专利名称：采用时域加窗技术提高接收光ofdm信号质量的产生发送装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种利用时域加窗电滤波器提高接收光 OFDM信号质量的产生发送装置。
背景技术：
近期的研究表明，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号同样也能应用在长距离的光纤通信系统中[Jean Armstrong.，OFDM for Optical Communications. JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 27， NO. 3， FEBRUARY 1，2009, 189-204]，是考虑OFDM结合调制技术能抵抗光纤色散和偏振模色散的影响，尤其是能用来补偿链路长度不确定的WDM光交换网络中的色散。与传统意义上的单边带调制(SSB)格式相比，利用光纤传输的OFDM-over-fiber系统具有下列优势首先， OFDM系统中副载波频谱相互交叠，因此具有高的频带利用率；其次，利用OFDM技术可以克服光纤通信信道中的严重色散影响，尤其是偏振模色散能被有效地消除；再次，由于光纤 OFDM系统的接收机部分采用FFT/IFFT技术，因此信号的处理速度快、计算复杂度低。然而，国内外已见报道的关于光OFDM信号发射机仅仅局限在没有时域加窗电滤波器时的设计和封装，而为了进一步提高接收光OFDM信号的质量，本发明提出一种利用时域加窗电滤波器提高接收光OFDM信号质量的发送方法及装置，结合时域加窗电滤波器的带宽系数设置和滚降系数设置，使得光OFDM信号的接收性能得到改善。当发送数据量增大时，这点尤为重要，因为大的发送数据量将会增加符号间干扰(ISI)的影响，而选择合适的时域加窗电滤波器将有效降低符号间干扰的影响，从而获得较好的光OFDM信号接收质量。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的提出一种结构简单、实施方便的利用时域加窗电滤波器提高接收光OFDM信号质量的产生发送装置。为了达到上述目的，本发明的技术方案是在直接调制-检测光OFDM通信系统中及相干调制-检测光OFDM通信系统中，所述产生发送装置分别利用一个时域加窗电滤波器，提高接收光OFDM信号质量。1、在直接调制-检测光0FDM-NMSK通信系统中
所述产生发送装置包括一个连续波激光器，一个射频OFDM电信号发生装置，一个时域加窗电滤波器，一个电光调制器；其中
所述连续波激光器与电光调制器的光输入端相连，射频OFDM电信号发生装置与时域加窗电滤波器相连，时域加窗电滤波器与电光调制器的电输入端相连，电光调制器的光输出端输出直接调制-检测光OFDM通信系统中的光OFDM信号。本发明中，所述连续波激光器用于产生光载波；射频OFDM电信号发生装置用于产生稳定的OFDM电信号；时域加窗电滤波器用于对OFDM电信号进行时域滤波处理，以提高光OFDM信号的接收性能；所述电光调制器实现将电OFDM信号转换成光OFDM信号。2、在相干调制-检测光0FDM-NMSK通信系统中
所述产生发送装置包括一个连续波激光器，一个射频OFDM电信号发生装置，一个时域加窗电滤波器，一个90度光相位偏置器，两个电光调制器，两个光耦合器；其中
所述连续波激光器通过一个光耦合器分成两路，分别与第一电光调制器和第二电光调制器的光输入端相连，射频OFDM电信号发生装置与时域加窗电滤波器相连，时域加窗电滤波器的输出分成两路，第一路与第一电光调制器的电输入端相连，第二路与第二电光调制器的电输入端相连，第二电光调制器的光信号输出端与90度光相位偏置器相连，第一电光调制器的光信号输出端与90度光相位偏置器的输出端合并输出相干调制-检测光OFDM通信系统中的光OFDM信号。连续波激光器用于产生光载波；射频OFDM电信号发生装置用于产生稳定的OFDM 电信号；时域加窗电滤波器用于对OFDM电信号进行时域滤波处理，以提高光OFDM信号的接收性能。所述电光调制器实现将电OFDM信号转换成光OFDM信号，90度光相位偏置器实现光信号的90度相位偏置；电光调制器实现将电OFDM信号转换成光OFDM信号；
本发明中，所述的光OFDM信号产生发送装置可以直接应用到光通信系统的发送机端， 可以提高直接调制-检测光OFDM通信系统和相干调制-检测光OFDM通信系统中光OFDM 信号的接收性能。本发明提出的一种利用时域加窗电滤波器提高接收光OFDM信号质量的发送装置，结合时域加窗电滤波器的带宽系数设置和滚降系数设置，使得光OFDM信号的接收性能得到改善。当发送数据量增大时，这点尤为重要，因为大的发送数据量将会增加符号间干扰 (ISI)的影响，而选择合适的时域加窗电滤波器将有效降低符号间干扰的影响，从而获得较好的光OFDM信号接收质量。按照本发明实现光OFDM信号的产生方法，从而使得接收机中接收光OFDM信号的接收性能。本发明所采用的元件都是通用的光纤通信元件，从而实现了价格低廉、技术可行的目的；本发明采用的时域加窗技术具有扩展性(可采用升余弦窗，汉明窗，矩形窗，布莱克曼窗等)；本发明所产生的光0FDM-NMI信号是可以通过常规光OFDM信号检测方式的接收机进行信号检测的，从而可用于常规的光纤通信网络。
图1为本发明中直接调制-检测光OFDM通信系统中利用时域加窗电滤波器提高接收光OFDM信号质量的发送装置。图2为本发明中相干调制-检测光OFDM通信系统中利用时域加窗电滤波器提高接收光OFDM信号质量的发送装置。图3为本发明中直接调制-检测系统中光OFDM信号的光谱图。图4为本发明中相干调制-检测系统中光OFDM信号的光谱图。图5为本发明中直接调制-检测系统中采用时域加窗电滤波器测得的光OFDM信号的星座分布图。图6为本发明中相干调制-检测系统中采用时域加窗电滤波器测得的光OFDM信号的星座分布图。
具体实施例方式如图1所示，直接调制-检测光0FDM-NMSK通信系统的产生发送端装置，由连续波激光器11和数据加载模块组成。其中，数据加载模块包括射频OFDM电信号发生装置14， 时域加窗电滤波器13，电光调制器12。通过采用一个电光调制器12实现数据的加载功能， 进一步实现电OFDM信号向光OFDM信号转换。其连接方式和工作步骤是连续波激光器11 与电光调制器的光输入端相连，射频OFDM电信号发生装置14与时域加窗电滤波器13相连，时域加窗电滤波器13与电光调制器12的电输入端相连，电光调制器12的光输出端输出直接调制-检测光OFDM通信系统中的光OFDM信号。如图2所示，相干调制-检测光0FDM-NMSK通信系统的发送端装置，由连续波激光器21和数据加载模块组成。其中，数据加载模块包括射频OFDM电信号发生装置26，时域加窗电滤波器25，电光调制器23，电光调制器对，光耦合器22，光耦合器28。通过采用两个电光调制器23和M实现数据的加载功能，进一步实现电OFDM信号向光OFDM信号转换。 其连接方式和工作步骤是连续波激光器21与光耦合器22相连，光耦合器22分别与电光调制器23和电光调制器M的光输入端相连，射频OFDM电信号发生装置沈与时域加窗电滤波器25相连，时域加窗电滤波器25的输出分成两路，第一路与第一电光调制器23的电输入端相连，第二路与第二电光调制器M的电输入端相连，第二电光调制器M的光信号输出端与90度光相位偏置器27相连，第一电光调制器M的光信号输出端与90度光相位偏置器27的输出端合并输入光耦合器观，光耦合器观输出相干调制-检测光OFDM通信系统中的光OFDM信号。图3为本发明中直接调制-检测系统中利用时域加窗电滤波器(以余弦电滤波器为例)产生光OFDM信号的光谱图，图4为本发明中相干调制-检测系统中利用时域加窗电滤波器(以余弦电滤波器为例)产生光OFDM信号的光谱图，图5为本发明中直接调制-检测系统中利用时域加窗电滤波器(以余弦电滤波器为例)产生光OFDM信号的星座分布图，图6 为本发明中相干调制-检测系统中利用时域加窗电滤波器(以余弦电滤波器为例)产生光 OFDM信号的星座分布图。本方法适合于2. 5Gbit/s, 10Gbit/s, 40Gbit/s, 100Gbit/s以及其它速率的光通信系统中产生和接收光OFDM信号的新方法及装置，其映射调制格式变化时本方法及装置依然有效，用于提高直接调制-检测光OFDM通信系统和相干调制-检测光OFDM通信系统中传输信号的接收质量。本发明中采用的时域加窗技术具有扩展性(可采用升余弦窗，汉明窗，矩形窗，布莱克曼窗等)。本发明采用的光电器件能实现高稳定性和低价格。总之，本发明能用较低的成本产生高接收性能的光OFDM信号，结构简单，光学性能稳定，实现容易。
权利要求
1. 一种采用时域加窗技术提高接收光OFDM信号质量的产生发送装置，其特征在于； 在直接调制-检测光OFDM通信系统中及相干调制-检测光OFDM通信系统中，所述产生发送装置分别利用一个时域加窗电滤波器，以提高接收光OFDM信号质量；其中(1 )、在直接调制-检测光0FDM-NMSK通信系统中，所述产生发送装置包括一个连续波激光器，一个射频OFDM电信号发生装置，一个时域加窗电滤波器，一个电光调制器；所述连续波激光器与电光调制器的光输入端相连，射频OFDM电信号发生装置与时域加窗电滤波器相连，时域加窗电滤波器与电光调制器的电输入端相连，电光调制器的光输出端输出直接调制-检测光OFDM通信系统中的光OFDM信号；所述连续波激光器用于产生光载波；射频OFDM电信号发生装置用于产生稳定的OFDM 电信号；时域加窗电滤波器用于对OFDM电信号进行时域滤波处理，以提高光OFDM信号的接收性能；所述电光调制器实现将电OFDM信号转换成光OFDM信号；(2)、在相干调制-检测光0FDM-NMSK通信系统中，所述产生发送装置包括一个连续波激光器，一个射频OFDM电信号发生装置，一个时域加窗电滤波器，一个90度光相位偏置器， 两个电光调制器，两个光耦合器；所述连续波激光器通过一个光耦合器分成两路，分别与第一电光调制器和第二电光调制器的光输入端相连，射频OFDM电信号发生装置与时域加窗电滤波器相连，时域加窗电滤波器的输出分成两路，第一路与第一电光调制器的电输入端相连，第二路与第二电光调制器的电输入端相连，第二电光调制器的光信号输出端与90度光相位偏置器相连，第一电光调制器的光信号输出端与90度光相位偏置器的输出端合并输出相干调制-检测光OFDM通信系统中的光OFDM信号；所述连续波激光器用于产生光载波；射频OFDM电信号发生装置用于产生稳定的OFDM 电信号；时域加窗电滤波器用于对OFDM电信号进行时域滤波处理，以提高光OFDM信号的接收性能；所述电光调制器实现将电OFDM信号转换成光OFDM信号，90度光相位偏置器实现光信号的90度相位偏置；电光调制器实现将电OFDM信号转换成光OFDM信号。
全文摘要
本发明属于光通信技术领域，具体为一种采用时域加窗技术提高接收光OFDM信号质量的产生发送装置。该装置包括连续波激光器，射频OFDM电信号发生装置，时域加窗电滤波器，电光调制器，光耦合器等主要部件，其结构简单、方法新颖、性能稳定、价格低廉，其采用的时域加窗技术具有扩展性(可采用升余弦窗，汉明窗，矩形窗，布莱克曼窗等)，用于提高直接调制-检测光OFDM通信系统和相干调制-检测光OFDM通信系统中接收光OFDM信号的质量。
文档编号H04L27/26GK102291359SQ20111026131
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者迟楠, 邵宇丰 申请人:复旦大学