專利名稱：采用時域加窗技術(shù)提高接收光ofdm信號質(zhì)量的產(chǎn)生發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用時域加窗電濾波器提高接收光 OFDM信號質(zhì)量的產(chǎn)生發(fā)送裝置。
背景技術(shù)：
近期的研究表明，正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信號同樣也能應(yīng)用在長距離的光纖通信系統(tǒng)中[Jean Armstrong.，OFDM for Optical Communications. JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 27， NO. 3， FEBRUARY 1，2009, 189-204]，是考慮OFDM結(jié)合調(diào)制技術(shù)能抵抗光纖色散和偏振模色散的影響，尤其是能用來補償鏈路長度不確定的WDM光交換網(wǎng)絡(luò)中的色散。與傳統(tǒng)意義上的單邊帶調(diào)制(SSB)格式相比，利用光纖傳輸?shù)腛FDM-over-fiber系統(tǒng)具有下列優(yōu)勢首先， OFDM系統(tǒng)中副載波頻譜相互交疊，因此具有高的頻帶利用率；其次，利用OFDM技術(shù)可以克服光纖通信信道中的嚴重色散影響，尤其是偏振模色散能被有效地消除；再次，由于光纖 OFDM系統(tǒng)的接收機部分采用FFT/IFFT技術(shù)，因此信號的處理速度快、計算復(fù)雜度低。然而，國內(nèi)外已見報道的關(guān)于光OFDM信號發(fā)射機僅僅局限在沒有時域加窗電濾波器時的設(shè)計和封裝，而為了進一步提高接收光OFDM信號的質(zhì)量，本發(fā)明提出一種利用時域加窗電濾波器提高接收光OFDM信號質(zhì)量的發(fā)送方法及裝置，結(jié)合時域加窗電濾波器的帶寬系數(shù)設(shè)置和滾降系數(shù)設(shè)置，使得光OFDM信號的接收性能得到改善。當發(fā)送數(shù)據(jù)量增大時，這點尤為重要，因為大的發(fā)送數(shù)據(jù)量將會增加符號間干擾(ISI)的影響，而選擇合適的時域加窗電濾波器將有效降低符號間干擾的影響，從而獲得較好的光OFDM信號接收質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明的目的提出一種結(jié)構(gòu)簡單、實施方便的利用時域加窗電濾波器提高接收光OFDM信號質(zhì)量的產(chǎn)生發(fā)送裝置。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是在直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中及相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中，所述產(chǎn)生發(fā)送裝置分別利用一個時域加窗電濾波器，提高接收光OFDM信號質(zhì)量。1、在直接調(diào)制-檢測光0FDM-NMSK通信系統(tǒng)中
所述產(chǎn)生發(fā)送裝置包括一個連續(xù)波激光器，一個射頻OFDM電信號發(fā)生裝置，一個時域加窗電濾波器，一個電光調(diào)制器；其中
所述連續(xù)波激光器與電光調(diào)制器的光輸入端相連，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置與時域加窗電濾波器相連，時域加窗電濾波器與電光調(diào)制器的電輸入端相連，電光調(diào)制器的光輸出端輸出直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中的光OFDM信號。本發(fā)明中，所述連續(xù)波激光器用于產(chǎn)生光載波；射頻OFDM電信號發(fā)生裝置用于產(chǎn)生穩(wěn)定的OFDM電信號；時域加窗電濾波器用于對OFDM電信號進行時域濾波處理，以提高光OFDM信號的接收性能；所述電光調(diào)制器實現(xiàn)將電OFDM信號轉(zhuǎn)換成光OFDM信號。2、在相干調(diào)制-檢測光0FDM-NMSK通信系統(tǒng)中
所述產(chǎn)生發(fā)送裝置包括一個連續(xù)波激光器，一個射頻OFDM電信號發(fā)生裝置，一個時域加窗電濾波器，一個90度光相位偏置器，兩個電光調(diào)制器，兩個光耦合器；其中
所述連續(xù)波激光器通過一個光耦合器分成兩路，分別與第一電光調(diào)制器和第二電光調(diào)制器的光輸入端相連，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置與時域加窗電濾波器相連，時域加窗電濾波器的輸出分成兩路，第一路與第一電光調(diào)制器的電輸入端相連，第二路與第二電光調(diào)制器的電輸入端相連，第二電光調(diào)制器的光信號輸出端與90度光相位偏置器相連，第一電光調(diào)制器的光信號輸出端與90度光相位偏置器的輸出端合并輸出相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中的光OFDM信號。連續(xù)波激光器用于產(chǎn)生光載波；射頻OFDM電信號發(fā)生裝置用于產(chǎn)生穩(wěn)定的OFDM 電信號；時域加窗電濾波器用于對OFDM電信號進行時域濾波處理，以提高光OFDM信號的接收性能。所述電光調(diào)制器實現(xiàn)將電OFDM信號轉(zhuǎn)換成光OFDM信號，90度光相位偏置器實現(xiàn)光信號的90度相位偏置；電光調(diào)制器實現(xiàn)將電OFDM信號轉(zhuǎn)換成光OFDM信號；
本發(fā)明中，所述的光OFDM信號產(chǎn)生發(fā)送裝置可以直接應(yīng)用到光通信系統(tǒng)的發(fā)送機端， 可以提高直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)和相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中光OFDM 信號的接收性能。本發(fā)明提出的一種利用時域加窗電濾波器提高接收光OFDM信號質(zhì)量的發(fā)送裝置，結(jié)合時域加窗電濾波器的帶寬系數(shù)設(shè)置和滾降系數(shù)設(shè)置，使得光OFDM信號的接收性能得到改善。當發(fā)送數(shù)據(jù)量增大時，這點尤為重要，因為大的發(fā)送數(shù)據(jù)量將會增加符號間干擾 (ISI)的影響，而選擇合適的時域加窗電濾波器將有效降低符號間干擾的影響，從而獲得較好的光OFDM信號接收質(zhì)量。按照本發(fā)明實現(xiàn)光OFDM信號的產(chǎn)生方法，從而使得接收機中接收光OFDM信號的接收性能。本發(fā)明所采用的元件都是通用的光纖通信元件，從而實現(xiàn)了價格低廉、技術(shù)可行的目的；本發(fā)明采用的時域加窗技術(shù)具有擴展性(可采用升余弦窗，漢明窗，矩形窗，布萊克曼窗等)；本發(fā)明所產(chǎn)生的光0FDM-NMI信號是可以通過常規(guī)光OFDM信號檢測方式的接收機進行信號檢測的，從而可用于常規(guī)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)。


圖1為本發(fā)明中直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中利用時域加窗電濾波器提高接收光OFDM信號質(zhì)量的發(fā)送裝置。圖2為本發(fā)明中相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中利用時域加窗電濾波器提高接收光OFDM信號質(zhì)量的發(fā)送裝置。圖3為本發(fā)明中直接調(diào)制-檢測系統(tǒng)中光OFDM信號的光譜圖。圖4為本發(fā)明中相干調(diào)制-檢測系統(tǒng)中光OFDM信號的光譜圖。圖5為本發(fā)明中直接調(diào)制-檢測系統(tǒng)中采用時域加窗電濾波器測得的光OFDM信號的星座分布圖。圖6為本發(fā)明中相干調(diào)制-檢測系統(tǒng)中采用時域加窗電濾波器測得的光OFDM信號的星座分布圖。
具體實施例方式如圖1所示，直接調(diào)制-檢測光0FDM-NMSK通信系統(tǒng)的產(chǎn)生發(fā)送端裝置，由連續(xù)波激光器11和數(shù)據(jù)加載模塊組成。其中，數(shù)據(jù)加載模塊包括射頻OFDM電信號發(fā)生裝置14， 時域加窗電濾波器13，電光調(diào)制器12。通過采用一個電光調(diào)制器12實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加載功能， 進一步實現(xiàn)電OFDM信號向光OFDM信號轉(zhuǎn)換。其連接方式和工作步驟是連續(xù)波激光器11 與電光調(diào)制器的光輸入端相連，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置14與時域加窗電濾波器13相連，時域加窗電濾波器13與電光調(diào)制器12的電輸入端相連，電光調(diào)制器12的光輸出端輸出直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中的光OFDM信號。如圖2所示，相干調(diào)制-檢測光0FDM-NMSK通信系統(tǒng)的發(fā)送端裝置，由連續(xù)波激光器21和數(shù)據(jù)加載模塊組成。其中，數(shù)據(jù)加載模塊包括射頻OFDM電信號發(fā)生裝置26，時域加窗電濾波器25，電光調(diào)制器23，電光調(diào)制器對，光耦合器22，光耦合器28。通過采用兩個電光調(diào)制器23和M實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加載功能，進一步實現(xiàn)電OFDM信號向光OFDM信號轉(zhuǎn)換。 其連接方式和工作步驟是連續(xù)波激光器21與光耦合器22相連，光耦合器22分別與電光調(diào)制器23和電光調(diào)制器M的光輸入端相連，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置沈與時域加窗電濾波器25相連，時域加窗電濾波器25的輸出分成兩路，第一路與第一電光調(diào)制器23的電輸入端相連，第二路與第二電光調(diào)制器M的電輸入端相連，第二電光調(diào)制器M的光信號輸出端與90度光相位偏置器27相連，第一電光調(diào)制器M的光信號輸出端與90度光相位偏置器27的輸出端合并輸入光耦合器觀，光耦合器觀輸出相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中的光OFDM信號。圖3為本發(fā)明中直接調(diào)制-檢測系統(tǒng)中利用時域加窗電濾波器(以余弦電濾波器為例)產(chǎn)生光OFDM信號的光譜圖，圖4為本發(fā)明中相干調(diào)制-檢測系統(tǒng)中利用時域加窗電濾波器(以余弦電濾波器為例)產(chǎn)生光OFDM信號的光譜圖，圖5為本發(fā)明中直接調(diào)制-檢測系統(tǒng)中利用時域加窗電濾波器(以余弦電濾波器為例)產(chǎn)生光OFDM信號的星座分布圖，圖6 為本發(fā)明中相干調(diào)制-檢測系統(tǒng)中利用時域加窗電濾波器(以余弦電濾波器為例)產(chǎn)生光 OFDM信號的星座分布圖。本方法適合于2. 5Gbit/s, 10Gbit/s, 40Gbit/s, 100Gbit/s以及其它速率的光通信系統(tǒng)中產(chǎn)生和接收光OFDM信號的新方法及裝置，其映射調(diào)制格式變化時本方法及裝置依然有效，用于提高直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)和相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中傳輸信號的接收質(zhì)量。本發(fā)明中采用的時域加窗技術(shù)具有擴展性(可采用升余弦窗，漢明窗，矩形窗，布萊克曼窗等)。本發(fā)明采用的光電器件能實現(xiàn)高穩(wěn)定性和低價格。總之，本發(fā)明能用較低的成本產(chǎn)生高接收性能的光OFDM信號，結(jié)構(gòu)簡單，光學(xué)性能穩(wěn)定，實現(xiàn)容易。
權(quán)利要求
1. 一種采用時域加窗技術(shù)提高接收光OFDM信號質(zhì)量的產(chǎn)生發(fā)送裝置，其特征在于； 在直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中及相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中，所述產(chǎn)生發(fā)送裝置分別利用一個時域加窗電濾波器，以提高接收光OFDM信號質(zhì)量；其中(1 )、在直接調(diào)制-檢測光0FDM-NMSK通信系統(tǒng)中，所述產(chǎn)生發(fā)送裝置包括一個連續(xù)波激光器，一個射頻OFDM電信號發(fā)生裝置，一個時域加窗電濾波器，一個電光調(diào)制器；所述連續(xù)波激光器與電光調(diào)制器的光輸入端相連，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置與時域加窗電濾波器相連，時域加窗電濾波器與電光調(diào)制器的電輸入端相連，電光調(diào)制器的光輸出端輸出直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中的光OFDM信號；所述連續(xù)波激光器用于產(chǎn)生光載波；射頻OFDM電信號發(fā)生裝置用于產(chǎn)生穩(wěn)定的OFDM 電信號；時域加窗電濾波器用于對OFDM電信號進行時域濾波處理，以提高光OFDM信號的接收性能；所述電光調(diào)制器實現(xiàn)將電OFDM信號轉(zhuǎn)換成光OFDM信號；(2)、在相干調(diào)制-檢測光0FDM-NMSK通信系統(tǒng)中，所述產(chǎn)生發(fā)送裝置包括一個連續(xù)波激光器，一個射頻OFDM電信號發(fā)生裝置，一個時域加窗電濾波器，一個90度光相位偏置器， 兩個電光調(diào)制器，兩個光耦合器；所述連續(xù)波激光器通過一個光耦合器分成兩路，分別與第一電光調(diào)制器和第二電光調(diào)制器的光輸入端相連，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置與時域加窗電濾波器相連，時域加窗電濾波器的輸出分成兩路，第一路與第一電光調(diào)制器的電輸入端相連，第二路與第二電光調(diào)制器的電輸入端相連，第二電光調(diào)制器的光信號輸出端與90度光相位偏置器相連，第一電光調(diào)制器的光信號輸出端與90度光相位偏置器的輸出端合并輸出相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中的光OFDM信號；所述連續(xù)波激光器用于產(chǎn)生光載波；射頻OFDM電信號發(fā)生裝置用于產(chǎn)生穩(wěn)定的OFDM 電信號；時域加窗電濾波器用于對OFDM電信號進行時域濾波處理，以提高光OFDM信號的接收性能；所述電光調(diào)制器實現(xiàn)將電OFDM信號轉(zhuǎn)換成光OFDM信號，90度光相位偏置器實現(xiàn)光信號的90度相位偏置；電光調(diào)制器實現(xiàn)將電OFDM信號轉(zhuǎn)換成光OFDM信號。
全文摘要
本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種采用時域加窗技術(shù)提高接收光OFDM信號質(zhì)量的產(chǎn)生發(fā)送裝置。該裝置包括連續(xù)波激光器，射頻OFDM電信號發(fā)生裝置，時域加窗電濾波器，電光調(diào)制器，光耦合器等主要部件，其結(jié)構(gòu)簡單、方法新穎、性能穩(wěn)定、價格低廉，其采用的時域加窗技術(shù)具有擴展性(可采用升余弦窗，漢明窗，矩形窗，布萊克曼窗等)，用于提高直接調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)和相干調(diào)制-檢測光OFDM通信系統(tǒng)中接收光OFDM信號的質(zhì)量。
文檔編號H04L27/26GK102291359SQ20111026131
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者遲楠, 邵宇豐 申請人:復(fù)旦大學(xué)