專利名稱:一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)包括激光光源、雙平行光調(diào)制器、波形選擇器、驅(qū)動(dòng)放大器、偏壓控制器、主控制器、光放大器，主控制器與波形選擇器、驅(qū)動(dòng)放大器、偏壓控制器連接并傳遞控制信息。波形選擇器根據(jù)輸入調(diào)制參數(shù)將待調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后加載到光調(diào)制器，偏壓控制器根據(jù)指定的調(diào)制格式選擇適當(dāng)?shù)钠珘汗ぷ鼽c(diǎn)；調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)光放大器放大后作為發(fā)射機(jī)輸出。該光發(fā)射機(jī)僅利用二進(jìn)制數(shù)據(jù)可靈活支持多種調(diào)制格式并實(shí)現(xiàn)不同調(diào)制格式之間的切換，如NRZ-2PSK，50％占空比的RZ-2PSK，QPSK，CSRZ-QPSK,16QAM等，適用于未來(lái)高速、靈活的光纖通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)。
【專利說(shuō)明】一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光纖通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著高速以太網(wǎng)的普及，光纖到戶及寬帶中國(guó)等政策的驅(qū)動(dòng)，以及新型多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，寬帶用戶和數(shù)據(jù)量都明顯快速增長(zhǎng)，人們對(duì)大容量光通信網(wǎng)絡(luò)的需求進(jìn)一步提高。尤其是近幾年光纖通信系統(tǒng)傳輸容量的增長(zhǎng)速度開始趨于緩慢，容量危機(jī)問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。提高現(xiàn)有波分復(fù)用(Wavelength Divis1n Multiplexing，WDM)光通信系統(tǒng)的容量，主要有兩種思路:
[0003]一是擴(kuò)展WDM系統(tǒng)可用的波長(zhǎng)范圍，如使用L波段。這要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的L波段的設(shè)備和器件，將提高現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的成本。
[0004]二是提高單波長(zhǎng)信道的數(shù)據(jù)速率，如將現(xiàn)有的1G提高到100G、400G甚至IT。由于電子器件的速率和帶寬瓶頸，以現(xiàn)有技術(shù)還難以將波特率提高到50G以上，因此，要進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)容量，本質(zhì)上講，基于新型高階調(diào)制格式的方案已經(jīng)成為必然選擇。
[0005]另一方面，在基于各種大數(shù)據(jù)和云計(jì)算應(yīng)用驅(qū)動(dòng)下，研宄高頻率效率的超大容量、靈活光網(wǎng)絡(luò)迫在眉睫。其中，靈活柵格技術(shù)(Flexible Grid)、軟件自定義光網(wǎng)絡(luò)(SoftwareDefined Optical Network)在提高頻譜效率、節(jié)約能耗、網(wǎng)絡(luò)智能化等方面具有良好前景。特別是在數(shù)據(jù)中心、機(jī)房，之間或內(nèi)部的光互連中，優(yōu)勢(shì)更加明顯。因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的流量模式具有多樣化、超高速、低時(shí)延、突發(fā)性、服務(wù)時(shí)間無(wú)規(guī)律等特性，基于網(wǎng)格的傳統(tǒng)光通信系統(tǒng)將面臨巨大挑戰(zhàn)，如在流量小時(shí)，系統(tǒng)空載較嚴(yán)重，造成較大程度的帶寬和能量的浪費(fèi)。而靈活光網(wǎng)絡(luò)則可以提供動(dòng)態(tài)光路分配、可調(diào)諧的信道間隔和帶寬、靈活的調(diào)制格式和速率，因而更能適應(yīng)多樣化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)。因?yàn)椴煌恼{(diào)制格式具有不同的頻譜特性，抗光纖信道的損傷特性也不相同，如相同調(diào)制格式的非歸零碼(NRZ)比歸零碼(RZ)的平均光功率高，其抗非線性性能差，因此RZ比NRZ更適合長(zhǎng)途傳輸。很顯然，既要提高光網(wǎng)絡(luò)容量，又要滿足靈活多樣的應(yīng)用需求，作為光通信關(guān)鍵器件、能產(chǎn)生新型高階碼型并支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)必不可少。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)及控制方法，可以提高光通信網(wǎng)絡(luò)的容量，滿足不同傳輸速率、不同傳輸距離的應(yīng)用需求。
[0007]本實(shí)用新型提供了一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)，包括激光光源、雙平行光調(diào)制器、波形選擇器、驅(qū)動(dòng)放大器、偏壓控制器和主控制器；所述雙平行光調(diào)制器包括平行的I支路和Q支路，I支路上設(shè)置有依次連接的第一強(qiáng)度調(diào)制器a和第二強(qiáng)度調(diào)制器b，Q支路上設(shè)置有依次連接的第三強(qiáng)度調(diào)制器C、第四強(qiáng)度調(diào)制器d和相位調(diào)制器e，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的輸入端和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的輸入端均連接至所述激光光源的輸出端；所述波形選擇器的輸入端用于接收待調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)，所述波形選擇器的控制端與所述主控制器的第一輸出端連接，所述波形選擇器根據(jù)所述主控制器輸出的第一控制信號(hào)將待調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出并行待調(diào)電信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)放大器的輸入端連接至所述波形選擇器的輸出端，所述驅(qū)動(dòng)放大器的控制端與所述主控制器的第二輸出端連接，所述驅(qū)動(dòng)放大器的第一輸出端連接至所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器的第二輸出端連接至所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器的第三輸出端連接至所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器的第四輸出端連接至所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器根據(jù)所述主控制器輸出的第二控制信號(hào)將并行待調(diào)電信號(hào)進(jìn)行放大后輸出調(diào)制電信號(hào)；所述偏壓控制器的輸入端連接至所述主控制器的第三輸出端，所述偏壓控制器的第一輸出端連接至所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器的第二輸出端連接至所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器的第三輸出端連接至所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器的第四輸出端連接至所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器的第五輸出端連接至所述相位調(diào)制器e的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器根據(jù)所述主控制器輸出的第三控制信號(hào)控制所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a、所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b、所述第三強(qiáng)度調(diào)制器C、所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d和所述相位調(diào)制器e的偏置電壓控制信號(hào)；所述光放大器的輸入端連接至所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的輸出端和所述相位調(diào)制器e的輸出端，所述光放大器將雙平行光調(diào)制器輸出的調(diào)制光信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。
[0008]更進(jìn)一步地，所述激光光源通過(guò)保偏光纖與所述雙平行光調(diào)制器連接，所述雙平行光調(diào)制器通過(guò)單模光纖與所述光放大器連接。
[0009]更進(jìn)一步地，所述發(fā)射機(jī)支持的調(diào)制格式包括:非歸零碼二進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)、占空比為50%的歸零碼二進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)、非歸零碼四進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)、載波抑制歸零碼四進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)和16QAM信號(hào)。
[0010]更進(jìn)一步地，當(dāng)待調(diào)制格式為非歸零碼二進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)時(shí)，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a、第二強(qiáng)度調(diào)制器b和第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓均為所述雙平行光調(diào)制器的半波電壓，所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c和相位調(diào)制器e的偏置電壓為O ;所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓的2倍，輸入信號(hào)的速率為輸入的調(diào)制速率，且所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a、所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端的輸入信號(hào)均為O。
[0011]更進(jìn)一步地，當(dāng)待調(diào)制格式為歸零碼二進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)時(shí)，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓的一半，所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b、所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓均為所述雙平行光調(diào)制器的半波電壓，所述相位調(diào)制器e的偏置電壓為O ;所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的射頻輸入端的輸入信號(hào)波形為正弦波時(shí)鐘信號(hào)；所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為半波電壓值，頻率等于輸入的調(diào)制速率；所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為半波電壓值的2倍，頻率等于輸入的調(diào)制速率，且所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c和第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端的輸入信號(hào)均為O。
[0012]更進(jìn)一步地，當(dāng)待調(diào)制格式為非歸零碼四進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)時(shí)，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器的半波電壓，所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓均為O，所述相位調(diào)制器e的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓的一半；所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓值的2倍，頻率等于輸入的調(diào)制速率，且所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端的輸入信號(hào)均為O。
[0013]更進(jìn)一步地，當(dāng)待調(diào)制格式為載波抑制歸零碼四進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)時(shí)，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a、所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b、所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓均為所述雙平行光調(diào)制器的半波電壓值，所述相位調(diào)制器e的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓的一半；所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端的輸入信號(hào)波形為正弦波時(shí)鐘信號(hào)；所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓值的2倍，頻率等于輸入的調(diào)制速率的一半；所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓值的2倍，頻率等于輸入的調(diào)制速率。
[0014]更進(jìn)一步地，當(dāng)待調(diào)制格式為16QAM信號(hào)時(shí)，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓值，所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓值的0.39倍，所述相位調(diào)制器e的偏置電壓為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓的一半；所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為所述雙平行光調(diào)制器半波電壓值的2倍，頻率等于系統(tǒng)輸入的調(diào)制速率；所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b和所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端的輸入信號(hào)的峰峰值為半波電壓值的0.78倍，頻率等于輸入的調(diào)制速率。
[0015]通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用基于雙平行光調(diào)制器及對(duì)應(yīng)的控制器來(lái)靈活產(chǎn)生多種高階調(diào)制格式，不僅覆蓋2PSK等傳統(tǒng)二進(jìn)制調(diào)制格式，還支持如QPSK、16QAM等高階調(diào)制碼型，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)不同占空比的RZ的調(diào)制，多種靈活的調(diào)制格式可選，更能滿足不同傳輸速率，不同傳輸距離的應(yīng)用需求。同時(shí)，由于僅采用二進(jìn)制電信號(hào)來(lái)產(chǎn)生高階調(diào)制格式，因而無(wú)需復(fù)雜的多電平高速電信號(hào)處理，可以降低發(fā)射機(jī)的復(fù)雜度，從而節(jié)約成本。同時(shí)由于本實(shí)用新型采用一體化控制系統(tǒng)，集中控制整個(gè)光調(diào)制器的波形選擇器、驅(qū)動(dòng)放大器、偏壓控制器，因而能夠取得使光發(fā)射機(jī)配置簡(jiǎn)單、方便、靈活以滿足不同傳輸速率、不同傳輸距離的應(yīng)用需求，提高光網(wǎng)絡(luò)容量效率的有益效果O

【附圖說(shuō)明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)系統(tǒng)框圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型光發(fā)射機(jī)工作流程圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型主控制器功能框圖。
[0019]其中，I為半導(dǎo)體激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)，2為雙平行光調(diào)制器，3為波形選擇器，4為驅(qū)動(dòng)放大器，5為偏壓控制器，6為主控制器，7為光放大器；a，b，C，d分別為四個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器，e為相位調(diào)制器；C1、C2、C3、C4分別為4根高速電纜傳輸?shù)纳漕l電信號(hào)；B1、B2、B3、B4、B5分別為5根低速電纜傳送的直流偏壓控制信號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]本實(shí)用新型提供了一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)，適用于高速光纖通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供了一種低復(fù)雜度、支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)，不僅可以提高光通信網(wǎng)絡(luò)的容量，還能滿足不同傳輸速率，不同傳輸距離的應(yīng)用需求。
[0022]本實(shí)用新型提出的光發(fā)射機(jī)可以利用二進(jìn)制電信號(hào)支持多種調(diào)制格式。該發(fā)射機(jī)包括:半導(dǎo)體激光器1、雙平行光調(diào)制器2、波形選擇器3、驅(qū)動(dòng)放大器4、偏壓控制器5、主控制器6、光放大器7 ;其中波形選擇器3與驅(qū)動(dòng)放大器4相連，驅(qū)動(dòng)放大器4與雙平行光調(diào)制器2相連，偏壓控制器5也與雙平行光調(diào)制器2相連，主控制器6與波形選擇器3，驅(qū)動(dòng)放大器4及偏置控制器5通過(guò)總線相連。主控制器6分別向波形選擇器3、驅(qū)動(dòng)放大器4及偏置控制器5傳遞波形選擇控制信息、驅(qū)動(dòng)控制信息及偏壓控制信息。波形選擇器3根據(jù)主控制器6發(fā)出的波形選擇控制信息將待調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；驅(qū)動(dòng)放大器4則根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信息對(duì)波形選擇器3的輸出信號(hào)進(jìn)行放大后加載到光調(diào)制器2。偏壓控制器5根據(jù)偏壓控制信息為雙平行光調(diào)制器2的每個(gè)子調(diào)制器設(shè)置偏置電壓。調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)光放大器7放大后作為發(fā)射機(jī)輸出。
[0023]本實(shí)用新型提出一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)，不僅覆蓋2PSK (2phaseshift keying，二進(jìn)制相移鍵控)等傳統(tǒng)二進(jìn)制調(diào)制格式，還支持如QPSK(QuadraturePhase Shift Keying，正交相移鍵控)，16QAM(16QAM是指包含16種符號(hào)的QAM調(diào)制方式，QAM是一種數(shù)字調(diào)制方式，具體是指正交幅度調(diào)制，即Quadrature Amplitude Modulat1n)等高階調(diào)制碼型，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)不同占空比的歸零碼調(diào)制，多種靈活的調(diào)制格式可選，更能滿足不同傳輸速率，不同傳輸距離的應(yīng)用需求。
[0024]本實(shí)用新型采用基于雙平行光調(diào)制器的方法來(lái)產(chǎn)生高階調(diào)制格式，如16QAM，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅利用原始二進(jìn)制電信號(hào)而無(wú)需復(fù)雜的多電平高速電信號(hào)處理，降低發(fā)射端高速電信號(hào)設(shè)備復(fù)雜度，節(jié)約成本；并且，該發(fā)射機(jī)產(chǎn)生16QAM調(diào)制格式時(shí)，有兩個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器不是工作在2倍半波電壓狀態(tài)下，一定程度上減小了發(fā)射機(jī)功耗。
[0025]本實(shí)用新型產(chǎn)生的16QAM的星座圖滿足格雷碼映射。如果以圖上C1_C2，C3_C4從左至右分別表示I路和Q路數(shù)據(jù)的高位到低位，則經(jīng)過(guò)這種調(diào)制器映射后的16QAM星座圖滿足格雷碼映射，即星座圖上最鄰近的星座點(diǎn)僅有一位不同，可以一定程度上降低通信系統(tǒng)的誤碼率。
[0026]本實(shí)用新型采用一體化控制系統(tǒng)，集中控制整個(gè)光調(diào)制器的波形選擇器3、驅(qū)動(dòng)放大器4、偏壓控制器5，使得光發(fā)射機(jī)配置簡(jiǎn)單、方便，性能穩(wěn)定、可靠，更具實(shí)用化價(jià)值。
[0027]作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，為保證光發(fā)射機(jī)性能的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)降低整個(gè)器件的插入損耗，可以采用集成的方法(如硅波導(dǎo)，鈮酸鋰波導(dǎo))來(lái)制作雙平行光調(diào)制器。
[0028]下面結(jié)合附圖1-3對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0029]本實(shí)施例提供一種利用本實(shí)用新型所提出的支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)產(chǎn)生不同調(diào)制格式(如非歸零(或叫占空比為I)的二進(jìn)制相位調(diào)制(NRZ-2PSK)，50%占空比的歸零碼-二進(jìn)制相位調(diào)制(50% RZ-2PSK)，非歸零的四進(jìn)制相位調(diào)制(NRZ-QPSK)、載波抑制歸零碼-正交相位調(diào)制碼型(CSRZ-QPSK)，十六進(jìn)制正交幅度調(diào)制(16QAM))的實(shí)施過(guò)程。結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括激光光源1、集成的光調(diào)制器2、波形選擇器3、驅(qū)動(dòng)放大器4、偏壓控制器5、主控制器6、光放大器7。其中雙平行光調(diào)制器包括兩個(gè)平行支路，每個(gè)支路上有兩個(gè)串聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器，且其中一個(gè)支路上嵌套有一個(gè)相位調(diào)制器，用于控制兩平行支路的光信號(hào)的相位差。五個(gè)子調(diào)制器通過(guò)馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)結(jié)構(gòu)嵌套而構(gòu)成一個(gè)主光調(diào)制器。波形選擇器3通過(guò)四位總線與驅(qū)動(dòng)放大器4相連，其功能為將待調(diào)制二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行必要的串并轉(zhuǎn)換或產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。驅(qū)動(dòng)放大器4通過(guò)四根高速電纜C1-C4分別與雙平行光調(diào)制器的四個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器的射頻輸入端相連，偏壓控制器5則通過(guò)五根低速電纜B1:B5負(fù)責(zé)控制五個(gè)子調(diào)制器的偏置電壓。主控制器6接收輸入調(diào)制參數(shù)，經(jīng)處理后向分別向波形選擇器3，驅(qū)動(dòng)放大器4，偏壓控制器5發(fā)送控制信號(hào)。
[0030]在此實(shí)施例中，對(duì)于不同的調(diào)制格式的產(chǎn)生，本實(shí)用新型所提出的光發(fā)射機(jī)的大致工作流程如圖2所示，但部分器的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置和工作模式略有不同，下面舉例一一說(shuō)明之。
[0031]對(duì)于產(chǎn)生非歸零碼二進(jìn)制相位調(diào)制(NRZ-2PSK)信號(hào)，首先，確定各子調(diào)制器的偏置電壓及射頻輸入電信號(hào)的大小，然后確定其它各器的工作模式。雙平行光調(diào)制器2只需要使用其中的一個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器產(chǎn)生二進(jìn)制相位調(diào)制即可，因而可選擇將上支路(I)的兩個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器(a和b)偏置在調(diào)制器傳輸曲線最小光功率點(diǎn)，即偏壓(B1、B2)設(shè)為調(diào)制器半波電壓，以關(guān)斷其光功率，下支路(Q)的一個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器(c)的偏置電壓設(shè)為0，以允許光全部通過(guò)，同時(shí)這三個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器的射頻輸入信號(hào)(Cl、C2、C3)都設(shè)為O ;而子相位調(diào)制器e的偏壓設(shè)為O。下支路(Q)中子調(diào)制器d用于產(chǎn)生2PSK調(diào)制，其偏置電壓(B4)設(shè)為調(diào)制器的半波電壓，射頻輸入信號(hào)C4的峰峰值為半波電壓的2倍，速率為系統(tǒng)輸入的調(diào)制速率。由于調(diào)制格式為二進(jìn)制的非歸零碼，因而波形選擇器3無(wú)須將待調(diào)制二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，也不需要產(chǎn)生正弦時(shí)鐘信號(hào)，僅需要控制其輸出電信號(hào)的幅度經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器放大后等于半波電壓的2倍。
[0032]對(duì)于產(chǎn)生占空比為50%的歸零碼二進(jìn)制相位調(diào)制(50% RZ-2PSK)信號(hào)，雙平行光調(diào)制器2只需要使用其中的一個(gè)支路即可，因而可選擇將下支路(Q)的兩個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器(c和d)偏置在調(diào)制器傳輸曲線最小光功率點(diǎn)，即偏置電壓(B3，B4)設(shè)為調(diào)制器半波電壓，以關(guān)斷其光功率，而子相位調(diào)制器e的偏壓可通過(guò)偏壓控制器設(shè)為O。上支路(I)中子調(diào)制器a用于產(chǎn)生占空比為50% RZ波形切割，其所需偏置電壓(BI)為半波電壓的一半，驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘頻率等于系統(tǒng)輸入調(diào)制速率，時(shí)鐘峰峰值為半波電壓值，即射頻電信號(hào)(Cl)為正弦時(shí)鐘信號(hào)，峰峰值為半波電壓值，頻率等于系統(tǒng)輸入調(diào)制速率。而子調(diào)制器b則用于產(chǎn)生2PSK調(diào)制，其偏置電壓(B2)設(shè)為調(diào)制器的半波電壓，射頻輸入信號(hào)C3的峰峰值為半波電壓的2倍，速率為系統(tǒng)輸入的調(diào)制速率。因而，波形選擇器3無(wú)須將待調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，只需產(chǎn)生一路頻率等于系統(tǒng)波特率的正弦時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)放大器4放大后，輸出數(shù)據(jù)信號(hào)(C3)的峰峰值為半波電壓的2倍，輸出時(shí)鐘信號(hào)(Cl)峰峰值等于半波電壓，頻率為系統(tǒng)輸入調(diào)制頻率，其它射頻信號(hào)(C2，C4)為O。
[0033]對(duì)于產(chǎn)生非歸零碼四進(jìn)制相位調(diào)制(NRZ-QPSK)信號(hào)，雙平行光調(diào)制器只需要工作于普通的IQ光調(diào)制器模式即可。即兩個(gè)支路上各選用一個(gè)子強(qiáng)度調(diào)制器用于產(chǎn)生2PSK，其余子強(qiáng)度調(diào)制器全通狀態(tài)。我們可選擇a和c需要用于產(chǎn)生2PSK調(diào)制，而b和d則保持全通狀態(tài)。從而子強(qiáng)度調(diào)制器a，c都應(yīng)偏置在強(qiáng)度調(diào)制器傳輸曲線的最低點(diǎn)，即其偏置電壓(BI，B3)等于調(diào)制器的半波電壓；子強(qiáng)度調(diào)制器b和d，工作于最大光功率點(diǎn)，其偏置電壓(B2，B4)等于O ;子相位調(diào)制器的偏置電壓(B5)設(shè)為半波電壓的一半，用于保證IQ兩支路的正交性。此時(shí)波形選擇器3應(yīng)將待調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為兩路并行射頻電信號(hào)(Cl，C3)，無(wú)須產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器4后射頻電信號(hào)(Cl，C3)的峰峰值都為半波電壓值的2倍，頻率為系統(tǒng)輸入調(diào)制速率，其它兩路(C2，C4)射頻信號(hào)為O。這樣IQ兩路2PSK經(jīng)過(guò)相干合成后，即可得到NRZ-QPSK信號(hào)。
[0034]對(duì)于產(chǎn)生載波抑制歸零碼四進(jìn)制相位調(diào)制(CSRZ-QPSK)信號(hào)，子強(qiáng)度調(diào)制器a和c需要工作在載波抑制狀態(tài)，用于產(chǎn)生波形切割，而子強(qiáng)度調(diào)制器b和d則，用于產(chǎn)生2PSK調(diào)制，從而a，b，c，d都應(yīng)偏置在強(qiáng)度調(diào)制器傳輸曲線的最低點(diǎn)，即其偏置電壓等于調(diào)制器的半波電壓，此時(shí)波形選擇器3應(yīng)將待調(diào)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為兩路并行射頻電信號(hào)(C2，C4)，同時(shí)產(chǎn)生兩路頻率等于系統(tǒng)輸入調(diào)制速率1/2的正弦時(shí)鐘信號(hào)(C1，C3)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器4后四路射頻電信號(hào)(Cl，C2，C3，C4)的峰峰值都為半波電壓值的2倍而偏置控制器5產(chǎn)生第五路偏壓信號(hào)(B5)等于半波電壓的1/2，將子相位調(diào)制器e鎖定在產(chǎn)生相移為90°的工作點(diǎn)，保證兩平行支路的正交性，這樣IQ兩路CSRZ-2PSK經(jīng)過(guò)相干合成后，即可得到CSRZ-QPSK信號(hào)。
[0035]對(duì)于產(chǎn)生16QAM信號(hào)，雙平行光調(diào)制器2的兩個(gè)支路應(yīng)分別產(chǎn)生兩個(gè)4進(jìn)制脈沖幅度調(diào)制(4PAM)信號(hào)，因此，可選擇子調(diào)制器a和c分別產(chǎn)生2PSK，子調(diào)制器b和d產(chǎn)生開關(guān)鍵控(OOK)強(qiáng)度調(diào)制，并且開關(guān)時(shí)對(duì)應(yīng)光信號(hào)強(qiáng)度之比為9:1，以便滿足幅度之比為3:I (標(biāo)準(zhǔn)16QAM星座圖)，每個(gè)路上的2PSK和上述條件下OOK串聯(lián)合成后可產(chǎn)生4PAM信號(hào)(2PSK-ASK)，通過(guò)子相位調(diào)制器e可控制兩支路(I，Q)光信號(hào)的正交性。兩正交支路相干合成后即可得到方形16QAM信號(hào)。因此，子調(diào)制器a，c的偏壓(BI，B3)應(yīng)等于半波電壓，射頻電信號(hào)(C1，C2)輸入峰峰值為半波電壓的2倍；子調(diào)制器b，d的偏壓(B2，B4)等于半波電壓的0.39倍，射頻電信號(hào)(C3，C4)輸入峰峰值為半波電壓的0.78倍，四路電信號(hào)的頻率均為系統(tǒng)輸入調(diào)制速率；子調(diào)制器e的偏壓(B5)為半波電壓的一半。從而波形選擇器3應(yīng)將待調(diào)制的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為四路并行信號(hào)(Cl，C2，C3，C4)，驅(qū)動(dòng)放大器4需保證經(jīng)放大后，Cl和C3上射頻信號(hào)的峰峰值為半波電壓值的2倍，C2，C4上射頻信號(hào)的峰峰值為半波電壓的0.78倍。
[0036]在本實(shí)施例中，激光光源I與雙平行光調(diào)制器2之間采用保偏光纖連接，雙平行光調(diào)制器2與光放大器7之間采用單模光纖連接。光調(diào)制器輸入采用保偏光纖易于光載波信號(hào)與光調(diào)制器偏振態(tài)的對(duì)準(zhǔn)，減小損耗；光調(diào)制器輸出無(wú)須對(duì)準(zhǔn)偏振態(tài)，采用普通單模光纖可以節(jié)約成本，因?yàn)橐话闵逃霉夥糯笃鳛榉潜Ｆ骷?br> [0037]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種支持多種調(diào)制格式的光發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括激光光源(I)、雙平行光調(diào)制器(2)、波形選擇器(3)、驅(qū)動(dòng)放大器(4)、偏壓控制器(5)、主控制器(6)和光放大器(7); 所述雙平行光調(diào)制器(2)包括平行的I支路和Q支路，I支路上設(shè)置有依次連接的第一強(qiáng)度調(diào)制器a和第二強(qiáng)度調(diào)制器b，Q支路上設(shè)置有依次連接的第三強(qiáng)度調(diào)制器C、第四強(qiáng)度調(diào)制器d和相位調(diào)制器e，所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的輸入端和所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的輸入端均連接至所述激光光源(I)的輸出端； 所述波形選擇器(3)的輸入端用于接收待調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)，所述波形選擇器(3)的控制端與所述主控制器(6)的第一輸出端連接，所述波形選擇器(3)根據(jù)所述主控制器(6)輸出的第一控制信號(hào)將待調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出并行待調(diào)電信號(hào)； 所述驅(qū)動(dòng)放大器(4)的輸入端連接至所述波形選擇器(3)的輸出端，所述驅(qū)動(dòng)放大器(4)的控制端與所述主控制器(6)的第二輸出端連接，所述驅(qū)動(dòng)放大器⑷的第一輸出端連接至所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器(4)的第二輸出端連接至所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器(4)的第三輸出端連接至所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器(4)的第四輸出端連接至所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的射頻輸入端，所述驅(qū)動(dòng)放大器(4)根據(jù)所述主控制器(6)輸出的第二控制信號(hào)將并行待調(diào)電信號(hào)進(jìn)行放大后輸出調(diào)制電信號(hào)； 所述偏壓控制器(5)的輸入端連接至所述主控制器￠)的第三輸出端，所述偏壓控制器(5)的第一輸出端連接至所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器(5)的第二輸出端連接至所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器(5)的第三輸出端連接至所述第三強(qiáng)度調(diào)制器c的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器(5)的第四輸出端連接至所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器(5)的第五輸出端連接至所述相位調(diào)制器e的偏置電壓輸入端，所述偏壓控制器(5)根據(jù)所述主控制器(6)輸出的第三控制信號(hào)控制所述第一強(qiáng)度調(diào)制器a、所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b、所述第三強(qiáng)度調(diào)制器C、所述第四強(qiáng)度調(diào)制器d和所述相位調(diào)制器e的偏置電壓； 所述光放大器(7)的輸入端連接至所述第二強(qiáng)度調(diào)制器b的輸出端和所述相位調(diào)制器e的輸出端，所述光放大器(7)將雙平行光調(diào)制器(2)輸出的調(diào)制光信號(hào)進(jìn)行放大后輸出。2.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述激光光源(I)通過(guò)保偏光纖與所述雙平行光調(diào)制器(2)連接，所述雙平行光調(diào)制器(2)通過(guò)單模光纖與所述光放大器(7)連接。
【文檔編號(hào)】H04B10-548GK204272128SQ201420742584
【發(fā)明者】唐明, 馮振華, 付松年, 劉德明 [申請(qǐng)人]華中科技大學(xué)