[发明专利]一种归零交替传号反转光调制信号的产生方法和装置

说明书

技术领域

本发明提出一种产生归零交替传号反转的光调制信号的产生方法，更具体地涉及到高速光通信系统中归零交替传号反转的光调制信号产生的装置，主要应用于高速光传输系统(比如10Gb/s和40Gb/s光传输系统)，包括密集波分复用(DWDM)光传输系统。 

背景技术

交替传号反转的光调制信号有很多独特的优点：比如在光纤中传输时，它的码间干扰小，色散容忍性高，能够延长高速光传输系统的无电中继传输距离；其次在超高速的光传输系统中，这种光调制信号的谱宽相对较窄，能够应用在50GHz甚至25GHz通道间隔的密集波分复用光传输系统中，可以扩大光传输系统的容量；再次是它的接收系统比较简单，同普通强度调制-直接检测系统一样，只需简单的光强度探测器即可。但是这种非归零的交替传号反转的调制信号也存在一定的缺陷，比如获得这种光调制信号的技术复杂，成本较高，且这种光调制信号应用在光传输系统中的与传统的非归零光调制信号相比光信噪比容限不高，在超长跨距的光传输系统中应用受限等。 

近年来，归零码调制技术引起了人们较大的兴趣，主要原因是这种调制格式能够提高光传输系统的光信噪比容限，归零调制信号的码间干扰小于非归零调制信号，因而具有更高的非线性容限和更大的偏振模色散(PMD)容限，特别适合超长距离的光传输系统。如果将归零码调制格式技术与交替传号反转的码型调制技术结合起来，得到归零的交替传号反转的光调制信号，则可以充分发挥各自的优势，改善非归零交替传号反转的光调制信号的传输性能以及普通归零码(RZ-OOK)的低色散容忍性，是极具吸引力的一种新型光调制技术，在超长距离高速光传输系统中有较大的应用前景。 

传统的产生归零交替传号反转的调制信号一般采用两级调制方法，专利号为US2005/0100346的专利中给出了这种装置的基本描述。其中第一级调制是数据调制，用来产生双二进制光调制信号，第二级调制是时钟调制，为了得到归零的交替传号反转的光调制信号，整个装置的框图如图1所示，包括100原始的数据信号，101原始的时钟信号，102第一级调制单元，103第二级调制单元以及104连续波激光器光源。 

第一级调制单元包括1020差分预编码器，将前级输出的数据信号进行预编码处理，然后将经过预编码后的信号输出给1021编码器编码处理，再经过1022电平偏移得到了三电平的电信号，1023是驱动器，将三电平信号放大到足够的幅度，以驱动1024马赫曾德尔调制器，该调制器偏置在最低点，最大驱动信号幅度为2Vπ，从第一级调制器输出的双二进制光调制信号，第二级调制单元包括时钟驱动器1030，将从原始数据中提取的同步时钟放大去驱动第二级马赫曾德尔调制器1031，该调制器偏置在最低点零点，驱动时钟为原时钟频率的一半，即半频率时钟(halfclock)，最终从第二级调制器输出的是归零的交替传号反转的光调制信号。 

还有一种产生归零交替传号反转的调制信号的方法与前面所述的方法类似，仍然采用两级调制的方式，如图2所示，所不同的是在第一级调制单元采用滤波的方法得到三电平电信号，将原始数据信号进行预编码器处理后，再经过一个带宽较窄的滤波器，一般为四分之一信号速率带宽，设计成贝塞尔低通滤波器，得到一个三电平的信号，再将此三电平电信号放大，驱动第一级马赫曾德尔调制器，第一级马赫曾德尔调制器的偏置电压设置与第一种方法完全相同，第二级马赫曾德尔调制与前面所述的方法完全相同。 

传统的产生归零交替传号反转的光调制信号装置，在产生双二进制光调制信号时，由于采用了低通滤波器，在眼图的空号(“0”电平)时形成纹波301，如图3所示，通常这些纹波导致在归零交替传号反转的光调制信号的接收端的接收灵敏度的恶化。 

US2005/0100346的专利公开了将传统产生归零交替传号反转的光调制信号产生装置中的低通滤波器去掉，第一级马赫曾德尔调制采用差分输入的铌酸锂调制器代替单端输入的铌酸锂调制器，可以解决了传统方法中空号纹波问题，但该专利的核心是提出在最后输出的光调制信号前加入一个光滤波 器，仅用来降低空号时的产生的纹波，另外这种方式没有摆脱两级调制方式，采用该专利实现的光发射机价格高、体积大，两级调制存在光纤熔接的问题，可实现性较差。