一种基于滤波调制器的fsk调制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电子、光通信领域，更具体地，设及一种基于滤波调制器的FSK调制 系统。
【背景技术】
[0002] 光通信中的主要调制格式包括：基于振幅调制的ASK(Ampl;UudeShiftIfeying， 振幅键控）调制，基于相位调制的PSK(phaseShiftk巧ing，相位键控）调制，基于频率调 制的FSK(Rrequen巧Shiftkeying,频率键控）调制，W及基于偏振的偏振调制。其中FSK 作为最近提出的一种调制模式，由于在传输过程中具有很高的传输容忍性；对于FSK信号 的解调方式仅需要光学滤波器即可，解调方便等优势，越来越引起人们的关注。
[0003] 现有的FSK调制方式有；（1)通过调节激光器的控制电流来改变激光器的输出频 率，W达到不同频率输出的目的，但是此种方式，由于控制电流的达不到高速的变换，W及 信号响应速度的限制，FSK信号速率低于lOGb/s，无法产生高速FSK信号。（2)利用3个集 成的马赫增德尔调制器控制，分别调制上下边带的模式产生，但是该种器件限于生产技艺 的水平，很难生产出此种器件。（3)利用两个激光器或者CSRZ(CarrierSuppressedReUme toZero,载波拟制归零码）模式，产生两个副载波，将副载波调制DPSK值ifferential PhaseShiftIfeying，差分相移键控）信号，然后将信号送入延时干设仪对DPSK解调效果， 将两个副载波分别对应于MZDI(Mach-ZehnderDelayInterferometer,马赫增德尔延迟干 设仪）的输出最大值和最小值，进而产生FSK信号。但是该种方法结构比较复杂，要经过多 次调制和解调过程。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于滤波调制器的FSK调制系 统，旨在解决现有技术中FSK信号中载波频率幅度不相等、调制速率低、误码率高W及系统 复杂的问题。
[0005] 本发明提供了一种基于滤波调制器的FSK调制系统，包括正弦信号发生器、激光 器、第一反相器、LiNb〇3调制器、数据信号发生器、第二反相器和滤波调制器；所述第一反 相器的输入端连接至所述正弦信号发生器的输出端，所述第一反相器的输出端连接至所述 LiNb〇3调制器的上臂控制端口；所述LiNbO3调制器的输入端连接至所述激光器的输出端， 所述LiNb〇3调制器的下臂控制端口连接至所述正弦信号发生器的输出端；所述第二反相器 的输入端连接至所述数据信号发生器的输出端，所述第二反相器的输出端连接至所述滤波 调制器的上臂控制端，所述滤波调制器的输入端连接至所述LiNb〇3调制器的输出端，所述 滤波调制器的下臂控制端口连接至所述数据信号发生器的输出端，所述滤波调制器的输出 端作为FSK调制系统的输出端。
[0006] 其中，工作时，所述正弦信号发生器输出的驱动信号分为两路，一路直接加载在所 述LiNb化调制器的下臂控制端，另一路经过反向调制后再加载到所述LiNbO3调制器的上 臂控制端，所述LiNb化调制器对激光器输出的连续激光信号进行调制，产生载波拟制副载 波信号，此信号包含两个副载波分量，而载波分量被拟制；此后，副载波信号进入滤波调制 器，此调制器具有滤波和调制的功能，首先进入调制器的副载波信号分两路分别通过由FBG 构成的上下两路通道，完成载波分离的作用，随后在上下两臂的强度调制器中由外部信号 的作用下进行强度调制，使光信号称为强度禪合、频率不同的光信号，在滤波调制器输出端 禪合后，即为FSK信号，驱动滤波调制器的信号为数据信号，数据信号由数据信号发生器产 生，一路直接加载到滤波调制器对光波进行调制，一路经第二反相器加载到滤波调制器对 光波进行调制，因此经过两路数据调制的上下两臂的光载波即为幅度禪合、频率不同的信 号光。
[0007] 其中，所述LiNb〇3调制器对激光器输出的连续激光进行调制，其传输函数为：
【主权项】
1. 一种基于滤波调制器的FSK调制系统，其特征在于，包括正弦信号发生器（I)、激光 器（2)、第一反相器（3)、LiNb03调制器（4)、数据信号发生器（5)、第二反相器（6)和滤波调 制器（7); 所述第一反相器（3)的输入端连接至所述正弦信号发生器（1)的输出端，所述第一反 相器⑶的输出端连接至所述LiNbO3调制器⑷的上臂控制端口； 所述LiNbO3调制器（4)的输入端连接至所述激光器（2)的输出端，所述LiNbO3调制器 (4)的下臂控制端口连接至所述正弦信号发生器⑴的输出端； 所述第二反相器（6)的输入端连接至所述数据信号发生器（5)的输出端，所述第二反 相器（6)的输出端连接至所述滤波调制器（7)的上臂控制端， 所述滤波调制器（7)的输入端连接至所述LiNbO3调制器（4)的输出端，所述滤波调制 器（7)的下臂控制端口连接至所述数据信号发生器（5)的输出端，所述滤波调制器（7)的 输出端作为FSK调制系统的输出端。
2. 如权利要求1所述的FSK调制系统，其特征在于，工作时，激光器产生连续波激光进 入LiNbO3调制器（4)，LiNbO3调制器（4)在正弦信号的控制下对激光信号进行调制，产生 载波拟制副载波信号，副载波信号进入滤波调制器（7)，在滤波调制器内，副载波信号分两 路通过由FBG构成的上、下通道完成载波分离的作用，并在在上、下两臂的强度调制器中由 数据信号的作用下进行强度调制，使得强度耦合、频率不同的光信号在滤波调制器（7)输 出端耦合后输出FSK信号；所述正弦信号由正弦信号发生器（1)产生，正弦信号分为两路， 一路直接加载在所述LiNbO3调制器（4)的下臂控制端，另一路经过反向调制后再加载到所 述LiNbO3调制器（4)的上臂控制端；数据信号由数据信号发生器（5)产生，数据信号分为 两路，一路直接加载到滤波调制器（7)上对光波进行调制，另一路经第二反相器（6)反向后 再加载到滤波调制器（7)上对光波进行调。
3. 如权利要求1所述的FSK调制系统，其特征在于，所述LiNbO3调制器⑷对所述激 光器（2)输出的连续激光进行调制，其传输函数为：
其中，L为插入损耗，:T为LiNbO3调制器（4)的上、下两臂的分光比，^Pupper(0、中MpperW. 分别为上~下臂的相位…⑴^⑴分别为上~下两臂的驱动电压^^^^为^^^调制 器的半波电压，VB1、Vb2分别为上、下两臂的偏置电压。
4. 如权利要求1所述的FSK调制系统，其特征在于，所述滤波调制器（7)包括第一耦合 器（71)、第一布拉格光栅光纤（72)、第一强度调制器（73)、第二布拉格光栅光纤（74)、第二 强度调制器（75)和第二耦合器（76); 所述第一耦合器（71)的输入端连接至所述LiNbO3调制器（4)的输出端，所述第一布 拉格光栅光纤（72)的一端与所述第一親合器（71)的第一输出端连接，所述第二布拉格光 栅光纤（74)的一端与所述第一親合器（71)的第二输出端连接； 所述第一强度调制器（73)的输入端连接至所述第一布拉格光栅光纤（72)的另一端， 所述第一强度调制器（73)的控制端作为所述滤波调制器（7)的上臂控制端与所述第二反 相器（6)的输出端连接； 所述第二强度调制器（75)的输入端连接至所述第二布拉格光栅光纤（74)的另一端， 所述第二强度调制器（75)的控制端作为所述滤波调制器（7)的下臂控制端与所述数据发 生器（5)的输出端连接； 所述第二耦合器（76)的第一输入端连接至所述第一强度调制器（73)的输出端，所述 第二耦合器（76)的第二输入端连接至所述第二强度调制器（75)的输出端，所述第二耦合 器（76)的输出端作为所述滤波调制器（7)的输出端。
5.如权利要求4所述的FSK调制系统，其特征在于，所述第一布拉格光栅光纤（72)的 中心滤波波长与LiNbO3调制器（4)输出的副载波的波长匹配，带宽相等。
【专利摘要】本发明公开了一种基于滤波调制器的FSK调制系统，其能够产生连续的FSK光信号，可以作为光学标签或光学净荷，FSK调制系统包括激光器、LiNbO3调制器、随机信号发生器、正弦信号发生器、2个反相器和滤波调制器；其中激光器产生连续激光，进入LiNbO3调制器，在正弦信号的驱动下，输出载波拟制副载波；载波拟制副载波进入滤波调制器模块，在数据信号的驱动下进行调制，得到频率不同、强度耦合对称的信号光，进而耦合得到所需的FSK信号。本发明利用一个LiNbO3调制器和滤波调制器模块实现FSK信号，相对于现有的FSK调制方式，具有信号调制稳定，外部因素影响小，各频率分量幅度差异小，因此信号传输色散影响小，集成度高等优点。
【IPC分类】H04L27-12
【公开号】CN104717166
【申请号】CN201510109492
【发明人】罗风光, 杨柳, 李斌
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月12日