高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置和方法
专利名称：高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置和方法
技术领域：
本发明涉及高速光纤通信系统噪声抑制，具体涉及高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置和方法。
背景技术：
目前，光纤通信已经成为现代通信网的基本组成部分，随着因特网的迅速崛起，尤其是语音、图像和数据业务的爆炸式增长，光纤通信的容量需求越来越大。为了充分挖掘光纤的带宽能力，波分复用(WDM)和掺铒光纤放大器(EDFA)被普遍使用。由于掺铒光纤放大器的大量使用，会导致光学白噪声的增加，每增加一个EDFA，就会 使信噪比至少下降3dB，从而引入更多的白噪声，尤其是在长途大容量传输系统中，一条几千公里的光链路上会有几十个EDFA，这样累积的白噪声会导致信噪比严重劣化，以至于必须要进行电中继。白噪声分带内和带外两种，其中带外白噪声可以采用线性滤波器的方式来滤出，而带内白噪声的影响却不能通过传统的线性频域滤波方法进行消除，此外，在高阶调制中，星座图上不同点之间的间隔会比低阶调制更小，所以噪声的影响会更大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是部分消除高速光纤通信系统中带内白噪声。本发明提供了一种高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，在高速光纤通信系统的接收端设有时钟信号生成器、波形发生器、全光分数阶傅里叶变换装置、光开关和全光分数阶傅里叶逆变换装置，所述时钟信号生成器从输入信号中恢复出时钟信号；所述波形发生器接收所述时钟信号并输出相位相反的第一驱动信号和第二驱动信号；所述全光分数阶傅里叶变换装置根据所述第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅立叶变换，形成第一输出信号；所述光开关根据所述时钟信号，截取所述第一输出信号去掉部分带内白噪声；所述全光分数阶傅里叶逆变换装置根据所述第二驱动信号对所述截取后的第一输出信号完成全光分数阶傅立叶逆变换，恢复输入信号。上述装置中，所述第一驱动信号f(t)的函数关系式为
权利要求
1.高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于在高速光纤通信系统的接收端设有 时钟信号生成器，从输入信号中恢复出时钟信号； 波形发生器，接收所述时钟信号并输出相位相反的第一驱动信号和第二驱动信号；全光分数阶傅里叶变换装置，根据所述第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅立叶变换，形成第一输出信号； 光开关，根据所述时钟信号，截取所述第一输出信号去掉部分带内白噪声； 全光分数阶傅里叶逆变换装置，根据所述第二驱动信号对所述截取后的第一输出信号完成全光分数阶傅立叶逆变换，恢复输入信号。
2.如权利要求I所述的高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于，所述第一驱动信号f(t)的函数关系式为 OO( 丁\ /(0= Σa^-nT) \ ^ - τ |; /7=0V ^丄 J 式中t为时间汀为第一驱动信号f(t)的周期，与提取的时钟信号周期相同；n为周期数；a为第一驱动信号f(t)与时间的关系参数，.VppS任意波形发生器输出周期抛物线型波形信号电压的峰峰值，O. 25v < Vpp ( lv。
3.如权利要求I所述的高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于， 所述全光分数阶傅立叶变换装置包括依次串接的第一电光相位调制器、第一色散介质和第二电光相位调制器，所述第一电光相位调制器的输入端连接所述输入信号，所述第一、第二电光相位调制器的电驱动端连接所述第一驱动信号，所述第二电光相位调制器的输出端连接所述光开关；所述全光分数阶傅立叶逆变换装置包括依次串接的第三电光相位调制器、第二色散介质和第四电光相位调制器，所述第三电光相位调制器的输入端连接所述光开关，所述第三、第四电光相位调制器的电驱动端连接所述第二驱动信号。
4.如权利要求3所述的高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于， 所述第一、第二色散介质为光纤Bragg光栅或者单模光纤，二者长度相等；进行全光分数阶傅立叶变换时色散介质的传递函数为= exp(/'i/ 2z 2)，进行全光分数阶傅里叶逆变换时色散介质的传递函数为#/32(0) = exp(-/i/ 2z 2)，其中β 2是二阶色散常数,ζ是色散介质长度，ω为光载波频率，总色散值β2ζ的取值范围为O < β2ζ < 50ps/nm。
5.高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤 A10、在接收端，从输入信号中恢复出时钟信号，并根据该时钟信号输出相位完全相反的第一驱动信号和第二驱动信号； A20、根据第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅里叶变换，形成第一输出信号；A30、第一输出信号通过光开关进行截取，并根据第二驱动信号进行全光分数阶傅里叶逆变换，恢复输入信号，光开关的开关状态由时钟信号控制。
全文摘要
本发明公开了一种高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置和方法，该装置在光纤通信系统的接收端设有时钟信号生成器、波形发生器、全光分数阶傅里叶变换装置、光开关和全光分数阶傅里叶逆变换装置，时钟信号生成器从输入信号中恢复出时钟信号，并经波形发生器输出相位相反的第一驱动信号和第二驱动信号；全光分数阶傅里叶变换装置根据第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅立叶变换，并由光开关截取去掉部分带内白噪声，再由全光分数阶傅里叶逆变换装置根据第二驱动信号完成全光分数阶傅立叶逆变换，恢复输入信号。本发明对接收端的信号进行基于全光分数阶傅里叶变换的带内白噪声抑制，使得输入信号的误码率明显降低。
文档编号H04B10/18GK102664685SQ20121010605
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者余少华, 刘子晨, 李蔚, 范佑文, 邱英 申请人:武汉邮电科学研究院
技术领域：
本发明涉及高速光纤通信系统噪声抑制，具体涉及高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置和方法。
背景技术：
目前，光纤通信已经成为现代通信网的基本组成部分，随着因特网的迅速崛起，尤其是语音、图像和数据业务的爆炸式增长，光纤通信的容量需求越来越大。为了充分挖掘光纤的带宽能力，波分复用(WDM)和掺铒光纤放大器(EDFA)被普遍使用。由于掺铒光纤放大器的大量使用，会导致光学白噪声的增加，每增加一个EDFA，就会 使信噪比至少下降3dB，从而引入更多的白噪声，尤其是在长途大容量传输系统中，一条几千公里的光链路上会有几十个EDFA，这样累积的白噪声会导致信噪比严重劣化，以至于必须要进行电中继。白噪声分带内和带外两种，其中带外白噪声可以采用线性滤波器的方式来滤出，而带内白噪声的影响却不能通过传统的线性频域滤波方法进行消除，此外，在高阶调制中，星座图上不同点之间的间隔会比低阶调制更小，所以噪声的影响会更大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是部分消除高速光纤通信系统中带内白噪声。本发明提供了一种高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，在高速光纤通信系统的接收端设有时钟信号生成器、波形发生器、全光分数阶傅里叶变换装置、光开关和全光分数阶傅里叶逆变换装置，所述时钟信号生成器从输入信号中恢复出时钟信号；所述波形发生器接收所述时钟信号并输出相位相反的第一驱动信号和第二驱动信号；所述全光分数阶傅里叶变换装置根据所述第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅立叶变换，形成第一输出信号；所述光开关根据所述时钟信号，截取所述第一输出信号去掉部分带内白噪声；所述全光分数阶傅里叶逆变换装置根据所述第二驱动信号对所述截取后的第一输出信号完成全光分数阶傅立叶逆变换，恢复输入信号。上述装置中，所述第一驱动信号f(t)的函数关系式为
权利要求
1.高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于在高速光纤通信系统的接收端设有 时钟信号生成器，从输入信号中恢复出时钟信号； 波形发生器，接收所述时钟信号并输出相位相反的第一驱动信号和第二驱动信号；全光分数阶傅里叶变换装置，根据所述第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅立叶变换，形成第一输出信号； 光开关，根据所述时钟信号，截取所述第一输出信号去掉部分带内白噪声； 全光分数阶傅里叶逆变换装置，根据所述第二驱动信号对所述截取后的第一输出信号完成全光分数阶傅立叶逆变换，恢复输入信号。
2.如权利要求I所述的高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于，所述第一驱动信号f(t)的函数关系式为 OO( 丁\ /(0= Σa^-nT) \ ^ - τ |; /7=0V ^丄 J 式中t为时间汀为第一驱动信号f(t)的周期，与提取的时钟信号周期相同；n为周期数；a为第一驱动信号f(t)与时间的关系参数，.VppS任意波形发生器输出周期抛物线型波形信号电压的峰峰值，O. 25v < Vpp ( lv。
3.如权利要求I所述的高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于， 所述全光分数阶傅立叶变换装置包括依次串接的第一电光相位调制器、第一色散介质和第二电光相位调制器，所述第一电光相位调制器的输入端连接所述输入信号，所述第一、第二电光相位调制器的电驱动端连接所述第一驱动信号，所述第二电光相位调制器的输出端连接所述光开关；所述全光分数阶傅立叶逆变换装置包括依次串接的第三电光相位调制器、第二色散介质和第四电光相位调制器，所述第三电光相位调制器的输入端连接所述光开关，所述第三、第四电光相位调制器的电驱动端连接所述第二驱动信号。
4.如权利要求3所述的高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置，其特征在于， 所述第一、第二色散介质为光纤Bragg光栅或者单模光纤，二者长度相等；进行全光分数阶傅立叶变换时色散介质的传递函数为= exp(/'i/ 2z 2)，进行全光分数阶傅里叶逆变换时色散介质的传递函数为#/32(0) = exp(-/i/ 2z 2)，其中β 2是二阶色散常数,ζ是色散介质长度，ω为光载波频率，总色散值β2ζ的取值范围为O < β2ζ < 50ps/nm。
5.高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤 A10、在接收端，从输入信号中恢复出时钟信号，并根据该时钟信号输出相位完全相反的第一驱动信号和第二驱动信号； A20、根据第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅里叶变换，形成第一输出信号；A30、第一输出信号通过光开关进行截取，并根据第二驱动信号进行全光分数阶傅里叶逆变换，恢复输入信号，光开关的开关状态由时钟信号控制。
全文摘要
本发明公开了一种高速光纤通信系统中带内白噪声的抑制装置和方法，该装置在光纤通信系统的接收端设有时钟信号生成器、波形发生器、全光分数阶傅里叶变换装置、光开关和全光分数阶傅里叶逆变换装置，时钟信号生成器从输入信号中恢复出时钟信号，并经波形发生器输出相位相反的第一驱动信号和第二驱动信号；全光分数阶傅里叶变换装置根据第一驱动信号对输入信号进行全光分数阶傅立叶变换，并由光开关截取去掉部分带内白噪声，再由全光分数阶傅里叶逆变换装置根据第二驱动信号完成全光分数阶傅立叶逆变换，恢复输入信号。本发明对接收端的信号进行基于全光分数阶傅里叶变换的带内白噪声抑制，使得输入信号的误码率明显降低。
文档编号H04B10/18GK102664685SQ20121010605
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者余少华, 刘子晨, 李蔚, 范佑文, 邱英 申请人:武汉邮电科学研究院
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