一种PAM4信号的产生装置的制作方法

文档序号:14878827发布日期:2018-07-07 09:06阅读:599来源:国知局
本发明涉及光通信
技术领域
,尤其涉及一种pam4信号的产生装置。
背景技术
:随着近几年来客户侧和短距互联领域快速发展,系统容量要求越来越高,单纯的不归零码(nonreturnzero,nrz)系统已经不能满足需求。4电平幅度调制(pulseamplitudemodulation,pam4)码型格式日益受到重视,pam4码型作为200g/400g的500米(m)至10千米(km)甚至40km的解决方案,当前对pam4的研究已经从标准阶段演进到实用阶段,许多厂商都在开发高性能pam4芯片和器件。pam4码型由四个电平组成,相对于nrz信号,其电平数增加一倍。因此增加了对器件的线性度要求。在实际应用中需要四个电平均匀分布以达到最佳的判决,因此对器件的线性度要求较高。但是另外一方面,pam4信号相对于二进制启闭键控(on-offkeying,ook)信号,在相同的比特率(bitrate)情况下,波特率(baudrate)降低一半,对器件带宽需求降低;而且相比于相干系统,pam4码型无需复杂的编解码算法和解相干算法,功耗和成本有着显著的优势。现有技术中,pam4信号的产生技术主要有两种:一、基于电吸收调制激光器(electro-absorptionmodulatedlaser,eml)的pam4信号产生方法。基于单端eml是目前较常见的pam4产生器件,eml可以集成在光发射模块(transmitteropticalsubassembly,tosa)内,目前主流技术是基于eml产生pam4信号,例如采用25ghz的eml产生26.56gbaud的pam4信号。但是,由于pam4对系统而言,其线性度要求较高。一般来说,线性度越高的器件,得到的pam4信号的质量越高。但是,对于设计高线性度的tosa器件并不是一件非常容易的事情。从单端eml的工作原理来看,在电压幅度较低的区域,形成截止区,eml中的电吸收(electronicabsorption,ea)调制器的吸收系数不再随着电压降低而变化。在电压较高的区域形成饱和区,同样的,ea的吸收系数也不再随着电压的提升而变化形成饱和区。eml的这种特性对于nrz的调制码型是非常有利的,可以将nrz的0电平和1电平的噪声进行抑制,有利于改善nrz的信号质量。但对于pam4信号却是非常不利的,因为pam4信号的产生是在调制曲线的线性区中产生的。由于受到上述单端eml自身特性的影响,很难形成较好的线性区。因此,单端eml很难产生高质量的pam4信号。另外一方面,对于驱动eml的射频放大器来说,如果直接由电的pam4信号驱动eml产生光pam4信号,这种方案所需要的电器件的线性度要求也很高。而且随着调制速率的提升,对调制pam4信号所需的光器件和电器件的性能要求会越来越高。二、基于直接调制激光器(directlymodulatedlaser,dml)的pam4信号产生方法。dml的线性度要优于eml,但是这并不意味着产生的pam4信号性能非常好。因为基于dml的pam4信号存在着其他方面性能损伤。例如,1、高低温特性差异:dml在器件内无温度控制单元,因此高低温特性退化非常严重,在高温的情况下,不仅仅器件的带宽迅速的劣化,而且线性度也出现退化,对性能影响较大,即使有带温度控制的dml器件,但是其带宽仍然是工程应用的一个瓶颈。2、啁啾效应:由于dml是直接对电流进行调节,因此在信号调制过程中会附带上啁啾效应,这对长距应用场景是不利的。另外,激光器的啁啾效应与光纤的色散效应相互作用会导致较大的色散代价。3、目前比较难设计一款高线性度的针对dml的驱动器。因此基于dml也无法产生出高质量的pam4信号。综上可知,现有技术中单端eml由于线性度的限制无法产生较高质量的pam4信号,而单端dml由于其高低温特性以及噪声特性的影响也无法产生较高质量的pam4信号。技术实现要素:本发明实施例提供了一种pam4信号的产生装置,用于产生高质量的pam4信号。为解决上述技术问题,本发明实施例提供以下技术方案:本发明实施例提供一种pam4信号的产生装置,所述pam4信号的产生装置包括:分布式反馈激光器dfb、第一电吸收ea调制器、第二ea调制器、半导体光放大器soa、偏振分束旋转器psr、第一电信号产生器、第一限幅放大器、第二电信号产生器、第二限幅放大器和、第一直流电源和第二直流电源,其中,所述dfb的输入端口和所述第一直流电源相连接,所述dfb通过两个输出端口分别和所述第一ea调制器、所述soa相连接;所述第一ea调制器通过两个输入端口分别和所述第一限幅放大器、所述dfb相连接,所述第一ea调制器的输出端口和所述psr相连接;所述soa通过两个输入端口分别和所述dfb、所述第二直流电源相连接,所述soa的输出端口和所述第二ea调制器相连接;所述第二ea调制器通过两个输入端口分别和所述第二限幅放大器、所述soa相连接,所述第二ea调制器的输出端口和所述psr相连接;所述psr通过两个输入端口分别和所述第一ea调制器、所述第二ea调制器相连接;所述第一电信号产生器和所述第一限幅放大器相连接,所述第二电信号产生器和所述第二限幅放大器相连接;所述dfb,用于接收所述第一直流电源输入的第一直流偏置信号,根据所述第一直流偏置信号分别产生第一光信号和第二光信号,将所述第一光信号传输给所述第一ea调制器,将所述第二光信号传输给所述soa,所述第一光信号和所述第二光信号具有相同的波长;所述第一ea调制器,用于接收所述第一电信号产生器通过所述第一限幅放大器输入的第一不归零码nrz电信号,接收所述dfb输入的所述第一光信号,根据第一nrz电信号和所述第一光信号调制出第一nrz光信号,将所述第一nrz光信号传输给所述psr;所述soa,用于接收所述第二直流电源输入的第二直流偏置信号,接收所述dfb输入的所述第二光信号,根据所述第二直流偏置信号调整所述第二光信号的光功率,得到光功率放大后的第二光信号,将所述光功率放大后的第二光信号传输给所述第二ea调制器;所述第二ea调制器,用于接收所述第二电信号产生器通过所述第二限幅放大器输入的第二nrz电信号,接收所述soa输入的所述光功率放大后的第二光信号,根据所述第二nrz电信号和所述光功率放大后的第二光信号调制出第二nrz光信号,将所述第二nrz光信号传输给所述psr;所述psr,用于接收所述第一ea调制器输入的所述第一nrz光信号,接收所述第二ea调制器输入的所述第二nrz光信号,将所述第一nrz光信号和所述第二nrz光信号进行合波,输出pam4信号。在本发明实施例提供的pam4信号的产生装置中,包括有dfb、两个ea调制器、soa、psr、直流电源、两个电信号产生器、两个限幅放大器,采用两个电信号放大器和两个限幅放大器分别产生两路的nrz电信号,dfb输出两路光信号,soa对其中一路光信号进行光功率放大,两个ea调制器分别使用nrz电信号以及“一大一小”的光信号可以分别产生两路的nrz光信号,最后经过psr的合波可以生成pam4电信号,这种装置对线性度要求大大降低,采用dfb、双ea调制器、soa的结构,实现高线性的pam4码型。由于是在光域上进行pam4调制,避免了在电信号上产生pam4信号,这样就可以沿用限幅器件,而避免采用昂贵的线性电器件,可将电信号无畸变的调制到光域上,因此本发明实施例中可以产生高质量的pam4信号。结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述第一电信号产生器,用于根据所述第一nrz电信号和所述第二nrz电信号在传输光程上的相对延迟对所述第一nrz电信号进行预补偿。在实际应用中,若第一ea调制器和第二ea调制器产生的两路nrz光信号在传输光程上存在传输时间延迟,即两路nrz光信号之间产生skew,那么两路nrz光信号间的skew可在nrz电信号上进行预补偿,因而无需进行光路中的光程补偿单元,进一步简化了器件设计,无需专门进行光路补偿。结合第一方面,在第一方面的第二种可能的实现方式中,所述第二电信号产生器,用于根据所述第二nrz电信号和所述第一nrz电信号在传输光程上的相对延迟对所述第二nrz电信号进行预补偿。在实际应用中,若第一ea调制器和第二ea调制器产生的两路nrz光信号在传输光程上存在传输时间延迟,即两路nrz光信号之间产生skew。那么两路nrz光信号间的skew可在nrz电信号上进行预补偿,因而无需进行光路中的光程补偿单元,进一步简化了器件设计,无需专门进行光路补偿。结合第一方面,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述第一直流偏置信号的电流值小于所述第二直流偏置信号的电流值。在实际应用中,dfb和soa所需要的直流偏置信号不同,根据dfb产生光信号的需要设置第一直流偏置信号,根据soa的需要设置第二直流偏置信号,通常情况下dfb工作所需的偏置电流值要小于soa工作所需的偏置电流值。结合第一方面,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述第一光信号的光功率和所述第二光信号的光功率相等。其中,dfb可以产生两路光信号,分别为第一光信号和第二光信号,由于经同一dfb输出激光,两路光信号其波长完全相同,而且两路光信号的光功率也可以完全相同。结合第一方面,在第一方面的第五种可能的实现方式中,所述soa,具体用于根据所述第一光信号的光功率对所述第二光信号的光功率进行放大,得到光功率放大后的第二光信号,所述光功率放大后的第二光信号的光功率为所述第一光信号的光功率的两倍。其中,若第一光信号的光功率和第二光信号的光功率相等,则soa将第二光信号的光功率放大一倍,得到光功率放大后的第二光信号,光功率放大后的第二光信号的光功率为第一光信号的光功率的两倍。光功率放大后的第二光信号的光功率为第一光信号的光功率的两倍,第二光信号的光功率放大到第一光信号的两倍后,第一光信号和第二光信号分别经过第一ea调制器的调制、第二ea调制器的调制,第二nrz光信号的光功率为第一nrz光信号的光功率的两倍,从而满足pam4信号中对信号的幅度要求。结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,所述第二ea调制器产生的所述第二nrz光信号的光功率为所述第一ea调制器产生的所述第一nrz光信号的光功率的两倍。光功率放大后的第二光信号的光功率为第一光信号的光功率的两倍,第二光信号的光功率放大到第一光信号的两倍后,第一光信号和第二光信号分别经过第一ea调制器的调制、第二ea调制器的调制,第二nrz光信号的光功率为第一nrz光信号的光功率的两倍,从而满足pam4信号中对信号的幅度要求。结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二种可能或第三种可能或第四种可能或第五种可能或第六种可能的实现方式,在第一方面的第七种可能的实现方式中,所述dfb,具体用于调整第一端面的反射系数以及调整第二端面的反射系数,通过所述第一端面产生第一光信号以及通过所述第二端面产生第二光信号。其中,dfb在生成两路光信号时需要分别调整第一端面的反射系数以及调整第二端面的反射系数,通过调整dfb两个端面的反射系数,使得两个输出端口的出光功率一致。结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二种可能或第三种可能或第四种可能或第五种可能或第六种可能的实现方式,在第一方面的第八种可能的实现方式中,所述第一电信号产生器具体为第一数字信号处理单元dsp;所述第二电信号产生器具体为第二dsp。具体的,可以使用dsp来产生nrz电信号,根据实际场景可以选取dsp来产生nrz电信号。结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二种可能或第三种可能或第四种可能或第五种可能或第六种可能的实现方式,在第一方面的第九种可能的实现方式中,所述dfb,具体用于通过第一无源光波导将所述第一光信号传输给所述第一ea调制器,通过第二无源光波导将所述第二光信号传输给所述soa。具体的,本发明实施例中,dfs用于产生两路同源的光信号,使用无源光波导将这两路光信号分开,并分别导入到第一ea调制器和soa中,调制后的光信号从dfs器件的两个端口分别输出。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种pam4信号的产生装置的组成结构示意图;图2为本发明实施例提供的pam4信号的产生装置中pam4信号产生的流程示意图。具体实施方式本发明实施例提供了一种pam4信号的产生装置,用于产生高质量的pam4信号。下面结合附图,对本发明的实施例进行描述。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。以下分别进行详细说明。本发明实施例提供的pam4信号的产生装置可以在光域上产生pam4光信号,如下表1所示,列出了两路nrz信号产生pam4信号的原理。表1产生pam4信号的对应的组合nrz1(低位)nrz2(高位)pam4000101012113其中,当低电位nrz输出信号为0,同时高电位nrz输出信号也为0时,得到总的pam4信号为0。如果低电位nrz信号变为1,而高电位nrz信号维持为0,得到pam4信号为1。如果低电位nrz的输出信号为0,而高电位nrz的输出信号为1时,得到第三个电平的pam4信号,如果低电位和高电位的nrz信号同时输出为1,将得到第四个电平的pam4信号。需要说的是,前述表格中只描述了nrz转换成pam4信号的一个具体实施例,不限定的是,本发明实施例中还可以采用格雷编码(grayencoding)方式实现nrz到pam4信号的映射方式,例如,nrz低位为0、nrz高位为0,产生的pam4信号为0,nrz低位为0、nrz高位为1,产生的pam4信号为1,nrz低位为1、nrz高位为0,产生的pam4信号为2,nrz低位为1、nrz高位为1,产生的pam4信号为3。本发明pam4信号的产生装置的一个实施例,可基于单端eml器件改良为双端eml器件后产生高质量的pam4信号,请参阅图1所示,本发明一个实施例提供的pam4信号的产生装置100包括:分布式反馈激光器(distributedfeedbacklaser,dfb)101、第一电吸收(electronicabsorption,ea)调制器102、第二ea调制器103、半导体光放大器(semiconductoropticalamplifier,soa)104、偏振分束旋转器(polarizationsplitterrotator,psr)105、第一电信号产生器106、第一限幅放大器107、第二电信号产生器108、第二限幅放大器109、第一直流电源110、第二直流电源111,其中,图1给出了本发明实施例中pam4信号的产生装置100内的各个组成部分之间的结构关系,如图1所示:dfb101的输入端口和第一直流电源110相连接,dfb101通过两个输出端口分别和第一ea调制器102、soa104相连接;第一ea调制器102通过两个输入端口分别和第一限幅放大器107、dfb101相连接,第一ea调制器102的输出端口和psr105相连接;soa104通过两个输入端口分别和dfb101、第二直流电源111相连接,soa104的输出端口和第二ea调制器103相连接;第二ea调制器103通过两个输入端口分别和第二限幅放大器109、soa104相连接,第二ea调制器103的输出端口和psr105相连接;psr105通过两个输入端口分别和第一ea调制器102、第二ea调制器103相连接;第一电信号产生器106和第一限幅放大器107相连接,第二电信号产生器108和第二限幅放大器109相连接。在本发明实施例提供的pam4信号的产生装置中,包括有dfb、两个ea调制器、soa、psr、直流电源、两个电信号产生器、两个限幅放大器,两个ea调制器通过dfb、soa可产生两路不同幅度的nrz光信号,通过psr可以将两路不同幅度的nrz光信号进行合波,从而产生出pam4信号。接下来对图1所示的pam4信号的产生装置中产生pam4信号的过程进行说明,在pam4信号的产生装置各个组成部分的功能如下:dfb,用于接收第一直流电源输入的第一直流偏置信号,根据第一直流偏置信号分别产生第一光信号和第二光信号,将第一光信号传输给第一ea调制器,将第二光信号传输给soa,第一光信号和第二光信号具有相同的波长;第一ea调制器,用于接收第一电信号产生器通过第一限幅放大器输入的第一nrz电信号,接收dfb输入的第一光信号,根据第一nrz电信号和第一光信号调制出第一nrz光信号,将第一nrz光信号传输给psr;soa,用于接收第二直流电源输入的第二直流偏置信号,接收dfb输入的第二光信号,根据第二直流偏置信号调整第二光信号的光功率,得到光功率放大后的第二光信号,将光功率放大后的第二光信号传输给第二ea调制器;第二ea调制器,用于接收第二电信号产生器通过第二限幅放大器输入的第二nrz电信号,接收soa输入的光功率放大后的第二光信号,根据第二nrz电信号和光功率放大后的第二光信号调制出第二nrz光信号,将第二nrz光信号传输给psr;psr,用于接收第一ea调制器输入的第一nrz光信号,接收第二ea调制器输入的第二nrz光信号,将第一nrz光信号和第二nrz光信号进行合波,输出pam4信号。其中,本发明实施例中dfb可以产生两路的光信号,该光信号是经过ea调制前的原始光信号,dfb和第一直流电源相连接,第一直流电源产生第一直流偏置信号(即第一bias),并输入给dfb,dfb在第一直流偏置信号的触发下分别产生两路光信号,dfb的两个输出端口分别连接第一ea调制器和soa,则dfb产生的两路光信号分别发送给第一ea调制器和soa。本发明实施例中,第一ea调制器连接第一限幅放大器,第一限幅放大器再连接第一电信号产生器,第一电信号产生器产生第一nrz电信号,经过第一限幅放大器进行限幅放大后再输入给第一ea调制器,第一限幅放大器具体用于接收呈现二进位数据流的输入信号、以高增益放大输入信号至饱和状态,并输出呈现二进位数据流的实质二阶输出信号,第一限幅放大器具有高增益的功能,致使其能放大输入信号至饱和状态。同时第一限幅放大器具有足够速度以跟上快速变化的输入信号。第一ea调制器根据第一nrz电信号和第一光信号调制出第一nrz光信号,第一ea调制器是利用半导体中激子吸收效应制作而成光信号调制器件,具有响应速度快,功耗低的特点,第一ea调制器可以用于高速光纤通信中信号的调制编码。第一ea调制器产生第一nrz光信号之后,再将第一nrz光信号传输给psr。本发明实施例中soa和第二直流电源、dfb相连接,第二直流电源产生第二直流偏置信号(即第二bias),并输入给soa,soa的作用是放大光信号。soa的放大电路要在直流偏置的基础上才能工作,第二直流电源可以为soa提供第二直流偏置信号。采用soa对传送信号的放大,不需要进行光电变换及电光变换,就可直接实现光信号放大。soa将dfb输入的第二光信号进行光功率放大,从而能够得到光功率是第一光信号两倍的第二光信号,使得两路ea调制器能够产生幅度不相同的两路nrz光信号。本发明实施例中,第二ea调制器连接第二限幅放大器,第二限幅放大器再连接第二电信号产生器,第二电信号产生器产生第二nrz电信号,经过第二限幅放大器进行限幅放大后再输入给第二ea调制器,第二限幅放大器具体用于接收呈现二进位数据流的输入信号、以高增益放大输入信号至饱和状态,并输出呈现二进位数据流的实质二阶输出信号,第二限幅放大器具有高增益的功能,致使其能放大输入信号至饱和状态。同时第二限幅放大器具有足够速度以跟上快速变化的输入信号。第二ea调制器根据第二nrz电信号和第二光信号调制出第二nrz光信号,第二ea调制器是利用半导体中激子吸收效应制作而成光信号调制器件,具有响应速度快,功耗低的特点,第二ea调制器可以用于高速光纤通信中信号的调制编码。第二ea调制器产生第二nrz光信号之后,再将第二nrz光信号传输给psr。在本发明实施例中,psr具有合波功能,psr接收第一ea调制器输入的第一nrz光信号,接收第二ea调制器输入的第二nrz光信号,psr将第一nrz光信号和第二nrz光信号进行合波从而产生pam4信号,psr再将生成的pam4信号输出。在本发明的一些实施例中,第一电信号产生器,用于根据第一nrz电信号和第二nrz电信号在传输光程上的相对延迟对第一nrz电信号进行预补偿。具体的,在实际应用中,若第一ea调制器和第二ea调制器产生的两路nrz光信号在传输光程上存在传输时间延迟,即两路nrz光信号之间产生skew,例如,两路nrz光信号在传输光程上有10皮秒的延迟。那么两路nrz光信号间的skew可在nrz电信号上进行预补偿,因而无需进行光路中的光程补偿单元,进一步简化了器件设计,无需专门进行光路补偿。而且对于信号调制会更加灵活,本发明的一些实施例中,可以在第一电信号产生器产生第一nrz电信号时候进行预补偿,从而消除两个nrz电信号在传输光程上的相对延迟,即可以消除两路nrz光信号间的skew,通过对第一电信号产生器进行预补偿,使得第一电信号产生器在调制成第一nrz电信号的时候,能够消除第一nrz电信号与第二nrz电信号的相对延迟。在本发明的另一些实施例中,第二电信号产生器,用于根据第二nrz电信号和第一nrz电信号在传输光程上的相对延迟对第二nrz电信号进行预补偿。具体的,在实际应用中,若第一ea调制器和第二ea调制器产生的两路nrz光信号在传输光程上存在传输时间延迟,即两路nrz光信号之间产生skew,例如,两路nrz光信号在传输光程上有10皮秒的延迟。那么两路nrz光信号间的skew可在nrz电信号上进行预补偿,因而无需进行光路中的光程补偿单元,进一步简化了器件设计,无需专门进行光路补偿。而且对于信号调制会更加灵活,本发明的一些实施例中,可以在第二电信号产生器产生第二nrz电信号时候进行预补偿,从而消除两个nrz电信号在传输光程上的相对延迟,即可以消除两路nrz光信号间的skew,通过对第二电信号产生器进行预补偿,使得第二电信号产生器在调制成第二nrz电信号的时候,能够消除第二nrz电信号与第一nrz电信号的相对延迟。在本发明的一些实施例中,第一直流偏置信号的电流值小于第二直流偏置信号的电流值。其中,第一直流电源连接dfb,第二直流电源可以连接soa,为了满足dfb和soa的工作需要,第一直流电源可以产生第一直流偏置信号,第二直流电源产生第二直流偏置信号,例如第一直流电源产生的第一直流偏置信号的电流值可以为70毫安至100毫安,第二直流电源产生的第二直流偏置信号的电流值可以为70毫安至100毫安。在实际应用中,dfb和soa所需要的直流偏置信号不同,根据dfb产生光信号的需要设置第一直流偏置信号,根据soa的需要设置第二直流偏置信号。在本发明的一些实施例中,第一光信号的光功率和第二光信号的光功率相等。其中,dfb可以产生两路光信号,分别为第一光信号和第二光信号,由于经同一dfb输出激光,两路光信号其波长完全相同,而且两路光信号的光功率也可以完全相同。需要说明的是,由于dfb还连接有soa,soa可以对第二光信号进行光功率放大,因此,第一光信号的光功率和第二光信号的光功率也可以不相等,具体取决于不同应用场景下dfs对光信号的产生方式。在本发明的一些实施例中,soa,具体用于根据第一光信号的光功率对第二光信号的光功率进行放大,得到光功率放大后的第二光信号,光功率放大后的第二光信号的光功率为第一光信号的光功率的两倍。进一步的,在本发明的一些实施例中,第二ea调制器产生的第二nrz光信号的光功率为第一ea调制器产生的第一nrz光信号的光功率的两倍。其中,若第一光信号的光功率和第二光信号的光功率相等,则soa将第二光信号的光功率放大一倍,得到光功率放大后的第二光信号,光功率放大后的第二光信号的光功率为第一光信号的光功率的两倍。若第一光信号的光功率和第二光信号的光功率不相等,soa根据第一光信号的光功率对第二光信号的光功率进行放大,得到光功率放大后的第二光信号,光功率放大后的第二光信号的光功率为第一光信号的光功率的两倍,第二光信号的光功率放大到第一光信号的两倍后,第一光信号和第二光信号分别经过第一ea调制器的调制、第二ea调制器的调制,第二nrz光信号的光功率为第一nrz光信号的光功率的两倍,从而满足pam4信号中对信号的幅度要求。在本发明的一些实施例中,dfb的输入端口和第一直流电源相连接;soa的输入端口和第二直流电源相连接。需要说明的是,本发明实施例中,第一直流偏置信号和第二直流偏置信号可以由不同的直流电源分别产生,例如第一直流电源产生第一直流偏置信号,第二直流电源产生第二直流偏置信号。在本发明的一些实施例中,dfb,具体用于调整第一端面的反射系数以及调整第二端面的反射系数,通过第一端面产生第一光信号以及通过第二端面产生第二光信号。其中,dfb在生成两路光信号时需要分别调整第一端面的反射系数以及调整第二端面的反射系数,通过调整dfb两个端面的反射系数,使得两个输出端口的出光功率一致。在本发明的一些实施例中,第一电信号产生器具体为第一数字信号处理单元(digitalsignalprocess,dsp);第二电信号产生器具体为第二dsp。具体的,可以使用dsp来产生nrz电信号,根据实际场景可以选取dsp来产生nrz电信号。在本发明的一些实施例中,dfb,具体用于通过第一无源光波导将第一光信号传输给第一ea调制器,通过第二无源光波导将第二光信号传输给soa。具体的,本发明实施例中,dfs用于产生两路同源的光信号,使用无源光波导将这两路光信号分开,并分别导入到第一ea调制器和soa中,调制后的光信号从dfs器件的两个端口分别输出。通过前述实施例对本发明的举例说明可知,在本发明实施例提供的pam4信号的产生装置中,包括有dfb、两个ea调制器、soa、psr、直流电源、两个电信号产生器、两个限幅放大器,采用两个电信号放大器和两个限幅放大器分别产生两路的nrz电信号,dfb输出两路光信号,soa对其中一路光信号进行光功率放大,两个ea调制器分别使用nrz电信号以及“一大一小”的光信号可以分别产生两路的nrz光信号,最后经过psr的合波可以生成pam4电信号,这种装置对线性度要求大大降低,采用dfb、双ea调制器、soa的结构,实现高线性的pam4码型。由于是在光域上进行pam4调制,避免了在电信号上产生pam4信号,这样就可以沿用限幅器件,而避免采用昂贵的线性电器件,可将电信号无畸变的调制到光域上,因此本发明实施例中可以产生高质量的pam4信号。为便于更好的理解和实施本发明实施例的上述方案,下面举例相应的应用场景来进行具体说明。现有技术方案使用的是单端eml器件或单端dml器件,调制的信号可以是nrz信号,无法在器件内部将光信号直接调制成pam4信号,单端eml器件由于线性度的限制无法产生较高质量的pam4信号,而单端dml器件由于其高低温特性以及噪声特性的影响也无法产生较高质量的pam4信号。请参阅如图2所示,pam4信号的产生装置中pam4信号产生的流程示意图。在本发明实施例提供的pam4信号的产生装置中,包括有dfb、两个ea调制器(例如ea1和ea2)、soa、psr、两个直流电源(例如直流电源1和直流电源2)、两个电信号产生器(例如电信号发生器1和电信号发生器2)、两个限幅放大器(例如限幅放大器1和限幅放大器2),本发明实施例中通过上述集成器件产生pam4信号。pam4光信号的产生过程如下:直流电源1产生直流偏置信号1,直流偏置信号1输入给dfb激光器,直流电源2产生直流偏置信号2,直流偏置信号2输入给soa。调整dfb激光器两个端口的反射系数,使得两边的连续光出光功率一致,分别产生光信号p1和光信号p2,dfb激光器左边为第一电吸收调制器(即ea1)结构,通过nrz1电信号进行驱动,根据光信号p2产生第1路光nrz信号(即nrz1光信号),记为nrz1_out,dfb激光器右边为半导体光放大器结构,主要作用是用来进行输出幅度调节,通过直流偏置信号2进行优化,光信号p1被放大后成为光信号p3,光信号p3紧接着被注入到集成器件的第二个电吸收调制器(即ea2)中,同样通过电nrz信号进行驱动,产生第2路光nrz信号,记为nrz2_out。两路nrz光信号在偏振分束旋转器(psr)中合成一个完整的pam4信号。两路nrz光信号间的skew可在nrz电信号上进行预补偿,因而无需进行光路中的光程补偿单元,进一步简化了器件设计,无需专门进行光路补偿。而且对于信号调制会更加灵活。基于上述方法得到的pam4信号不再受器件线性度的限制。相反地,由于两个电吸收调制器均进行nrz的调制,均工作在调制曲线的饱和区和截止区,因此,本发明实施例中所提出的方案对器件线性度无特殊要求,采用低成本的限幅起价即可,这对提升器件的整体良率是非常有利的。如图2所示,经过dfb两端输出的光信号为p1和p2,由于是经同一激光器输出,其波长完全相同,而且其功率可以完全相同,即p=p1=p2。dfb左端输出直流光p2经过电吸收调制器ea后,被调制成nrz光学信号。值得注意的是,由于ea调制的是nrz光信号,因此,对应的电驱动器为限幅放大器。dfb右端输出直流光p1在被调制前,经过一个soa的增益放大区域,这样使得直流光p3=2*p1,经过ea2后,被加载上nrz电信号,由于有soa的增益放大,使得ea2输出的nrz2光信号比nrz1光信号的幅度要大一倍。即在幅度上nrz2光信号=2*nrz1光信号。两路nrz光信号经过psr合波后,两路nrz光信号会形成pam4信号。如前述的表1所示,pam4信号的四路电平分别由两路nrz光信号的四种不同的组合得到。本发明实施例提供一种新的pam4信号的产生装置采用基于两路nrz光信号产生pam4信号的方法,改进现有的单端eml器件,在dfb两侧额外增加一个电吸收调制器以及有源增益区来合成pam4信号。本发明实施例提供的pam4信号的产生装置对器件的线性度要求大大降低,基于dfb+双ea+soa的结构实现高线性的pam4码型。本发明实施例中pam4信号的产生装置可以基于现有的inp工艺,与磷化铟(inp)激光器/半导体光放大器的封装流程相同,无需开发新的工艺流程,完全兼容现有工艺,可以降低器件成本。本发明实施例可以有利于降低器件的难度,由于是在直流光上进行pam4调制,避免了在电信号上采用pam4信号。这样可以沿用现有技术中的限幅器件,而避免采用线性电器件。需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线或光纤。通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可使用必需的通用硬件的方式来实现,例如也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用cpu、专用存储器、专用元器件等来实现。用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的,例如模拟电路、数字电路或专用电路等。当前第1页12
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