[发明专利]基于TCM-64QAM编码调制的高速光传输系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及一种基于TCM-64QAM编码调制的高速光传输系统和方法。

技术背景

光通信系统目前广泛应用的是前向纠错技术，使用此技术是指在通信信号中加入少量冗余信息来发现和纠正误码.从而改善光通信系统的误码率性能，并且提高通信可靠性。但随着光通信系统向更长距离、更大容量和更高速度的日益发展，一些不利因素例如信号衰减、色度色散、偏振模色散和非线性效应等对系统传输距离的影响越来越严重.所以有必要研究设计和实现具有更强的纠错功能的光通信，使其获得更高的编码增益和更好的纠错性能，来满足光通信系统高速发展的需要尽量避免实施设备昂贵复杂的色散补偿技术。

20世纪80年代初，Ungerboeck提出了一种以“集合划分映射”思想为基础的格状编码调制技术，简称TCM。TCM克服了传统信道编码的缺点，把调制与编码结合起来，在保持频带利用率基本不变的条件下，增加信道中传输信号集中的信号状态数目，利用其冗余度进行抗干扰编码，从而提高能量利用率，可获得3～6dB的功率增益，是一种高效调制方法。网格编码调制(TCM)在不扩展带宽、不降低频带利用率，也不降低功率的情况下，能提高误码性能.将TCM引入到光通信系统中，设计出了TCM-64QAM光通信系统，从而改善无线光通信系统的误码性能.

图1为现有的光纤通信系统的结构示意图，现结合图1，对现有的系统的结构进行说明，具体如下：

现有的基于FEC纠错编码的光纤通信系统包括：信号处理装置10、光链路装置11和信号接收模块12。

信号处理装置10用于产生经过调制的数字电信号，将数字电信号转化为适合在光信号上调制和传输的模拟电信号，经过FEC纠错编码，输出模拟电信号至光链路装置11。

光传输装置11用于把接收到的模拟电信号调制到光信号上，且把已调制的光信号在光纤上传输一段距离，并模拟电信号从光信号上解调出，输出模拟电信号至信号接收模块12。其中，光传输装置包括激光器110、马泽调制器111、掺饵光纤放大器112、光纤113和光电探测管PIN 114。其中，激光器产生窄带光信号，并把窄带光信号输出至马泽调制器111；马泽调制器111通过调整偏压实现信号产生模块10输出的模拟电信号对激光器产生的窄带光信号的调制，将调制后的光信号输出至掺饵光纤放大器112；掺饵光纤放大器112用于把接收到的已调制光信号进行放大，并将输出的已调制光信号耦合进光纤113中。光纤113用于传输已调制光信号，并输出至光电探测管(PIN)114；光电探测管(PIN)114通过光电效应把调制在光信号上的模拟电信号解调出，将模拟电信号输出至信号接收模块12。

信号接收装置12对接收到的模拟电信号进行数/模转换，获得解调后的数字电信号，并解调出包含信息的信号流。其中信号接收装置包括光接收模块120，均衡整形121，定时再生122，解调123。其中光接收模块120是由光电检测器和低噪声放大电路构成。经光纤传输的光信号通过光电检测器转换为电信号，并由放大电路放大后输出；均衡整形模块121可以消除码间干扰并纠正脉冲波形、改善信噪比，使之有利于信号解调和定时提取；定时再生模块122从均衡后的波形中提取准确的时钟信号，将提取出的时钟信号，作为下一级的时钟输入，使整个系统的时钟保持一致，即系统中各节点的时钟在频率和相位上都控制在允许的容差范围内，以保证网内各部分的数字流，实现正确有效的交换，数据信息得到准确地传输；解调模块123完成电信号的解调功能，将信号还原为原始状态

上述现有的光纤通信系统采用FEC纠错编码不能够完全消除系统性能曲线中的误码率平台现象，其编码增益也提供了一定的系统富裕量，但无法降低光链路中线性及非线性因素对系统性能的影响。尤其对光放大的系统，无非充分增加光放大器间隔，延长传输距离，提高信道速率，减小信道光功率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于TCM-64QAM编码调制的高速光传输系统，该系统将TCM-64QAM编码调制技术应用于光传输系统中，在保持频带利用率基本不变的条件下，增加信道中传输信号集中的信号状态数目，利用其冗余度进行抗干扰编码，从而提高能量利用率。

本发明的另一个目的在于提供一种基于TCM-64QAM编码调制的高速光传输方法，该方法将TCM-64QAM编码调制技术应用于光传输系统中，在保持频带利用率基本不变的条件下，增加信道中传输信号集中的信号状态数目，利用其冗余度进行抗干扰编码，从而提高能量利用率。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：