[发明专利]一种提高多模光纤通信系统传输容量的方法

说明书

技术领域

本发明设计属于光通信传输层领域，应用于多模光纤通信系统中传输信号的频率复用。

背景技术

光纤骨干网传输技术的不断完善和传输能力的不断提升，以及用户对于各种宽带业务需求的不断增长使得短距离通信网的光纤化势在必行。多模光纤因其芯径粗、数值孔径大，连接时不必精确对准，操作方便简单；易于在楼宇和室内布线；以及与其配套元器件价格低廉等优点成为短距离通信网的首选介质。康宁公司对使用单模光纤和多模光纤的成本进行了计算和比较，使用单模光纤的网络成本是多模光纤的4倍。多种行业标准，如AT & T的室内配线标准，美国电子工业协会的局域网标准，美国国家标准研究所的100Mbit/s令牌网标准，IBM的计算机类的数据通信标准等，都将多模光纤作为局域传输介质或内配线使用。特别是新型廉价的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的商用，其圆形的光束端面和高的调制率补偿了LED的不足，使多模光纤在网络中的应用更具生机。

但是多模光纤严重的模式色散制约了其带宽距离乘积，进而限制了其传输能力。提升多模光纤的传输能力成为当前世界的研究热点。

为了提高多模光纤的传输能力，人们提出了多种新技术，如电信号处理技术、偏心入射技术以及多级编码技术等，但这些方法都只利用了多模光纤的3dB基带部分。研究表明多模光纤的频率响应曲线在低频区域随着频率的增加而单调下降；在高频区域其频率响应曲线却相对平坦，由一系列的带通区域组成，具有丰富的带宽资源。如果对该区域加以合理利用，可以充分扩展多模光纤的带宽资源，实现在多模光纤中进行大容量信息通信。

近年来，国内外专家们在利用多模光纤的高频区域方面进行了诸多研究，并取得了可喜的成绩。将多载波复用技术应用于多模光纤通信，可以利用多模光纤的高频区域进行大容量信息通信，扩展多模光纤的传输能力。具体而言就是将要传输的高速数据流分成一些速率相对较低的并行数据流同时进行传输。利用载波调制技术，将这些并行的数据流分别调制到多模光纤的高频带通区域进行传输。这相当于将多模光纤的高频区域分成许多子信道进行数据传输。在各个子信道之间留有足够的保护间隔，是可以进行有效的信息传输。该方法能在一定程度上提升多模光纤的传输能力。

发明内容

本发明设计是基于正弦载波，应用于多模光纤通信系统的一种新型传输信号频率复用方式。与现有的传输信号复用方式相比，该方式通过在发送端引入和原余弦载波频率相同，相位相差90°的正弦载波，将一路新增的OFDM信号调制到和余弦载波同一射频上，两路信号复用同一频域，使频谱利用率增大，以此达到提高多模光纤通信系统传输容量的目的。图1表示普通多载波复用的发送端，图2表示加入正弦载波复用的发送端。

假定两路独立的OFDM信号分别为m(t)和n(t)，那么经过载波调制后的发送端电信号为

h(t)＝m(t)sin wt+n(t)cos wt                                    (1)

其中f_c是射频。

由于接收端采用PD管进行直接检测接收，所以经过强度调制激光器后，加入光载波分量，发送端的调制光信号为

E＝[h(t)+A]cos w_ot                                             (2)

其中f_o是光频，A是常量，Acos w_ot是光载波分量。

接收端直接检测得到的电流强度为

i=R[(h+A)cosw0t]2]]>