一种支持多种调制格式的光发射机的制作方法

文档序号:8564658阅读:394来源:国知局
一种支持多种调制格式的光发射机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光纤通信技术领域,更具体地,涉及一种支持多种调制格式的光发射机。
【背景技术】
[0002]随着高速以太网的普及,光纤到户及宽带中国等政策的驱动,以及新型多媒体业务的发展,宽带用户和数据量都明显快速增长,人们对大容量光通信网络的需求进一步提高。尤其是近几年光纤通信系统传输容量的增长速度开始趋于缓慢,容量危机问题逐渐显现。提高现有波分复用(Wavelength Divis1n Multiplexing,WDM)光通信系统的容量,主要有两种思路:
[0003]一是扩展WDM系统可用的波长范围,如使用L波段。这要求设计相应的L波段的设备和器件,将提高现有通信网络的成本。
[0004]二是提高单波长信道的数据速率,如将现有的1G提高到100G、400G甚至IT。由于电子器件的速率和带宽瓶颈,以现有技术还难以将波特率提高到50G以上,因此,要进一步提高网络容量,本质上讲,基于新型高阶调制格式的方案已经成为必然选择。
[0005]另一方面,在基于各种大数据和云计算应用驱动下,研宄高频率效率的超大容量、灵活光网络迫在眉睫。其中,灵活栅格技术(Flexible Grid)、软件自定义光网络(SoftwareDefined Optical Network)在提高频谱效率、节约能耗、网络智能化等方面具有良好前景。特别是在数据中心、机房,之间或内部的光互连中,优势更加明显。因为数据中心的流量模式具有多样化、超高速、低时延、突发性、服务时间无规律等特性,基于网格的传统光通信系统将面临巨大挑战,如在流量小时,系统空载较严重,造成较大程度的带宽和能量的浪费。而灵活光网络则可以提供动态光路分配、可调谐的信道间隔和带宽、灵活的调制格式和速率,因而更能适应多样化的网络应用和服务。因为不同的调制格式具有不同的频谱特性,抗光纤信道的损伤特性也不相同,如相同调制格式的非归零码(NRZ)比归零码(RZ)的平均光功率高,其抗非线性性能差,因此RZ比NRZ更适合长途传输。很显然,既要提高光网络容量,又要满足灵活多样的应用需求,作为光通信关键器件、能产生新型高阶码型并支持多种调制格式的光发射机必不可少。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种可以支持多种调制格式的光发射机及控制方法,可以提高光通信网络的容量,满足不同传输速率、不同传输距离的应用需求。
[0007]本实用新型提供了一种支持多种调制格式的光发射机,包括激光光源、双平行光调制器、波形选择器、驱动放大器、偏压控制器和主控制器;所述双平行光调制器包括平行的I支路和Q支路,I支路上设置有依次连接的第一强度调制器a和第二强度调制器b,Q支路上设置有依次连接的第三强度调制器C、第四强度调制器d和相位调制器e,所述第一强度调制器a的输入端和所述第三强度调制器c的输入端均连接至所述激光光源的输出端;所述波形选择器的输入端用于接收待调制的二进制信号,所述波形选择器的控制端与所述主控制器的第一输出端连接,所述波形选择器根据所述主控制器输出的第一控制信号将待调制的二进制信号进行转换并输出并行待调电信号;所述驱动放大器的输入端连接至所述波形选择器的输出端,所述驱动放大器的控制端与所述主控制器的第二输出端连接,所述驱动放大器的第一输出端连接至所述第一强度调制器a的射频输入端,所述驱动放大器的第二输出端连接至所述第二强度调制器b的射频输入端,所述驱动放大器的第三输出端连接至所述第三强度调制器c的射频输入端,所述驱动放大器的第四输出端连接至所述第四强度调制器d的射频输入端,所述驱动放大器根据所述主控制器输出的第二控制信号将并行待调电信号进行放大后输出调制电信号;所述偏压控制器的输入端连接至所述主控制器的第三输出端,所述偏压控制器的第一输出端连接至所述第一强度调制器a的偏置电压输入端,所述偏压控制器的第二输出端连接至所述第二强度调制器b的偏置电压输入端,所述偏压控制器的第三输出端连接至所述第三强度调制器c的偏置电压输入端,所述偏压控制器的第四输出端连接至所述第四强度调制器d的偏置电压输入端,所述偏压控制器的第五输出端连接至所述相位调制器e的偏置电压输入端,所述偏压控制器根据所述主控制器输出的第三控制信号控制所述第一强度调制器a、所述第二强度调制器b、所述第三强度调制器C、所述第四强度调制器d和所述相位调制器e的偏置电压控制信号;所述光放大器的输入端连接至所述第二强度调制器b的输出端和所述相位调制器e的输出端,所述光放大器将双平行光调制器输出的调制光信号进行放大后输出。
[0008]更进一步地,所述激光光源通过保偏光纤与所述双平行光调制器连接,所述双平行光调制器通过单模光纤与所述光放大器连接。
[0009]更进一步地,所述发射机支持的调制格式包括:非归零码二进制相位调制信号、占空比为50%的归零码二进制相位调制信号、非归零码四进制相位调制信号、载波抑制归零码四进制相位调制信号和16QAM信号。
[0010]更进一步地,当待调制格式为非归零码二进制相位调制信号时,所述第一强度调制器a、第二强度调制器b和第四强度调制器d的偏置电压均为所述双平行光调制器的半波电压,所述第三强度调制器c和相位调制器e的偏置电压为O ;所述第四强度调制器d的射频输入端的输入信号的峰峰值为所述双平行光调制器半波电压的2倍,输入信号的速率为输入的调制速率,且所述第一强度调制器a、所述第二强度调制器b和所述第三强度调制器c的射频输入端的输入信号均为O。
[0011]更进一步地,当待调制格式为归零码二进制相位调制信号时,所述第一强度调制器a的偏置电压为所述双平行光调制器半波电压的一半,所述第二强度调制器b、所述第三强度调制器c和所述第四强度调制器d的偏置电压均为所述双平行光调制器的半波电压,所述相位调制器e的偏置电压为O ;所述第一强度调制器a的射频输入端的输入信号波形为正弦波时钟信号;所述第一强度调制器a的射频输入端的输入信号的峰峰值为半波电压值,频率等于输入的调制速率;所述第二强度调制器b的射频输入端的输入信号的峰峰值为半波电压值的2倍,频率等于输入的调制速率,且所述第三强度调制器c和第四强度调制器d的射频输入端的输入信号均为O。
[0012]更进一步地,当待调制格式为非归零码四进制相位调制信号时,所述第一强度调制器a和所述第三强度调制器c的偏置电压为所述双平行光调制器的半波电压,所述第二强度调制器b和所述第四强度调制器d的偏置电压均为O,所述相位调制器e的偏置电压为所述双平行光调制器半波电压的一半;所述第一强度调制器a和所述第三强度调制器c的射频输入端的输入信号的峰峰值为所述双平行光调制器半波电压值的2倍,频率等于输入的调制速率,且所述第二强度调制器b和所述第四强度调制器d的射频输入端的输入信号均为O。
[0013]更进一步地,当待调制格式为载波抑制归零码四进制相位调制信号时,所述第一强度调制器a、所述第二强度调制器b、所述第三强度调制器c和所述第四强度调制器d的偏置电压均为所述双平行光调制器的半波电压值,所述相位调制器e的偏置电压为所述双平行光调制器半波电压的一半;所述第一强度调制器a和所述第三强度调制器c的射频输入端的输入信号波形为正弦波时钟信号;所述第一强度调制器a和所述第三强度调制器c的射频输入端的输入信号的峰峰值为所述双平行光调制器半波电压值的2倍,频率等于输入的调制速率的一半;所述第二强度调制器b和所述第四强度调制器d的射频输入端的输入信号的峰峰值为所述双平行光调制器半波电压值的2倍,频率等于输入的调制速率。
[0014]更进一步地,当待调制格式为16QAM信号时,所述第一强度调制器a和所述第三强度调制器c的偏置电压为所述双平行光调制器半波电压值,所述第二强度调制器b和所述第四强度调制器d的偏置电压为所述双平行光调制器半波电压值的0.39倍,所述相位调制器e的偏置电压为所述双平行光调制器半波电压的一半;所述第一强度调制器a和所述第三强度调制器c的射频输入端的输入信号的峰峰值为
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