation，PAM)和無載波幅度相位調制(Carrierless?Amplitude?and?Phase?Modulation，CAP)相比，IMDD正交頻分復用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM)信號具有頻域均衡簡單、調制靈活、對色散容忍度高等優點。因此，IMDD－OFDM系統可用于無源光網絡(PON)、光載無線通信(RoF)以及B5G和6G前傳。

然而，IMDD－OFDM系統的可用信號帶寬或傳輸距離受到平方律檢測后色散引起的頻率選擇性功率衰落的限制，影響系統性能。為解決色散引起的頻率選擇性功能衰落問題，現有方案提出了單邊帶調制、色散預補償等方案，但是現有的補償方案依賴復雜的發射機配置，如需要額外的同相正交調制器、數模轉換器及電放大器等，這增加了系統的成本。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種IMDD－OFDM光纖系統及其分集接收色散補償方法，以解決現有色散引起的頻率選擇性功能衰落方案成本較高的問題。

本發明的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種IMDD－OFDM光纖系統，包括發射機與接收機，所述接收機包括：光分束器、色散元件、第一光電探測器、第二光電探測器與接收端數字信號處理模塊；

所述發射機與所述光分束器連接，用于輸出OFDM光信號至所述光分束器；

所述光分束器分別與所述第一光電探測器以及所述色散元件連接，用于將所述OFDM光信號分為第一路OFDM光信號與第二路OFDM光信號并分別送入至所述第一光電探測器與所述色散元件；

所述第一光電探測器與所述接收端數字信號處理模塊連接，用于將第一路OFDM光信號轉換為第一路OFDM電信號并輸出至所述接收端數字信號處理模塊；

所述第二光電探測器分別與所述色散元件以及所述接收端數字信號處理模塊連接，用于將第二路OFDM光信號轉換為第二路OFDM電信號并輸出至所述接收端數字信號處理模塊；

所述數字信號處理模塊與所述接收端數字信號處理模塊連接，用于根據第一路OFDM電信號與第二路OFDM電信號分別得到第一路OFDM電信號的各個子載波的接收信號與第二路OFDM電信號的各個子載波的接收信號，并通過最大比值合并法將兩路OFDM電信號的相應子載波信號進行合并，以得到各個子載波的已補償色散引起的頻率選擇性功率衰落的輸出信號。

本發明的進一步設置，IMDD－OFDM光纖系統還包括：示波器；所述示波器分別與所述第一光電探測器、所述第二光電探測器以及所述接收端數字信號處理模塊連接，用于對所述第一路OFDM電信號與所述第二路OFDM電信號進行采樣。