[发明专利]一种基于自偏振分集的高速直检光OFDM系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体来讲是一种基于自偏振分集的高速直检光OFDM系统及方法。

背景技术

近年来光OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用)技术在光通信领域被广泛研究，由于其具有高谱效率、抗色散、处理灵活等一系列优点，在下一代高速光传输和光接入领域具有广阔的应用前景。按照调制方式和接收端的不同，光OFDM可分为两种类型：使用IQ调制和相干检测的相干光OFDM、主要使用光强度调制(DM)和直接检测(DD)的直检光OFDM。相干光OFDM具有高接收灵敏度，具有频率选择接收特性，可实现偏振复用等优点，作为一种新型高效的信号传输和处理手段，在大容量长距离传输中倍受重视，但复杂的收发器件如偏振复用/解复用器件、双IQ调制器、相干接收机仍相对昂贵，限制了相干光技术目前只能被用于长距传输系统中。在成本敏感的短距离传输系统中，人们仍倾向使用强度调制和直接探测等技术，因此，直检光OFDM在诸如城域网、接入网中仍有重要的应用价值。

由于带宽需求的指数倍增长，40Gb/s及以上速率的光网络在核心网、城域网、接入网中有着越来越大的需求。若基于直检光OFDM能够在80km级别传输中以较低成本实现高速光传输系统，将具有巨大市场前景。直检光OFDM的主要问题在于：PMD（Polarization Mode Dispersion，偏振模色散）会引起子载波SOP(state of polarization，偏振态)随频率偏转，这种子载波和载波的偏差将导致信号衰落，也导致信号的偏振态不能被利用，因此直检光OFDM系统需要跟踪PMD状态以消除其影响，并尽可能接收和处理双偏振信息，而目前消除PMD最直接的办法是使用偏振控制器，但是偏振控制器的价格成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于自偏振分集的高速直检光OFDM系统及方法，不需要偏振控制器来动态控制偏振状态，能够接收和处理双偏振信息，并能消除传输中引入的PMD的影响。

为达到以上目的，本发明提供一种基于自偏振分集的高速直检光OFDM系统，包括通过光纤链路连接的光发送端和光接收端，所述光接收端包括光分路器，光分路器的一个支路依次连接第一光探测器和第一A/D转换器，光分路器的另一个支路连接光环形器的第一端口，光环形器的第二端口依次连接第一光纤布拉格光栅、法拉第旋转片、第二光纤布拉格光栅，第二光纤布拉格光栅连接光环形器的第三端口，光环形器的第四端口依次连接第二光探测器、第二A/D转换器，所述第一A/D转换器和第二A/D转换器共同连接DSP处理器。

在上述技术方案的基础上，所述光发送端包括依次连接的激光器、光分路器、光合路器和光放大器，光分路器和光合路器之间的其中一路还连接有IQ数据调制器。

在上述技术方案的基础上，所述光纤链路包括多组光纤和光放大器。

在上述技术方案的基础上，所述第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅的参数相同，能反射光信号中的载波或子载波，让子载波或载波透射。

本发明还提供一种基于自偏振分集的高速直检光OFDM方法，包括步骤：S1.光发送端发出光信号，通过光纤链路传至光接收端；S2.所述光接收端的光分路器对输入光进行功率分光，第一路光信号依次经过第一光探测器、第一A/D转换器后，进入DSP处理器；第二路光信号进入光环形器，首先经过第一布拉格光栅反射子载波或载波，实现子载波和载波分离，其中被反射的子载波或载波进入光环形器；由第一布拉格光栅透射的载波或子载波经过法拉第旋转片后，其偏振方向旋转90度，再经由第二布拉格光栅透射继续进入光环形器，与被反射的子载波或载波合并后从光环形器送出，依次经过第二光探测器、第二A/D转换器后，进入DSP处理器。

在上述技术方案的基础上，所述第二路光信号由第一端口进入光环形器，由第二端口送出，经过第一布拉格光栅反射的子载波或载波，继续进入第二端口，由第三端口送出，经过第一布拉格光栅反射的子载波或载波继续进入第三端口，与偏振方向旋转90度的载波或子载波合并后，由第四端口送出。

在上述技术方案的基础上，所述第二路光信号由第一端口进入光环形器，由第二端口送出，经由第一布拉格光栅透射的载波或子载波，经过法拉第旋转片使其偏振方向旋转90度，再经由第二布拉格光栅透射后，由继续进入第三端口，与被反射的子载波或载波合并后，从光环形器的第四端口送出。