本技术提供了一种半带宽单边带光信号的发送、恢复方法及系统。其中系统包括,信号产生与构造模块,利用强度调制光发射机和发射未调制信号的激光器构造单边带信号,以避免因光纤色散和平方律检测相互作用引起的功率衰落问题。信号接收与处理模块,光信号经过光电转换时受到器件带宽的限制,这会破坏输出的电信号和对应输入的单边带光信号之间的关系,针对这一情况,本发明设计了新的数字信号处理方法,通过重构原单边带光信号中的强度调制信号,以恢复原信号。本发明利用不能完全接收光信号频谱的低带宽器件和半带宽单边带信号的恢复算法,准确恢复单边带信号的方法和系统,涉及从信号产生和构造到接收处理整个流程的优化。
背景技术
近来,强度调制直接检测系统因低成本优势,在短距光通信场景中广泛应用。随着传输数据量增多与传输场景多样化,人们对短距光通信系统的波特率和传输距离的要求持续提高。但信号波特率和传输距离增加时,光纤引入的色散功率衰落问题在直接检测系统中愈发凸显,严重影响信号准确接收。因此,怎样利用低成本的器件和系统克服强度调制直接检测系统中的色散功率衰落成为关键。
单边带系统因其频谱不对称性,天然具有克服色散功率衰落的能力。目前生成单边带信号主要有两类方式。一种是在信号频谱外增加数字域的载波,此方式需利用复信号调制器在高频处生成载波来产生单边带信号,其形成的单边带信号载波功率和保护间隔能在发端数字信号处理中灵活设置,以获得最优单边带信号。但是,为满足单边带信号恢复算法的要求,加载的数字域载波功率往往较大,这会导致数模转换时,数模转换器的量化精度被数字域的载波浪费,使实际信号的精度变差。若要满足信号精度要求,就需增加数模转换器的量化位数,并且复信号调制器会增加硬件复杂度。
另一种是在信号频谱外增加光域的载波,该方法要利用额外激光器在信号频谱外生成光域的载波,从而形成单边带信号。此方案能避免数模转换中精度被浪费的问题,且可通过调整激光器功率灵活调节载波功率,以满足单边带信号恢复算法要求,但需要复信号调制器,硬件成本更高。
通过对专利文献的检索,发现公开号为CN106533573A的发明专利公开了一种非对称孪生单边带调制、解调方法和系统,该专利的发射端包括:发射端奈奎斯特滤波模块,用于对左边带、右边带进行滤波:上变频模块,用于对信号分别进行上变频,其中,上变频后,左边带、右边带中的一边带的波特率小于或等于发射端器件带宽、另一边带的波特率小于或等于发射端器件带宽减去保护间隔希尔伯特滤波模块,用于对上变频模块处理后的信号进行滤波得到非对称李生单边带信号;接收端包括:光滤波器模块,对于左边带:通过光滤波完全滤除右边带;对于右边带:通过光滤波基本滤除左边带,保证残余的左边带宽度小于保护间隔;下变频模块,用于对信号进行下变频;接收端奈奎斯特滤波模块,用于对信号进行奈奎斯特滤波。该专利未充分解决色散、误码率等问题,且需要复信号调制器,应用场景针对性较弱。
综上所述,针对上述现有技术的问题,研究一种半带宽单边带光信号的发送、恢复方法及系统成为当下亟待解决的关键任务。
实现思路