技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模分復(fù)用的自相干光纖通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

多媒體業(yè)務(wù)等現(xiàn)代通信方式為通信容量提出了更高的要求，并極大地推動(dòng)了通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。摻耳光纖放大器（EDFA）的問(wèn)世與商業(yè)運(yùn)用大大的促進(jìn)了光纖通信的發(fā)展，延長(zhǎng)了無(wú)中繼傳輸距離。隨著通信容量的提高，光纖鏈路中的色度色散、偏振模色散、非線性效應(yīng)、相位噪聲等因素極大限制了無(wú)中繼傳輸距離和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高傳輸容量和傳輸距離，傳統(tǒng)的直接檢測(cè)接收方式逐步被具有強(qiáng)大數(shù)字信號(hào)處理功能的光數(shù)字相干檢測(cè)技術(shù)取代。

由于光數(shù)字相干接收方式，可以支持高級(jí)調(diào)制格式，充分利用光的振幅、相位、偏振等信息，從而可以繼續(xù)提高提高頻譜利用率，進(jìn)而提升光纖的傳輸容量。同時(shí)，數(shù)字相干接收方式通過(guò)將信號(hào)光和本振光混合，可以提高系統(tǒng)接收機(jī)靈敏度。而且可以利用成熟的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）算法，在電域補(bǔ)償光信號(hào)傳輸后的損傷。值得注意的是，由于激光的相位噪聲與激光線寬有關(guān)，為了滿足系統(tǒng)誤碼率的要求，傳統(tǒng)相干接收方式在接收端要求具有一個(gè)昂貴的窄線寬可調(diào)激光器作為本振光源；同時(shí)在DSP芯片中用各種復(fù)雜的算法來(lái)進(jìn)行頻率估計(jì)和相位恢復(fù)的計(jì)算，這對(duì)電域處理速度提出了很高的要求，常常需要并行處理來(lái)解決電域運(yùn)算速度的問(wèn)題，這也在某種程度上限制了相干光通信的發(fā)展與普及。基于單模光纖的自相干系統(tǒng)，也被稱(chēng)為自零差或者自相干系統(tǒng)，已被人提出。但是這種系統(tǒng)需要一個(gè)偏振態(tài)來(lái)攜帶CW，這樣犧牲頻譜效率，而且受限于單模光纖的非線性影響很大，因此實(shí)用性受到很大制約。現(xiàn)在的商用光纖基本上是單模光纖，而單模光纖的傳輸容量現(xiàn)在已基本接近非線性影響下的香農(nóng)極限，如何進(jìn)一步的提高光纖通信的傳輸容量是光通信界的將來(lái)發(fā)展的主題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在接收端省去昂貴的窄線寬可調(diào)本振光源，無(wú)需使用DSP中的頻偏估計(jì)與相位恢復(fù)算法，進(jìn)而降低了DSP的復(fù)雜度的基于模分復(fù)用的自相干光纖通信系統(tǒng)，同時(shí)該系統(tǒng)還兼具頻譜效率高和非線性容限大的優(yōu)點(diǎn)。

一種自相干光纖通信系統(tǒng)，包括：一個(gè)光載波輸入單元、N個(gè)光信號(hào)調(diào)制單元、一個(gè)波分復(fù)用單元、一個(gè)模分復(fù)用和解復(fù)用單元、一個(gè)波分解復(fù)用單元及N個(gè)相干接收單元；模分復(fù)用和解復(fù)用單元包括通過(guò)少模光纖連接的模式復(fù)用器和模式解復(fù)用器；N為光載波輸入單元產(chǎn)生的光載波波長(zhǎng)數(shù)；

光載波輸入單元的輸出端依次通過(guò)單模光纖連接各光信號(hào)調(diào)制單元的輸入端、各光信號(hào)調(diào)制單元的輸出端、波分復(fù)用單元的光信號(hào)輸入端、波分復(fù)用單元的輸出端和模式復(fù)用器的輸入端，模式復(fù)用器的輸出端通過(guò)少模光纖連接模式解復(fù)用器的輸入端，模式解復(fù)用器的輸出端依次通過(guò)單模光纖連接波分解復(fù)用單元的輸入端、波分解復(fù)用單元的輸出端以及各相干接收單元的輸入端；光載波輸入單元的輸出端還連接波分復(fù)用單元的本振光輸入端。

一種自相干光纖通信系統(tǒng)，包括：光載波輸入單元、光信號(hào)調(diào)制單元、模分復(fù)用和解復(fù)用單元及相干接收單元；模分復(fù)用和解復(fù)用單元包括通過(guò)少模光纖連接的模式復(fù)用器和模式解復(fù)用器；

光載波輸入單元的輸出端依次通過(guò)單模光纖依次連接光信號(hào)調(diào)制單元的輸入端、光信號(hào)調(diào)制單元的輸出端和模式復(fù)用器的輸入端，模式復(fù)用器的輸出端通過(guò)少模光纖連接模式解復(fù)用器的光信號(hào)輸入端，模式解復(fù)用器的輸出端通過(guò)單模光纖連接相干接收單元的輸入端；光載波輸入單元的輸出端還連接模式復(fù)用器的輸入端的本振光輸入端。

進(jìn)一步地，所述光載波輸入單元包括一個(gè)多波長(zhǎng)激光器陣列及多個(gè)耦合器，多波長(zhǎng)激光器陣列的輸出端通過(guò)單模光纖連接各耦合器的輸入端，多波長(zhǎng)激光器陣列的輸出端還連接波分復(fù)用單元的本振光輸入端；或者，所述光載波輸入單元包括通過(guò)單模光纖連接的單波長(zhǎng)激光器陣列和耦合器。

進(jìn)一步地，所述光信號(hào)調(diào)制單元包括光延時(shí)線、偏振分離器PBS、第一馬赫哲德MZM調(diào)制模塊、第二馬赫哲德MZM調(diào)制模塊以及偏振耦合器PBC；光延時(shí)線連接偏振分離器PBS的輸入端，偏振分離器PBS的輸出端分別連接第一馬赫哲德MZM調(diào)制模塊和第二馬赫哲德MZM調(diào)制模塊的輸入端，第一馬赫哲德MZM調(diào)制模塊和第二馬赫哲德MZM調(diào)制模塊的輸出端連接偏振耦合器PBC的輸入端。

進(jìn)一步地，所述波分復(fù)用單元和波分解復(fù)用單元均包括兩陣列波導(dǎo)光柵。

進(jìn)一步地，所述少模光纖的模式數(shù)為2～6，相同波長(zhǎng)的信號(hào)光與本振光在不同的模式中。

本發(fā)明提供的基于模分復(fù)用的自相干光纖通信系統(tǒng)能夠減小傳統(tǒng)相干通信的成本與復(fù)雜度、提高通信系統(tǒng)的頻譜利用率與非線性容忍度。具體優(yōu)點(diǎn)如下：