[发明专利]多电平光信号产生装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种多电平光信号产生方法。

背景技术

提高数据传输带宽和传输距离仍然是光通信领域中研究的重要方面。与数字信号处理结合，高频谱利用率的多电平信号则成为未来光传输网络中的最佳选择。然而，16QAM信号与其他调制技术相比有较高的频谱利用率则被认为是最佳的调制技术之一。

QAM意为正交幅度调制，是一种数字调制方式。16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广，与2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。

现有文献提出了多种产生多电平调制信号的结构和方案。这些方案基本都是基于级联的马赫曾德尔干涉仪(MZI)与一个相位调制器产生的。这些方案要在电域内进行处理，结构复杂并且产生的信号的性能不稳定。

半导体光放大器(SOA)由于体积小、功耗低，响应速度快(皮秒量级)以及易于集成等优点，在光通信领域引起了越来越多的关注。而半导体光放大器的非线性效应则在光通信领域中用的越来越多。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何在光域产生性能稳定的多电平光信号。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多电平光信号产生装置，包括：四个半导体光放大器SOA，所述四个SOA两两一组，第一组的两个SOA通过第一光耦合器连接，第二组的两个SOA通过第二光耦合器连接，形成两个基于半导体光放大器的马赫-曾德尔干涉仪SOA-MZI，每个所述SOA-MZI的两个SOA分别位于所述SOA-MZI的上下臂，每个所述SOA-MZI的上臂或下臂上的SOA之后设有相移器，两个SOA-MZI通过第三光耦合器连接。

本发明还提供了一种利用上述装置的多电平光信号产生方法，包括以下步骤：

S1：将第一二进制启闭键控OOK信号、时钟信号和辅助光注入到第一SOA-MZI，产生第一四相相移键控QPSK信号；并将第二OOK信号、所述时钟信号和所述辅助光注入到第二SOA-MZI，产生第二QPSK信号；

S2：调节第一OOK信号和第二OOK信号的功率使第一QPSK信号幅度是第二QPSK信号幅度的2倍，从而使第一QPSK信号和第二QPSK信号耦合产生16QAM信号。

其中，所述步骤S2中调节第一OOK信号和第二OOK信号的功率时，还同时调节所述时钟信号和辅助光的功率。

其中，所述步骤S1具体包括：

将所述第一OOK信号分成两路，第一路第一OOK信号连同所述时钟信号和辅助光注入第一SOA-MZI的上臂的SOA，经过第一SOA-MZI的上臂产生第一二进制相移键控BPSK信号，第二路第一OOK信号连同所述时钟信号和辅助光注入第一SOA-MZI的下臂的SOA，经过第一SOA-MZI的下臂产生第二BPSK信号，所述第一BPSK信号或第二BPSK信号是SOA输出的信号经过π/2相移的信号，所述第一BPSK信号和第二BPSK信号耦合产生所述第一QPSK信号；并将所述第二OOK信号分成两路，第一路第二OOK信号连同所述时钟信号和辅助光注入第二SOA-MZI的上臂的SOA，经过第二SOA-MZI的上臂产生第三BPSK信号，第二路第二OOK信号连同所述时钟信号和辅助光注入第二SOA-MZI的下臂的SOA，经过第二SOA-MZI的下臂产生第四BPSK信号，所述第三BPSK信号或第四BPSK信号是SOA输出的信号经过π/2相移的信号，所述第三BPSK信号和第四BPSK信号耦合产生所述第二QPSK信号。

(三)有益效果

本发明通过四个半导体光放大器SOA和光耦合器，所述四个SOA两两一组形成两个马赫-曾德尔干涉仪的结构实现了在光域产生性能稳定的多电平光信号。

附图说明

图1是本发明实施例的一种多电平光信号产生装置结构示意图；

图2是本发明实施例的一种多电平光信号产生方法流程图；

图3是基于图1的系统仿真图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。