專利名稱：一種高速光msk調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信和光網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速光最小移頻鍵控 (MSK)信號調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
如今，高速因特網(wǎng)接入、移動電話聲音數(shù)據(jù)服務(wù)、多媒體廣播系統(tǒng)和為了網(wǎng)格計(jì)算 與遠(yuǎn)程存儲的大容量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等服務(wù)的應(yīng)用對通信系統(tǒng)的帶寬是極大的考驗(yàn)。光通信系統(tǒng) 能夠在數(shù)千公里的傳輸距離中支持Tb/s的容量，從而使之成為大容量傳輸系統(tǒng)的技術(shù)基 石出。光纖通信以其巨大的帶寬資源和良好的通信質(zhì)量成為骨干傳輸?shù)膬?yōu)先選擇，而波 分復(fù)用(WDM)技術(shù)在光纖中的應(yīng)用，由于增加了并行傳輸波長的數(shù)量，從而極大程度上提 高了光傳輸系統(tǒng)的容量，是目前最為成熟的技術(shù)。為了進(jìn)一步提高WDM系統(tǒng)的傳輸能力需 要提高復(fù)用的波長數(shù)和增加單個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳輸速率。一旦復(fù)用波長數(shù)和單通道數(shù)據(jù)傳輸 速率得到改善，WDM系統(tǒng)的性能將會成倍數(shù)的提高。隨著摻鉺光纖放大器(EDFA)的誕生， 損耗不再是制約光傳輸系統(tǒng)傳輸性能的主要因素，而被光纖色散和非線性效應(yīng)所替代，在 40Gb/s及以上的高速長距離傳輸系統(tǒng)中，這一點(diǎn)變得尤為明顯。新型光調(diào)制格式因?yàn)槠湓谛盘栐肼曔m應(yīng)能力、抗光纖的傳輸損傷、適應(yīng)窄帶光濾 波器等方面的特性，尤其是在非線性效應(yīng)、信道串?dāng)_、色散容限和PMD容限等方面對傳輸性 能有極大的改善，引起了人們的廣泛關(guān)注。新型調(diào)制格式只需要對發(fā)送端和接收端作一定 改造，不需要增加和改動線路設(shè)備就能完成，特別適合系統(tǒng)的升級，因此，新型調(diào)制格式研 究對現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)升級有著重要的意義。新型的調(diào)制格式如差分四相移相鍵控(DQPSK)、歸零差分移相鍵控(RZ-DPSK)，載 波抑制歸零差分移相鍵控(CSRZ-DPSK)等，都能夠改善因自發(fā)輻射噪聲，光纖色散和光纖 的非線性性帶來的靈敏度代價(jià)。光最小移頻鍵控(MSK)因?yàn)槠渚哂懈念l譜和恒定的傳 輸包絡(luò)而在密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)中備受關(guān)注。光MSK信號屬于連續(xù)相位調(diào)制格式的
一種，在比特間相位是連續(xù)的，在比特內(nèi)相位改變?yōu)閒，傳輸?shù)陌j(luò)是恒定的，正是因?yàn)檫@
些特點(diǎn)，使得光MSK信號對光纖色散和非線性效應(yīng)有很好的抵抗能力，極大程度上改善了 光通信系統(tǒng)的性能。如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)之一的光MSK調(diào)制實(shí)現(xiàn)方法的系統(tǒng)圖。連續(xù)激光器通過分 束器分為兩路，分別耦合進(jìn)MZM1和MZM2，10Gb/s數(shù)據(jù)比特流經(jīng)過預(yù)編碼之后分為I、Q兩 路，分別和2. 5Gb/s的三角波信號一起驅(qū)動MZM1和MZM2，最后將I路和Q路輸出的光信號 合路，即可得到光MSK信號。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述技術(shù)至少存在如下缺點(diǎn)雖然利用該系統(tǒng)可以產(chǎn)生包絡(luò)恒定，相位連續(xù)的理想的光MSK信號，但是需要采 用的驅(qū)動信號為2. 5Gb/s的三角波信號。在實(shí)際應(yīng)用中，如果調(diào)制速度提高到40Gb/s以上，需要的三角波驅(qū)動信號速率更高，然而高速的理想三角波信號難以產(chǎn)生，并且很難提取 時(shí)鐘信號，從而使得該產(chǎn)生的MSK信號難以解調(diào)。三角波信號分為兩路驅(qū)動MZM時(shí)，其中一 路需要進(jìn)行延時(shí)一個(gè)比特，如果延時(shí)控制不夠準(zhǔn)確對產(chǎn)生的光MSK信號有很大影響。為了解決高速三角波難以產(chǎn)生和時(shí)鐘信號難以提取的問題，現(xiàn)有的技術(shù)之二使用 容易產(chǎn)生的相同速率的正弦波替代三角波來驅(qū)動MZM。如圖2所示為該技術(shù)的光MSK調(diào)制 實(shí)現(xiàn)方法的系統(tǒng)圖。連續(xù)激光器經(jīng)過由2. 5Gb/s的正弦信號驅(qū)動的MZM1調(diào)制后分為兩路，其中I路直 接耦合進(jìn)MZM2，Q路經(jīng)過延時(shí)和移相后耦合進(jìn)MZM3，10Gb/s數(shù)據(jù)比特流經(jīng)過預(yù)編碼之后分 為兩路分別驅(qū)動MZM2和MZM3，最后將I路和Q路輸出的光信號合路，即可得到光MSK信號。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述技術(shù)至少存在如下缺點(diǎn)利用相同速率的正弦波替代三角波產(chǎn)生的光MSK信號雖然相位是連續(xù)的，比特內(nèi)
相位改變?yōu)樨窃摴釳SK信號的包絡(luò)不是恒定的，是不斷變化的。這就必然導(dǎo)致了其對非
線性效應(yīng)的抵抗減弱，與此同時(shí)，包絡(luò)的不恒定導(dǎo)致在利用延遲干涉解調(diào)時(shí)產(chǎn)生的解調(diào)信 號的眼圖中間部分有一個(gè)突起，降低了眼張開度(E0P)。同現(xiàn)有技術(shù)一類似，正弦信號分為 兩路驅(qū)動MZM時(shí)，其中一路需要進(jìn)行延時(shí)一個(gè)比特，如果延時(shí)控制不夠準(zhǔn)確對產(chǎn)生的光MSK 信號有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供提一種系統(tǒng)的傳輸性能好、對非線性效應(yīng)抵抗能力強(qiáng)的高 速光MSK調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提出的高速光MSK調(diào)制系統(tǒng)如圖3所示。其結(jié)構(gòu)主要是由4個(gè)相同的馬赫 澤德調(diào)制器(MZM)組成，分成上下兩路。不受傳輸速率的限制，正弦信號直接驅(qū)動上下兩路 第一個(gè)馬赫澤德調(diào)制器，上下兩路馬赫澤德調(diào)制器的偏置不同。連續(xù)激光器經(jīng)光分束器分 為兩路后分別被MZM1和MZM3進(jìn)行調(diào)制，而MZM1和MZM3所采用的偏置是不同的，即MZM1 偏置在Vpi/2處，MZM3偏置在Vpi處，這里的Vpi表示為在MZM中使得光信號產(chǎn)生n相位 變化的電壓值。從而經(jīng)過調(diào)制后產(chǎn)生不同占空比的載波抑制歸零信號(CSRZ)，然后分別耦 合進(jìn)MZM2和MZM4中，高速的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)編碼之后分為兩路，分別作為MZM2和MZM4的 驅(qū)動信號，最后將輸出的經(jīng)調(diào)制的CSRZ信號合并，即得到光MSK信號。這里，MZM1、MZM2、 MZM3和MZM4依次為第一馬赫澤德調(diào)制器、第二馬赫澤德調(diào)制器、第三馬赫澤德調(diào)制器和第 四馬赫澤德調(diào)制器。本發(fā)明的調(diào)制方法與現(xiàn)有技術(shù)一和二的主要區(qū)別在于，采用正弦信號驅(qū)動MZM，并 且在并行的MZM結(jié)構(gòu)中對I路和Q路的調(diào)制器進(jìn)行不同的偏置，I路偏置點(diǎn)為Vpi/2，Q路 偏置點(diǎn)為Vpi。通過這樣的改進(jìn)，使得調(diào)制產(chǎn)生的光MSK信號具有恒定的包絡(luò)和連續(xù)的相位變化。對于MSK信號，如果不進(jìn)行預(yù)編碼，通過解調(diào)器解調(diào)出的信號可能和原始信號不 能匹配，并且對于調(diào)制器不同的偏置情況，其預(yù)編碼方案不同。因此，本發(fā)明中，對于MSK信 號進(jìn)行預(yù)編碼，如圖4所示為預(yù)編碼的邏輯圖。基本原理是將前一輸出的結(jié)果和當(dāng)前比特 進(jìn)行同或或者異或，然后依次輸出，通過選路開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過合理的預(yù)編碼方法并且對上 下兩路進(jìn)行不同的偏置，具有以下的優(yōu)越性1)采用容易產(chǎn)生的正弦波替代三角波，有助于提取時(shí)鐘信號，方便對該調(diào)制信號 進(jìn)行解調(diào)。2)在上下兩路采用不同的偏置，能夠產(chǎn)生包絡(luò)恒定，相位連續(xù)，比特內(nèi)變化f的光 MSK信號，從而改善了對非線性效應(yīng)的抵抗能力。3)通過不同的偏置手段，使得正弦波可以直接驅(qū)動MZM，不同于現(xiàn)有方案一和現(xiàn) 有方案二，需要對其中一路進(jìn)行延時(shí)，避免了延時(shí)不精確的問題，可以提高產(chǎn)生的光MSK信 號的質(zhì)量。4)經(jīng)過合理的預(yù)編碼方案，可以正確解調(diào)產(chǎn)生的光MSK信號，解調(diào)信號眼圖中間 的突起消除了，降低了系統(tǒng)的靈敏度，提高了傳輸系統(tǒng)的性能。5)本方案只是改變了并行結(jié)構(gòu)中MZM的偏置電壓和電域中的預(yù)編碼方案，可以采 用相同的解調(diào)系統(tǒng)，不會增加調(diào)制器的個(gè)數(shù)，不會增加器件的復(fù)雜度。本發(fā)明適用于大容量長距離高速光纖通信和光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘栒{(diào)制與解調(diào)領(lǐng)域， 可用于改善傳輸系統(tǒng)的新型調(diào)制格式的產(chǎn)生方法。


圖IMichael Ohm等人提出的以三角波為驅(qū)動信號的光MSK調(diào)制方法系統(tǒng)圖。圖2Jinyu Mo、Guo-ffei Lu等人提出的以正弦波為驅(qū)動信號的光MSK調(diào)制方法系 統(tǒng)圖。圖3本發(fā)明以正弦波為驅(qū)動信號，I路和Q路偏置不同產(chǎn)生光MSK信號調(diào)制方法 系統(tǒng)圖。圖4本發(fā)明光MSK信號調(diào)制的預(yù)編碼方法的邏輯電路圖。圖5基于matlab仿真現(xiàn)有技術(shù)一、現(xiàn)有技術(shù)二及本發(fā)明產(chǎn)生的光MSK信號的包絡(luò) 及相位圖。其中(a)(b)分別為本發(fā)明光MSK信號的包絡(luò)圖和相位圖，(c)(d)分別為現(xiàn)有 技術(shù)二的光MSK信號的包絡(luò)圖和相位圖，(e) (f)分別為現(xiàn)有技術(shù)一的光MSK信號的包絡(luò)圖 和相位圖。圖6本發(fā)明I路和Q路數(shù)據(jù)信號在時(shí)域的對應(yīng)關(guān)系圖。圖7基于matlab仿真本發(fā)明在四種情況下產(chǎn)生光MSK信號的相位圖。(a)為偶數(shù) 比特序列全為“0”，奇數(shù)比特序列全為“0”的情況；(b)為偶數(shù)比特序列全為“0”，奇數(shù)比特 序列全為“1”的情況；(c)為偶數(shù)比特序列全為“1”，奇數(shù)比特序列全為“0”的情況；(d)為 偶數(shù)比特序列全為“ 1 ”，奇數(shù)比特序列全為“ 1，，的情況。圖8三種方案產(chǎn)生的光MSK信號的光譜圖。圖9本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)二構(gòu)成的系統(tǒng)在4X 100km完全補(bǔ)償?shù)膫鬏旀溌穫鬏斚抡` 碼率和接收到的光功率關(guān)系及其眼圖。圖10三種方案產(chǎn)生的光MSK信號對光纖色散的抵抗性。圖11各種調(diào)制方案在色散完全補(bǔ)償?shù)?00km傳輸鏈路上傳輸時(shí)對光纖非線性效 應(yīng)的抗性。
圖12本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)二在色散完全補(bǔ)償?shù)?X 100km傳輸鏈路上傳輸時(shí)對光纖 非線性效應(yīng)的抗性。圖13本發(fā)明測試系統(tǒng)圖。圖中標(biāo)號1_連續(xù)發(fā)光半導(dǎo)體激光器，2-第一馬赫澤德調(diào)制器，3-第二馬赫澤德
調(diào)制器，4-第-1比特延時(shí)器，5-1相位移相器，6-加法器，7-第三馬赫澤德調(diào)制器，8-第二
1比特延時(shí)器，9-第四馬赫澤德調(diào)制器，10-4選1開關(guān)，11-標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，12-色散補(bǔ)償光 纖，13-摻鉺光纖放大器，14-光電二極管。
具體實(shí)施例方式下面將根據(jù)本發(fā)明提出的光MSK調(diào)制器及調(diào)制方法，完整的描述具體實(shí)施過程。 同時(shí)為了體現(xiàn)本方案的效果，與現(xiàn)有技術(shù)一和現(xiàn)有技術(shù)二產(chǎn)生的光MSK信號進(jìn)行探測靈敏 度、色度色散和非線性效應(yīng)的分析。本發(fā)明的光MSK信號調(diào)制方法如下
對于MZM，其傳輸方程為 在搭建的仿真系統(tǒng)中，由于MZM采取的是推挽式工作方式，在并行結(jié)構(gòu)的上下兩 路的MZM的驅(qū)動信號和偏置電壓都是相同的，所以上式可以改寫為 假設(shè)輸入的光信號為^二水一27^，輸入的驅(qū)動信號為v = "fsin(^^)，并行結(jié)構(gòu)
上路輸入的調(diào)制信號為…=V,a(t)，并行結(jié)構(gòu)上路輸入的調(diào)制信號為u2 = Vnb (t)，其中A 為振幅，f0為激光器頻率，為MZM中使相位變化為Ji的電壓，Tb為碼元間隔，a(t)、b(t) 為經(jīng)調(diào)制產(chǎn)生的包含傳輸信號的非歸零碼信號。在本發(fā)明中，并行結(jié)構(gòu)上路的MZM的偏置點(diǎn)取在傳輸最大值和最小值之間，即相 位改變?yōu)閒，從而得到上路光信號通過第一個(gè)MZM1之后的場的表達(dá)式為
通過第二個(gè)MZM2進(jìn)行調(diào)制，將傳輸信號加載到光信號上，得到的場的表達(dá)式為 并行結(jié)構(gòu)下路的MZM的偏置點(diǎn)取在傳輸最小值之間，即相位改變?yōu)閚，從而得到 下路光信號通過第一個(gè)MZM3之后的場的表達(dá)式為 經(jīng)過90度移相，再通過第二個(gè)MZM4進(jìn)行調(diào)制，將傳輸信號加載到光信號上，得到 的場的表達(dá)式為 在輸出端得到的調(diào)制產(chǎn)生的MSK信號表達(dá)式為 在不同的信息比特位“0”和“1”條件下，調(diào)制產(chǎn)生的非歸零信號a(t)和b(t) 的幅值取0 (對應(yīng)比特位為“0”)，或者是1 (對應(yīng)的比特位為“ 1 ”)，因此COS (a⑴)和 cos(3ib(t))只決定該項(xiàng)的符號。因此調(diào)制產(chǎn)生的MSK信號的功率為 調(diào)制產(chǎn)生的MSK信號的相位為 同理，可以得到采用前面提到的現(xiàn)有技術(shù)一，三角波驅(qū)動MZM產(chǎn)生的光MSK信號表 達(dá)式如下 同時(shí)可以得到采用前面提到的現(xiàn)有技術(shù)二，正弦波驅(qū)動MZM且上下兩路偏置相 同，產(chǎn)生的光MSK信號表達(dá)式如下
J J我們以matlab平臺進(jìn)行信號仿真，得到三種方案產(chǎn)生的光MSK信號的包絡(luò)和相位 如圖5所示?？梢园l(fā)現(xiàn)本發(fā)明產(chǎn)生的光MSK信號輸出功率恒定，相位在傳輸比特間是連續(xù)的， 在比特內(nèi)按正弦函數(shù)變化，變化f相位?，F(xiàn)有技術(shù)二產(chǎn)生的光MSK信號包絡(luò)不是恒定的。本發(fā)明的光MSK信號傳輸系統(tǒng)預(yù)編碼方法如下從系統(tǒng)圖中可以看出，由于MSK信號分成了 I、Q兩路，所以調(diào)制產(chǎn)生的MSK信號每 一個(gè)比特位的相位是由I、Q兩路的信號決定的，如果直接將原始信號分為兩路傳輸然后進(jìn) 行解調(diào)，很顯然不能解調(diào)出正確的信號，因而需要對原始信號進(jìn)行合適的編碼。首先研究I、Q兩路信號如何決定調(diào)制產(chǎn)生的MSK信號的相位。I、Q兩路信號所包 含的比特信息在時(shí)域的關(guān)系如圖6所示。利用matlab仿真平臺，編寫MSK調(diào)制信號產(chǎn)生的代碼，如圖7所示為不同的偶數(shù) 比特序列和奇數(shù)比特序列產(chǎn)生的光MSK信號相位圖。如果我們假設(shè)在一個(gè)比特內(nèi)相位上升代表“ 1 ”，下降代表“0”，則可以列出真值表 如下 ......從而得出的邏輯關(guān)系式為ql = a0 al — al = ql aOq2 = a2 al — a2 = q2 alq3=a2 a3 — a3= q3 a2q4=a4 a3 — a4= q4 a3q5 = a4 O a5 ^ a5 = q5 O a4q6 = a6 a5 — a6 = q6 a5......根據(jù)以上的邏輯關(guān)系式，如果令q0 = a0，我們可以發(fā)現(xiàn)MSK傳輸系統(tǒng)的編碼規(guī)律 為a0ala2
a3= q3 a2= q3@q2 ql q0
a4= q4 a3= q4@q3 q2 qleq0
a5= q5 a4= q5Oq4 q3 q2 ql q0
a6= q6 a5= q6 q5 q4 q3 @q2 q 10qO從而可以得到如圖4所示的預(yù)編碼邏輯電路框圖。所述的預(yù)編碼邏輯電路由四個(gè)邏輯門異或門1、同或門1、同或門2和異或門2， 以及一個(gè)4選1開關(guān)組成，具體如下原始數(shù)據(jù)比特流分為四路同時(shí)輸入到異或門1、同或 門1、同或門2和異或門2四個(gè)邏輯門中；從異或門1輸出的信號分為兩路，一路輸出到4選 1開關(guān)接口 1中，另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作為同或門1的另一個(gè)輸入信號；從同或門 1輸出的信號分為兩路，一路輸出到4選1開關(guān)接口 2中，另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作 為同或門2的另一個(gè)輸入信號；從同或門2輸出的信號分為兩路，一路輸出到4選1開關(guān)接 口 3中，另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作為異或門2的另一個(gè)輸入信號；從異或門2輸出的
=q0
=ql O a0 = ql O q0 =q2 O al = q2 O ql O qO信號分為兩路，一路輸出到4選1開關(guān)接口 4中，另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作為異或門 1的另一個(gè)輸入信號；4選1開關(guān)依次選通接口 1、2、3和4，時(shí)間間隔為1個(gè)比特持續(xù)的時(shí) 間。下面以40Gb/s傳輸速率為例，對本發(fā)明、現(xiàn)有技術(shù)一和現(xiàn)有技術(shù)二的產(chǎn)生的新型 光MSK信號傳輸性能進(jìn)行比較。圖8所示為本發(fā)明、現(xiàn)有技術(shù)一和現(xiàn)有技術(shù)二產(chǎn)生的光MSK信號的光譜圖?？?以發(fā)現(xiàn)三種方案的光譜圖比較接近，主要能量集中在主瓣上，旁瓣下降的很快。同時(shí)可以 發(fā)現(xiàn)以三角波為驅(qū)動信號的MSK_triangle旁瓣下降得最快，而以現(xiàn)有技術(shù)二產(chǎn)生的MSK_ sinusoidal信號旁瓣下降得最慢。圖9所示為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)二構(gòu)建的系統(tǒng)的誤碼率和接收功率的關(guān)系圖及解 調(diào)信號的眼圖。搭建測試系統(tǒng)時(shí)，采用線寬為150kHz的連續(xù)發(fā)光激光器，傳輸總距離為 4 X 100km，每個(gè)跨度使用的SSMF的長度為100km，色散參數(shù)為16pS/nm km，色散補(bǔ)償光纖 (DCF)長為16km，色散參數(shù)為-lOOps/nm km，每個(gè)系統(tǒng)色散均完全補(bǔ)償，并且考慮了每個(gè) 跨度放大器的ASE噪聲，偏振模色散(PMD)以及光纖非線性效應(yīng)。解調(diào)器由馬赫澤德干涉 儀(MZI)以及平衡探測的接收機(jī)構(gòu)成?？梢园l(fā)現(xiàn)本發(fā)明產(chǎn)生的光MSK信號因?yàn)槭呛愣òj(luò) 的，產(chǎn)生的解調(diào)信號的眼圖中間部分沒有突起，提高了 E0P，降低了系統(tǒng)的靈敏度大約3dB 左右，改善了系統(tǒng)的傳輸性能。圖10所示為三種方案產(chǎn)生光MSK信號對色散的抵抗性。搭建測試系統(tǒng)時(shí)，采用線 寬為150kHz的連續(xù)發(fā)光激光器，忽略了放大器的ASE噪聲，偏振模色散(PMD)以及光纖各 種非線性效應(yīng)。采用長為10km,色散值為16ps/nm km的SSMF和長為1. 6km的DCF,通過 改變DCF的色散參數(shù)，模擬仿真出光MSK信號對于殘留色散的抵抗性?？梢园l(fā)現(xiàn)本發(fā)明和 現(xiàn)有技術(shù)一的色散抗性接近，比現(xiàn)有技術(shù)二的色散抗性好。圖11、12所示本發(fā)明對光纖非線性效應(yīng)的抵抗性。搭建測試系統(tǒng)時(shí)，采用線寬為 150kHz的連續(xù)發(fā)光激光器，忽略了放大器的ASE噪聲，偏振模色散(PMD)。采用色散完全補(bǔ) 償?shù)膫鬏旀溌罚ㄟ^改變耦合進(jìn)光纖的光功率來模擬仿真光MSK信號對于光纖非線性效應(yīng) 的抵抗性?？梢园l(fā)現(xiàn)，由于本發(fā)明通過改變MZM的偏置，產(chǎn)生包絡(luò)恒定的光MSK信號，相對 于現(xiàn)有技術(shù)二來說，提高了對光纖非線性效應(yīng)的抗性，改善了傳輸系統(tǒng)的性能。
權(quán)利要求
一種高速光MSK信號的調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于主要由4個(gè)相同的馬赫澤德調(diào)制器組成，分成上下兩路MZM1和MZM2，MZM3和MZM4；連續(xù)激光器經(jīng)光分束器分為兩路后分別進(jìn)入MZM1和MZM3，進(jìn)行調(diào)制，MZM1和MZM3所采用的偏置不同，即MZM1偏置在Vpi/2處，MZM3偏置在Vpi處，這里的Vpi表示為在MZM中使得光信號產(chǎn)生π相位變化的電壓值；經(jīng)過調(diào)制后產(chǎn)生不同占空比的CSRZ信號，然后分別耦合進(jìn)MZM2和MZM4中；信息數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)編碼之后分為兩路，分別作為MZM2和MZM4的驅(qū)動信號；最后輸出的經(jīng)調(diào)制的CSRZ信號合并，即得到光MSK信號；這里，MZM1、MZM2、MZM3和MZM4依次為第一馬赫澤德調(diào)制器、第二馬赫澤德調(diào)制器、第三馬赫澤德調(diào)制器和第四馬赫澤德調(diào)制器；CSRZ為載波抑制歸零信號。
2.一種高速光MSK信號的調(diào)制方法，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的調(diào)制系統(tǒng)， 該系統(tǒng)主要由4個(gè)相同的馬赫澤德調(diào)制器組成，分成上下兩路MZM1和MZM2，MZM3和MZM4 ； 連續(xù)激光器經(jīng)光分束器分為兩路后分別進(jìn)入MZM1和MZM3，進(jìn)行調(diào)制，MZM1和MZM3所采用 的偏置不同，即MZM1偏置在Vpi/2處，MZM3偏置在Vpi處，這里的Vpi表示為在MZM中使 得光信號產(chǎn)生n相位變化的電壓值；經(jīng)過調(diào)制后產(chǎn)生不同占空比的CSRZ信號，然后分別耦 合進(jìn)MZM2和MZM4中；信息數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)編碼之后分為兩路，分別作為MZM2和MZM4的驅(qū)動信 號；最后輸出的經(jīng)調(diào)制的CSRZ信號合并，即得到光MSK信號；這里，MZM1、MZM2、MZM3和MZM4依次為第一馬赫澤德調(diào)制器、第二馬赫澤德調(diào)制器、第 三馬赫澤德調(diào)制器和第四馬赫澤德調(diào)制器；CSRZ為載波抑制歸零信號。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)制方法，其特征在于所述的預(yù)編碼的電路結(jié)構(gòu)滿足以下邏輯 關(guān)系式a0 = q0al = ql O a0 = ql O qOa2 = q2 O al = q2 O ql O qOa3= q3@a2= q3@q20ql qO a4= q4@a3= q4 q3 q2 ql q0 a5= q5 a4二 q5 q4 q3@q2 qlOqO a6= q6ea5= q6 q5 q4@q3 q2 q 1 QqO其中q0，ql, q2...是需要編碼的原始數(shù)據(jù)比特流，a0, al, a2...是經(jīng)編碼之后的數(shù)據(jù) 比特流，“ ”表示同或邏輯關(guān)系，“ ”表示異或邏輯關(guān)系。
4.如權(quán)利要求4中所述的調(diào)制方法，其特征在于所述的預(yù)編碼電路由四個(gè)邏輯門第 一異或門、第一同或門、第二同或門和第二異或門，以及一個(gè)4選1開關(guān)組成；原始數(shù)據(jù)比特 流分為四路同時(shí)輸入到第一異或門、第一同或門、第二同或門和第二異或門四個(gè)邏輯門中； 從第一異或門輸出的信號分為兩路，一路輸出到4選1開關(guān)的第一接口中，另一路延時(shí)一 個(gè)1個(gè)比特之后作為第一同或門的另一個(gè)輸入信號；從第一同或門輸出的信號分為兩路， 一路輸出到4選1開關(guān)的第二接口中，另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作為第二同或門的另 一個(gè)輸入信號；從第二同或門輸出的信號分為兩路，一路輸出到4選1開關(guān)的第三接口中， 另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作為第二異或門的另一個(gè)輸入信號；從第二異或門輸出的信 號分為兩路，一路輸出到4選1開關(guān)的第四接口中，另一路延時(shí)一個(gè)1個(gè)比特之后作為第一異或門的另一個(gè)輸入信號；4選1開關(guān)依次選通其第一、第二、第三、第四接口，時(shí)間間隔為1 個(gè)比特持續(xù)的時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明屬于光纖通信和光網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高速光MSK信號調(diào)制系統(tǒng)及調(diào)制方法。該調(diào)制系統(tǒng)主要由4個(gè)相同的馬赫澤德調(diào)制器組成，分成上下兩路；上下兩路調(diào)制器進(jìn)行不同的偏置，然后通過合適的預(yù)編碼方案進(jìn)行調(diào)制。本發(fā)明可以在以正弦波驅(qū)動的條件下產(chǎn)生包絡(luò)恒定的光MSK信號。產(chǎn)生的光MSK信號增強(qiáng)了對光纖非線性效應(yīng)的抵抗能力，降低了光纖通信系統(tǒng)的接收機(jī)靈敏度，改善了傳輸性能。
文檔編號H04B10/12GK101902422SQ201010245840
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者遲楠, 陶理 申請人:復(fù)旦大學(xué)