[发明专利]基于光正交频分复用的100Gbit/s光信号发射系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种新的基于光正交频分复用OOFDM的100Gbit/s光信号发射系统和方法。

背景技术

正交频分复用OFDM是一种特殊的多载波技术，通过延长传输符号的周期来增强抵抗多径衰落的能力，是一种新型高效的数字调制技术。将OFDM技术应用到光通信领域的光正交频分复用技术OOFDM作为一种频域调制技术，具有很高的频谱利用率、很强的色度色散CD和偏振模色散PMD容忍能力的优点，是一种非常有潜力的高速长距离光通信技术。目前已有的报道中，使用OOFDM技术的传输实验，最高的数据速率是110Gbit/s。已有的OOFDM传输系统发射机的设计由于受到当今电子D/A转换器件处理速度的限制并不具备现实可行性。

基于光正交频分复用OOFDM的100Gbit/s光信号发射系统的实现方法，原理上可以用100Gb/s的电信号经IFFT后再通过基带或带通OFDM信号调制光载波产生，但实际上受当今电子D/A转换器件的处理速度的限制，根本不具备可行性；通过偏振复用实现高速OOFDM的传输实验，52.5Gbit/s的OFDM信号在常规光纤中传输了4160km，由于模/数A/D和数/模D/A转换器的带宽有限，此方法无法实现100Gbit/s OOFDM信号的生成；110Gbit/sOOFDM传输实验中，常规光纤中传输了80km，这是目前见到的最高速率OOFDM报道，但此系统中OOFDM信号实际是通过波分复用WDM的方法产生的。因此直接产生一路100Gbit/s的OOFDM信号根本不具备可行性。

而现有的产生100Gbit/s光正交频分复用OOFDM信号的方法主要是利用射频信号和混频器在电域产生多边带的OFDM信号，再将该OFDM信号加载到光载波上。这样的系统结构比较复杂，而且成本较高。为了降低系统的复杂度和系统的成本，本发明在光域运用级联调制来产生多个边带光副载波，在多个边带的副载波上同时加载信息，实现100Gbit/sOOFDM信号的产生。这种方法在降低基带信号传输速率的同时也降低了对A/D和D/A转换器速率的要求，使得系统的成本大大的降低。

图1为现有的产生100Gbit/s光正交频分复用OOFDM信号的结构示意图。现结合图1，对现有的产生100Gbit/s光正交频分复用OOFDM信号的方法进行说明，具体如下：

光源模块用LD101来产生光载波，将该光载波输出至偏振分束器PBS102，PBS的作用是将光载波分成偏振方向垂直的两束光，然后再分别采用调制器106将电OFDM信号调制到光载波上。在电OFDM产生模块中，先将两路速率相同的基带OFDM信号分别与射频源103和104产生的射频信号RF1和RF2通过混频器105进行混频，目的是将基带的OFDM信号进行频谱搬移，然后用该信号来驱动调制器106。调制器处于载波抑制状态，使其输出信号产生两个上、下边带，共四个边带，如109和110所示，其中109为x方向的光波信号，110为y方向的光波信号。再通过偏振合波器PBC107将两路光信号复用在一起进行传输。可调谐光滤波器TOF108用来滤除其中的上边带或这下边带，以防止色散引起两个边带的走离现象。并利用上下边带复用来使得OOFDM信号的速率提升至100Gbit/s。

上述现有的100Gbit/s光正交频分复用OOFDM方法结构复杂，其中应用到混频器等器件数量比较多，价格比较昂贵。因此，利用目前有限带宽的A/D和数/模D/A转换器来实现100Gbit/s的OOFDM发射系统和方法是迫在眉睫的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于光正交频分复用OOFDM的100Gbit/s光信号发射系统和方法，该方法利用目前有限带宽的模/数A/D和数/模D/A转换器，降低了实现的成本；并能够降低CO-OFDM系统对DAC和ADC采样率的要求，从而克服了A/D和D/A转换器带宽的电子瓶颈。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：