一种支持多种调制格式的光发射机的制作方法_2

文档序号:8564658阅读:来源:国知局
所述双平行光调制器半波电压值的2倍,频率等于系统输入的调制速率;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半波电压值的0.78倍,频率等于输入的调制速率。
[0015]通过本实用新型所构思的以上技术方案,与现有技术相比,由于采用基于双平行光调制器及对应的控制器来灵活产生多种高阶调制格式,不仅覆盖2PSK等传统二进制调制格式,还支持如QPSK、16QAM等高阶调制码型,同时还能实现不同占空比的RZ的调制,多种灵活的调制格式可选,更能满足不同传输速率,不同传输距离的应用需求。同时,由于仅采用二进制电信号来产生高阶调制格式,因而无需复杂的多电平高速电信号处理,可以降低发射机的复杂度,从而节约成本。同时由于本实用新型采用一体化控制系统,集中控制整个光调制器的波形选择器、驱动放大器、偏压控制器,因而能够取得使光发射机配置简单、方便、灵活以满足不同传输速率、不同传输距离的应用需求,提高光网络容量效率的有益效果O
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型支持多种调制格式的光发射机系统框图。
[0017]图2为本实用新型光发射机工作流程图。
[0018]图3为本实用新型主控制器功能框图。
[0019]其中,I为半导体激光器(Distributed Feedback Laser,DFB),2为双平行光调制器,3为波形选择器,4为驱动放大器,5为偏压控制器,6为主控制器,7为光放大器;a,b,C,d分别为四个强度调制器,e为相位调制器;C1、C2、C3、C4分别为4根高速电缆传输的射频电信号;B1、B2、B3、B4、B5分别为5根低速电缆传送的直流偏压控制信号。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0021]本实用新型提供了一种支持多种调制格式的光发射机,适用于高速光纤通信网络和系统。本实用新型提供了一种低复杂度、支持多种调制格式的光发射机,不仅可以提高光通信网络的容量,还能满足不同传输速率,不同传输距离的应用需求。
[0022]本实用新型提出的光发射机可以利用二进制电信号支持多种调制格式。该发射机包括:半导体激光器1、双平行光调制器2、波形选择器3、驱动放大器4、偏压控制器5、主控制器6、光放大器7 ;其中波形选择器3与驱动放大器4相连,驱动放大器4与双平行光调制器2相连,偏压控制器5也与双平行光调制器2相连,主控制器6与波形选择器3,驱动放大器4及偏置控制器5通过总线相连。主控制器6分别向波形选择器3、驱动放大器4及偏置控制器5传递波形选择控制信息、驱动控制信息及偏压控制信息。波形选择器3根据主控制器6发出的波形选择控制信息将待调制数据进行串并转换并产生时钟信号;驱动放大器4则根据驱动控制信息对波形选择器3的输出信号进行放大后加载到光调制器2。偏压控制器5根据偏压控制信息为双平行光调制器2的每个子调制器设置偏置电压。调制后的光信号经光放大器7放大后作为发射机输出。
[0023]本实用新型提出一种支持多种调制格式的光发射机,不仅覆盖2PSK (2phaseshift keying,二进制相移键控)等传统二进制调制格式,还支持如QPSK(QuadraturePhase Shift Keying,正交相移键控),16QAM(16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式,QAM是一种数字调制方式,具体是指正交幅度调制,即Quadrature Amplitude Modulat1n)等高阶调制码型,同时还能实现不同占空比的归零码调制,多种灵活的调制格式可选,更能满足不同传输速率,不同传输距离的应用需求。
[0024]本实用新型采用基于双平行光调制器的方法来产生高阶调制格式,如16QAM,结构简单,仅利用原始二进制电信号而无需复杂的多电平高速电信号处理,降低发射端高速电信号设备复杂度,节约成本;并且,该发射机产生16QAM调制格式时,有两个子强度调制器不是工作在2倍半波电压状态下,一定程度上减小了发射机功耗。
[0025]本实用新型产生的16QAM的星座图满足格雷码映射。如果以图上C1_C2,C3_C4从左至右分别表示I路和Q路数据的高位到低位,则经过这种调制器映射后的16QAM星座图满足格雷码映射,即星座图上最邻近的星座点仅有一位不同,可以一定程度上降低通信系统的误码率。
[0026]本实用新型采用一体化控制系统,集中控制整个光调制器的波形选择器3、驱动放大器4、偏压控制器5,使得光发射机配置简单、方便,性能稳定、可靠,更具实用化价值。
[0027]作为本实用新型的一个实施例,为保证光发射机性能的稳定性和可靠性,同时降低整个器件的插入损耗,可以采用集成的方法(如硅波导,铌酸锂波导)来制作双平行光调制器。
[0028]下面结合附图1-3对本实用新型作进一步的详细说明:
[0029]本实施例提供一种利用本实用新型所提出的支持多种调制格式的光发射机产生不同调制格式(如非归零(或叫占空比为I)的二进制相位调制(NRZ-2PSK),50%占空比的归零码-二进制相位调制(50% RZ-2PSK),非归零的四进制相位调制(NRZ-QPSK)、载波抑制归零码-正交相位调制码型(CSRZ-QPSK),十六进制正交幅度调制(16QAM))的实施过程。结构如图1所示,包括激光光源1、集成的光调制器2、波形选择器3、驱动放大器4、偏压控制器5、主控制器6、光放大器7。其中双平行光调制器包括两个平行支路,每个支路上有两个串联的强度调制器,且其中一个支路上嵌套有一个相位调制器,用于控制两平行支路的光信号的相位差。五个子调制器通过马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构嵌套而构成一个主光调制器。波形选择器3通过四位总线与驱动放大器4相连,其功能为将待调制二进制信号进行必要的串并转换或产生时钟信号。驱动放大器4通过四根高速电缆C1-C4分别与双平行光调制器的四个子强度调制器的射频输入端相连,偏压控制器5则通过五根低速电缆B1:B5负责控制五个子调制器的偏置电压。主控制器6接收输入调制参数,经处理后向分别向波形选择器3,驱动放大器4,偏压控制器5发送控制信号。
[0030]在此实施例中,对于不同的调制格式的产生,本实用新型所提出的光发射机的大致工作流程如图2所示,但部分器的关键参数设置和工作模式略有不同,下面举例一一说明之。
[0031]对于产生非归零码二进制相位调制(NRZ-2PSK)信号,首先,确定各子调制器的偏置电压及射频输入电信号的大小,然后确定其它各器的工作模式。双平行光调制器2只需要使用其中的一个强度调制器产生二进制相位调制即可,因而可选择将上支路(I)的两个子强度调制器(a和b)偏置在调制器传输曲线最小光功率点,即偏压(B1、B2)设为调制器半波电压,以关断其光功率,下支路(Q)的一个子强度调制器(c)的偏置电压设为0,以允许光全部通过,同时这三个子强度调制器的射频输入信号(Cl、C2、C3)都设为O ;而子相位调制器e的偏压设为O。下支路(Q)中子调制器d用于产生2PSK调制,其偏置电压(B4)设为调制器的半波电压,射频输入信号C4的峰峰值为半波电压的2倍,速率为系统输入的调制速率。由于调制格式为二进制的非归零码,因而波形选择器3无须将待调制二进制数据信号进行串并转换,也不需要产生正弦时钟信号,仅需要控制其输出电信号的幅度经驱动放大器放大后等于半波电压的2倍。
[0032]对于产生占空比为50%的归零码二进制相位调制(50% RZ-2PSK)信号,双平行光调制器2只需要使用其中的一个支路即可,因而可选择将下支路(Q)的两个子强度调制器(c和d)偏置在调制器传输曲线最小光功率点,即偏置电压(B3,B4)设为调制器半波电压,以关断其光功率,而子相位调制器e的偏压可通过偏压控制器设为O。上支路(I)中子调制器a用于产生占空比为50% RZ波形切割,其所需偏置电压(BI)为半波
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