[发明专利]采用四阶脉幅调制和解调技术实现高速光信号全双工收发的系统

说明书

技术领域

本发明属于在全双工光接入网络中采用四阶脉幅调制(4-PAM)和解调技术实现高速光信号收发新装置与系统。

背景技术

近年来，为了缩短不同的宽带通信服务与不同用户的距离，光纤到楼、光纤到办公室、光纤到户、光纤到桌面在无源光网络的基础上提供了“最后一公里”的解决方案。但是，未来快速增长的互联网数据流和大规模市场用户和商业应用的服务对光接入系统提出了更高容量、更高效率的需求。目前人们发现先进的调制格式和强度调制直接检测技术结合使用不但可以有效地获得更高的频谱效率以及更快的比特速率，而且可以极大的降低成本。四进制脉冲幅度调制(4-PAM)信号作为一种高谱效率的调制信号，已经在无线通信领域吸引了人们广泛的关注和兴趣。作为简单的高阶调制技术，4-PAM可以有效地提高传输速率，减少带宽需求。所以4-PAM调制和强度调制直接检测技术相结合成为长距离传输和接入系统研究的热点。

目前业界已提出在光传输系统中的4-PAM信号接收的方案，具有一定的经济效益，但是如何使其在全双工光接入系统中实现在上行和下行链路均采用

4-PAM信号，提高全双工双向传输光信号的频带利用率的收发装置尚未实现。

发明内容

本发明为解决了以上的问题，本发明设计了一种采用四阶脉幅调制和解调技术实现高速光信号全双工收发的系统。

采用的技术方案为：采用四阶脉幅调制和解调技术实现高速光信号全双工收发的系统，包括光线路终端、光网络单元、第一单模光纤和第二单模光纤；所述光线路终端，包括4-PAM光信号发送装置Ⅰ、第一光载波源生成装置、第二光载波源生成装置、光载波耦合装置、第三光波补偿器和4-PAM光信号接收装置Ⅰ；所述光网络单元，包括光载波分路器、第一滤波器、第二滤波器、第一和第二两个光波补偿器、4-PAM光信号接收装置Ⅱ和4-PAM光信号发送装置Ⅱ；数据进入光线路终端，经由4-PAM光信号发送装置Ⅰ产生基带4-PAM信号，加载到第一光载波源生成装置所生成的光载波源上生成4-PAM光信号，然后与第二光载波源生成装置所生成的光载波，经过光载波耦合装置耦合，经由第一单模光纤传输到光网络单元；光网络单元接收到第一单模光纤传输过来的信号，经由光载波分路器分成两路，一路为4-PAM光信号，另一路为未承载光信号的光载波，两路信号并分别通过第一滤波器和第二滤波器，再分别由第一光波补偿器和第二光波补偿器补偿光信号在光纤传输中的衰减；4-PAM光信号经过4-PAM光信号接收装置Ⅱ还原成二进制信号；而光网络单元接收到的数据则经过4-PAM光信号发送装置Ⅱ加载到另一路未承载光信号的光载波上生成4-PAM光信号，经过第二单模光纤传输回光线路终端；光线路终端接收到光网络单元传输过来的4-PAM光信号后，先经过第三光波补偿器补偿光信号在光纤传输中的衰减，再经由4-PAM光信号接收装置Ⅰ还原成二进制信号。

所述光线路终端中的4-PAM光信号发送装置Ⅰ与光网络单元中的4-PAM光信号发送装置Ⅱ具有相同的结构，均包括脉冲幅度序列产生器、多进制脉冲幅度产生器和马赫增德尔调制器；数据经过脉冲幅度序列产生器和多进制脉冲幅度产生器生成基带4-PAM信号，再与光载波加载到马赫增德尔调制器上，从而生成4-PAM光信号。

所述光线路终端中的4-PAM光信号接收装置Ⅰ与光网络单元中的4-PAM光信号接收装置Ⅱ具有相同的结构，均包括光电检测器、低通滤波器、多进制幅度判决器和多进制解码器；所述光电检测器把4-PAM光信号转换为4-PAM电信号，经过所述低通滤波器滤除带外噪声，再由所述多进制幅度判决器和多进制解码器将4-PAM电信号还原成二进制信号。

所述第一光载波源生成装置为光线路终端中的基带4-PAM信号提供光载波源用于生成承载4-PAM光信号的光载波，所述第二光载波源生成装置为光网络单元中的基带4-PAM信号提供光载波源用于生成承载4-PAM光信号的光载波，从而实现光信号全双工收发。第一光载波源生成装置和第二光载波源生成装置选用连续波激光器实现。

所述第一单模光纤和第二单模光纤分别用于进行光线路终端和光网络单元之间的上行和下行的全双工通信。

所述光载波耦合装置选用3dB光耦合器，用于将第一光载波源生成装置生成的4-PAM光信号和第二光载波源生成装置生成的未承载光信号的光载波耦合。

所述光载波分路器选用3dB光分路器，用于分别将光线路终端中被光载波耦合装置耦合的承载4-PAM光信号的光载波通过第一滤波器滤出，未承载光信号的光载波通过第二滤波器滤出。第一滤波器和第二滤波器选用贝塞尔光滤波器。