一種光調製的實現方法和裝置的製作方法

2023-08-04 14:56:26 1

專利名稱：一種光調製的實現方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信傳輸領域，尤指一種適用於需要有高性能和長期穩定性表現的光信號傳輸系統上的光調製的實現方法和裝置。
背景技術：
在長途高速光傳輸系統中，對碼型的頻譜利用效率和色散容限都提出了更高的要求。光雙二進位ODB(optical duo binary，光雙二進位)調製技術是在光域上將二進位序列按照一定的規則轉換成特殊的三個狀態來進行傳輸光信號的技術。在光雙二進位ODB調製的過程中，使用三個值Z、A和B來代表雙二進位的三種邏輯狀態Z代表「0」，A代表「1」，B代表「-1」。這三個值可以是在同一相位上的三級幅度值，如三電平幅度調製雙二進位；也可以是在同一偏振態下的三個不同相位值，如AM-PSK(amplify-phaseshift key，幅度-相位鍵控)雙二進位等；也可以是同一偏振態下的三個不同頻率值，如AM-FSK(amplify-frequency shift key，幅度-頻率鍵控)；甚至是三個不同的偏振狀態，如雙二進位偏振位移鍵控調製。
在實現光雙二進位ODB調製的現有技術中，通常使用以下兩種技術方案。
現有技術方案一的實現原理框圖如圖1所示。
該方案實現光雙二進位ODB調製的過程如下輸入電信號數據流DATA(0，1) 經過一個電信號驅動器2輸入到MZ調製器7的一個高頻輸入埠V1(t)；互補輸入數據DATA′(0，1)先經過一個數據位延時器T8，再經過一個電信號驅動器12輸入到MZ調製器7的另一個高頻輸入埠V2(t)；輸入光信號U(0，1)通過MZ調製器7調製後輸出雙二進位已調光信號Z(0，1)。在本方案中，MZ調製器偏置點設置為當V1(t)＝V2(t)時調製器輸出光信號最小。
現有技術方案二的實現原理框圖如圖2所示。
該方案實現光雙二進位ODB調製的過程如下輸入電信號數據流DATA(0，1) 經過一個電信號驅動器2輸入到MZ調製器7的一個高頻輸入埠V1(t)；輸入電信號數據流DATA(0，1)的另一路數據流先經過一個數據位延時器T8，再經過一個放大器12輸入到MZ調製器7的另一個高頻輸入埠V2(t)；輸入光信號U(0，1)通過MZ調製器7調製後輸出雙二進位已調光信號Z(0，1)。在本方案中，MZ調製器偏置點設置為當V1(t)＝V2(t)時調製器輸出光信號最小。
由以上描述可以看出，現有技術在實現光雙二進位ODB調製的過程中均使用了一個單端輸入和單端輸出的延時器T來獲得兩路有時間差的電信號數據流。但在使用單端輸入和單端輸出的延時器的過程中，將會帶來以下技術問題1、為保障該延時器T的準確延時，需要另外增加外圍電路進行控制，增加了複雜性，提高了成本。
2、當延時器T沒有正常的延時時，輸出序列將會不可控制，增加了誤碼率。
3、當數據速率發生變化時，延時器T無法作相應的變化，數據位會出現重疊或者距離增大，從而產生誤碼。

發明內容
本發明提供了一種光調製的實現方法和裝置，從而針對上述由於使用單端輸入和單端輸出的延時器而可能導致的產生誤碼、增加誤碼率的問題，提出了解決問題的方案。
本發明提供了一種光調製的方法，包括步驟A輸入電信號數據流通過時鐘產生器產生的兩路互補的時鐘信號分別與所述輸入電信號數據流一起輸入到第一乘法模塊、第二乘法模塊；步驟B經過第一乘法模塊、第二乘法模塊分別進行乘法處理後，輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)分別輸入到調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)；步驟C調製器根據電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)對光信號進行調製。
步驟A可以通過以下步驟實現，步驟A1，輸入電信號數據流將完全相同的兩部分中的一部分電信號數據流作為時鐘產生器的時鐘源，輸入到時鐘信號輸入端，控制時鐘產生器產生兩路互補的時鐘信號；步驟A2，所述兩路互補的時鐘信號分別與所述輸入電信號數據流的完全相同的兩部分中的另一部分電信號數據流一起輸入第一乘法模塊、第二乘法模塊。
步驟A還可以通過以下步驟實現，步驟A3，隨路時鐘信號輸入時鐘產生器的時鐘信號輸入端，控制時鐘產生器產生所需要的時鐘序列，使得當輸入電信號數據流將完全相同的兩部分中的一部分電信號數據流輸入時鐘產生器的數據信號輸入端時產生兩路互補的時鐘信號；步驟A4，所述兩路互補的時鐘信號分別與所述輸入電信號數據流的完全相同的兩部分中的另一部分電信號數據流一起輸入第一乘法模塊、第二乘法模塊。
所述步驟B具體包括，從第一乘法模塊、第二乘法模塊輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)分別通過第一電信號驅動器、第二電信號驅動器後，再分別輸入調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)。
所述步驟C進一步包括，設置調製器偏置點為當V1(t)＝V2(t)時，調製器輸出光信號最小。
所述時鐘產生器可以是D觸發器、T觸發器、J-K觸發器或者它們的組合；所述調製器可以是極化調製器、MZ調製器，所述MZ調製器可以是鈮酸鋰調製器，聚合物調製器。
本發明還提供了一種光調製的實現裝置，包括時鐘產生器，用於當輸入電信號數據流輸入時鐘產生器時，產生兩路互補的時鐘信號，分別為第一路時鐘信號和第二路時鐘信號；第一乘法模塊，用於把第一路時鐘信號與輸入電信號數據流做乘法處理後輸出電信號數據流Y(0，1)；第二乘法模塊，用於把第二路時鐘信號與輸入電信號數據流做乘法處理後輸出電信號數據流Y′(0，1)；調製器，用於根據由調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)接收到的從第一乘法模塊、第二乘法模塊輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)，對光信號進行調製。
所述第一乘法模塊與MZ調製器之間進一步包括第一電信號驅動器，該驅動器用於將輸入的電信號數據流放大和整形；所述第二乘法模塊與MZ調製器之間進一步包括第二電信號驅動器，該驅動器用於將輸入的電信號數據流放大和整形。
所述的MZ調製器偏置點設置為當V1(t)＝V2(t)時，調製器輸出光信號最小。
所述時鐘產生器可以是D觸發器、T觸發器、J-K觸發器或者它們的組合；所述調製器可以是極化調製器、MZ調製器，所述MZ調製器包括鈮酸鋰調製器，聚合物調製器。
由上述本發明提供的技術方案可見，本發明通過使用時鐘產生器能夠有效解決上述因使用單端輸入和單端輸出的延時器容易產生誤碼的問題，從而為業務傳輸提供了高度的可靠性，提高網絡的抗故障能力。同時，本發明易於實現，無需另外增加外圍電路進行控制，節約了成本。


圖1為使用數據位延時器進行光調製的現有技術方案一的原理框圖；圖2為使用數據位延時器進行光調製的現有技術方案二的原理框圖；圖3為本發明提供的第一個實施例的數據處理單元的功能框圖；圖4為本發明提供的第一個實施例中的時鐘產生器的工作原理圖；圖5為本發明提供的第二個實施例的數據處理單元的功能框圖；圖6為本發明提供的第二個實施例中的時鐘產生器的工作原理圖。
具體實施例方式
本發明提出的光調製實現方法的核心思想是利用時鐘產生器將二進位序列DATA(x，z)的輸入電信號數據流，按照奇偶分配規律，使其成為兩個二進位序列，從而通過MZ調製器使未調製的光信號變成已調製的雙二進位光信號。二進位序列DATA(x，z)的奇偶分配規律為當x逢奇數個z時，x到第一個序列；當x逢偶數個z時，x到第二個序列；或者當x逢奇數個z時，x到第二個序列，當x逢偶數個z時，x到第一個序列。
下面結合兩個具體實施例來說明本發明的技術方案。
本發明的第一個實施例的數據處理單元的功能框圖如圖3所示。
輸入電信號數據流DATA(0，1)分為相同的兩部分，一部分作為時鐘產生器clock generator的時鐘源，輸入到時鐘信號輸入端CLK，控制時鐘產生器產生兩路互補的時鐘信號，然後這兩路互補的時鐘信號分別與輸入電信號數據流的另一部分分別輸入到乘法模塊13和15。該乘法模塊可以用乘法器或者與門電路實現。
乘法模塊13輸出的Y(0，1)通過驅動器14輸入到MZ調製器7的高頻輸入端V1(t)，乘法模塊15的輸出Y′(0，1)通過驅動器16輸入到MZ調製器7的另一個高頻輸入端V2(t)。驅動器14和16可以根據需要添加，如果輸出幅度已經足夠，可以省略。
MZ調製器偏置點設置為當V1(t)＝V2(t)時，調製器輸出光信號最小。輸入埠的幅度從-Vπ/2到Vπ/2變化，Vπ是MZ調製器單臂工作時輸出光強由最大變為最小所需要的開關電壓，V1(t)和V2(t)可以為-Vπ/2，0，Vπ/2三值中的任何一個。
圖3中的時鐘產生器有一個輸入埠CLK和兩個輸出埠Q和Q′，其中兩個輸出埠Q和Q′輸出互補。其工作原理以D觸發器為例來說明，如圖4所示。
圖4中D觸發器的互補輸出端Q′與D相連，輸入電信號數據流1輸入D觸發器的時鐘信號輸入端CLK。當數據流中包含0-1變化時，D觸發器開始翻轉，在其它狀態時保持不變，從而通過輸出端Q和Q′輸出兩路互補的時鐘，具體的數據參考表1。
表1中第一列為輸入數據流(此處為隨機序列，僅供參考)，第二列和第三列即為輸出的互補時鐘序列，第四列和第五列為數據與時鐘序列通過乘法器後的輸出序列，第六列為經過MZ調製後的輸出幅度，第七列為經過MZ調製後的輸出相位，此時的相位在相同幅度時保持不變。


表1本發明的第二個實施例的數據處理單元的功能框圖如圖5所示其實現過程與基本原理與本發明的第一個實施例相比，時鐘產生器2多了一個輸入埠，即數據信號輸入埠I。此時的輸入電信號數據流DATA(0，1)中的一部分輸入的是數據信號輸入埠I，而不是時鐘信號輸入端CLK。時鐘信號11輸入時鐘信號輸入端CLK來控制產生所需的時鐘序列。該時鐘信號11在產生輸入電信號數據流DATA(0，1)時同時產生，所以該時鐘信號也稱為隨路時鐘信號。
本發明實施例二中的時鐘產生器利用隨路時鐘信號來產生需要的時鐘序列，使得輸入電信號數據流DATA(0，1)通過時鐘產生器時產生兩路互補的時鐘信號。相比較本發明的實施例一，該時鐘產生器的優點為可以根據需要實現更多種狀態的時鐘序列。
圖5中的時鐘產生器2有兩個輸入埠數據信號輸入端I和時鐘信號輸入端CLK，及兩個輸出埠Q和Q′，其中兩個輸出埠Q和Q′輸出互補，其工作原理以T觸發器為例來說明，如圖6所示。
圖6時鐘信號11輸入到T觸發器的時鐘信號輸入端CLK，輸入電信號數據流1輸入到T觸發器的數據信號輸入端I。當輸入數據流1中包含數據DATA(0，1)中的「1」時，T觸發器開始翻轉，通過Q和Q′輸出兩路互補的時鐘；當輸入數據流1中不包含數據DATA(0，1)中的「1」時，T觸發器保持不變，具體數據請參考表2。
表2中第一列為輸入數據流(這裡為隨機序列，僅供參考)，第二列和第三列為輸出的互補時鐘序列，第四列和第五列為數據與時鐘通過乘法器後的輸出序列，第六列為經過MZ調製器調製後的輸出幅度，第七列為經過MZ調製器調製後的輸出相位。

表2從以上描述可以看出，時鐘產生器的輸出數據隨輸入電信號數據流的變化而變化，使得當數據速率發生變化時，輸出數據亦作相應的變化，數據位不會出現重疊或者距離增大，從而降低了誤碼率。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種光調製的實現方法，其特徵在於，包括如下步驟步驟A輸入電信號數據流通過時鐘產生器產生的兩路互補的時鐘信號分別與所述輸入電信號數據流一起輸入到第一乘法模塊、第二乘法模塊；步驟B經過第一乘法模塊、第二乘法模塊分別進行乘法處理後，輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)分別輸入到調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)；步驟C調製器根據電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)對光信號進行調製。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A具體包括，步驟A1，輸入電信號數據流將完全相同的兩部分中的一部分電信號數據流作為時鐘產生器的時鐘源，輸入到時鐘信號輸入端，控制時鐘產生器產生兩路互補的時鐘信號；步驟A2，所述兩路互補的時鐘信號分別與所述輸入電信號數據流的完全相同的兩部分中的另一部分電信號數據流一起輸入第一乘法模塊、第二乘法模塊。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A具體包括，步驟A3，隨路時鐘信號輸入時鐘產生器的時鐘信號輸入端，控制時鐘產生器產生所需要的時鐘序列，使得當輸入電信號數據流將完全相同的兩部分中的一部分電信號數據流輸入時鐘產生器的數據信號輸入端時產生兩路互補的時鐘信號；步驟A4，所述兩路互補的時鐘信號分別與所述輸入電信號數據流的完全相同的兩部分中的另一部分電信號數據流一起輸入第一乘法模塊、第二乘法模塊。
4.如權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述步驟B具體包括，從第一乘法模塊、第二乘法模塊輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)分別通過第一電信號驅動器、第二電信號驅動器後，再分別輸入調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟C進一步包括，設置調製器偏置點為當V1(t)＝V2(t)時，調製器輸出光信號最小。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述時鐘產生器可以是D觸發器、T觸發器、J-K觸發器或者它們的組合；所述調製器可以是極化調製器、MZ調製器，所述MZ調製器可以是鈮酸鋰調製器，聚合物調製器。
7.一種光調製的實現裝置，其特徵在於，包括，時鐘產生器，用於當輸入電信號數據流輸入時鐘產生器時，產生兩路互補的時鐘信號，分別為第一路時鐘信號和第二路時鐘信號；第一乘法模塊，用於把第一路時鐘信號與輸入電信號數據流做乘法處理後輸出電信號數據流Y(0，1)；第二乘法模塊，用於把第二路時鐘信號與輸入電信號數據流做乘法處理後輸出電信號數據流Y′(0，1)；調製器，用於根據由調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)接收到的從第一乘法模塊、第二乘法模塊輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)，對光信號進行調製。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一乘法模塊與MZ調製器之間進一步包括第一電信號驅動器，該驅動器用於將輸入的電信號數據流放大和整形；所述第二乘法模塊與MZ調製器之間進一步包括第二電信號驅動器，該驅動器用於將輸入的電信號數據流放大和整形。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述的MZ調製器偏置點設置為當V1(t)＝V2(t)時，調製器輸出光信號最小。
10.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述時鐘產生器可以是D觸發器、T觸發器、J-K觸發器或者它們的組合；所述調製器可以是極化調製器、MZ調製器，所述MZ調製器包括鈮酸鋰調製器，聚合物調製器。
全文摘要
本發明涉及通信傳輸領域，特別公開了一種適用於需要有高性能和長期穩定性表現的光信號傳輸系統上的光調製的實現方法和裝置。本發明的光調製的實現方法包括如下步驟步驟A輸入電信號數據流通過時鐘產生器產生的兩路互補的時鐘信號分別與輸入電信號數據流一起輸入到第一乘法模塊、第二乘法模塊；步驟B從第一乘法模塊、第二乘法模塊輸出的電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)分別輸入到調製器的高頻輸入端V1(t)、V2(t)；步驟C調製器根據電信號數據流Y(0，1)、Y′(0，1)對光信號進行調製。本發明有效解決了延時器容易產生誤碼的問題，從而為業務傳輸提供了高度的可靠性。
文檔編號H04B10/152GK101047452SQ20061006066
公開日2007年10月3日 申請日期2006年5月1日 優先權日2006年5月1日
發明者陶智慧 申請人:華為技術有限公司