一種正交幅度調製信號光的產生方法和裝置的製作方法

2023-10-09 01:16:59 1

專利名稱：一種正交幅度調製信號光的產生方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於光通信技術，涉及先進高級調製格式信號光的產生，具體涉及一種正交幅度調製(16-QAM和256-QAM)信號光的產生方法和裝置。
背景技術：
近年來，先進高級調製格式的出現有效推動了高速大容量光通信網的快速發展， 先進高級調製格式結合相干檢測已成為光通信發展的重要趨勢。相比於傳統二進位調製格式(1比特/碼元)如開關鍵控(OOK)、差分相移鍵控(DPSK)，先進高級調製格式採用多進位，即在一個碼元裡包含多個比特信息，因此可以有效提高信息速率、通信容量和光譜效率。典型的先進高級調製格式包括4相相移鍵控(QPSK) (2比特/碼元)、8相相移鍵控 (8PSK) (3比特/碼元)、16相相移鍵控(16PSK) (4比特/碼元)和正交幅度調製(QAM)等， 其中正交幅度調製又包括多種，如16正交幅度調製(16-QAM) (4比特/碼元)、32正交幅度調製(64-QAM) (5比特/碼元)、64正交幅度調製(64-QAM) (6比特/碼元)、128正交幅度調製(128-QAM) (7比特/碼元)、256正交幅度調製(256-QAM) (8比特/碼元)等。正交幅度調製由於是多級幅度和相位調製，在一個碼元內含有多個比特信息，目前已在高速大容量光纖傳輸系統中獲得了廣泛應用。傳統用於產生QAM的方法和裝置是使用級聯的同相/正交調製器(I/Q調製器) 或單個I/Q調製器和多級電信號，雖然已廣為應用但實現起來較為複雜，越多級的QAM實現起來難度越大，且產生的QAM性能劣化越嚴重。同時，碼元速率相對受限，難於產生高速的多級QAM。如果可以找到一種產生仿真QAM的方法和裝置，其具有速率不受限且簡單易實現的特點，則對於深入開展QAM在高速大容量光通信系統中的應用研究將具有重要價值。

發明內容
本發明的目的是提供一種應用於高速光通信系統的正交幅度調製信號光的產生方法和裝置；本發明利用可調諧差分群延時器，對輸入的QPSK或16-QAM信號光進行處理， 通過相干矢量相加對應產生所需的16-QAM或256-QAM信號光；本發明裝置簡單易實現，所用器件均為無源器件，可以工作在高速情況下(無工作速率限制)，同時具有良好的可擴展性。本發明提供的一種正交幅度調製信號光的產生方法，當輸入為QPSK信號光時產生16-QAM信號光，當輸入為16-QAM信號光時產生256-QAM信號光，其產生過程為調節輸入信號光的偏振態，使其在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上投影為兩個偏振態正交的信號光，經過可調諧差分群延時器時在這兩個偏振正交的信號光之間引入群延時差，群延時差的大小為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半， 然後，兩個偏振正交的信號光在經過偏振控制後在任一通光方向上進行投影，投影對應所得的偏振方向相同的兩個信號光在所述通光方向上經過相干矢量相加得到對應的正交幅度調製信號光。通過在可調諧差分群延時器的前後進行偏振調節和控制，當輸入為QPSK信號光時，在所述通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差 3dB，兩者在所述通光方向上經過相干矢量相加產生16-QAM信號光；當輸入為16-QAM信號光時，在所述通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差 6dB，兩者在所述通光方向上經過相干矢量相加產生256-QAM信號光。作為上述技術方案的改進，當輸入為QPSK信號光時，將輸出的16-QAM信號光作為新的輸入信號光，重複所述的產生過程進一步輸出256-QAM信號光。本發明提供的一種正交幅度調製信號光的產生裝置，其特徵在於該裝置包括第一偏振控制器、第一可調諧差分群延時器、第二偏振控制器和第一檢偏器；第一偏振控制器的輸入埠，用於接收QPSK或16-QAM信號光，第一偏振控制器的輸出埠依次通過第一可調諧差分群延時器和第二偏振控制器與第一檢偏器的輸入埠連接，第一檢偏器的輸出埠用於對應輸出16-QAM或256-QAM信號光。第一可調諧差分群延時器快軸和慢軸之間引入的群延時差為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半。當第一偏振控制器的輸入埠接收QPSK信號光時，通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸QPSK信號光和慢軸QPSK信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器的輸出埠輸出16-QAM信號光；當第一偏振控制器的輸入埠接收16-QAM 信號光時，通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器的輸出埠輸出256-QAM信號光。作為上述裝置的改進，第一偏振控制器用於接收QPSK信號光，該裝置還包括第三偏振控制器、第二可調諧差分群延時器、第四偏振控制器和第二檢偏器；第三偏振控制器的輸入埠與第一檢偏器的輸出埠連接；第三偏振控制器的輸出埠依次通過第二可調諧差分群延時器、第四偏振控制器與第二檢偏器的輸入埠連接，第二檢偏器的輸出埠用於輸出256-QAM信號光。第二可調諧差分群延時器快軸和慢軸之間引入的群延時差為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半。通過對第三偏振控制器和第四偏振控制器的調節使得第二可調諧差分群延時器快軸16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在第二檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB。本發明具有如下有益效果1、相比於傳統QAM信號光的產生方案，本發明採用差分群延時器產生QAM信號光， 這為產生QAM信號光提供了一種新的思路、方法和裝置，方案簡單易實現，操作簡便。2、本發明所述QAM信號光的產生方法和裝置，採用的均是無源器件，因此在速率上不受限制，適用於高速QAM信號光的產生，比如40(ibaud/S、100(;baud/S甚至更高速率。3、本發明所述QAM信號光的產生方法和裝置，除了不受速率限制外，由於無源器件不會引入額外噪聲的影響，因此可以產生低噪聲高質量的QAM信號光。4、本發明所述QAM信號光的產生方法和裝置，通過改變可調諧差分群延時器的群延時差的大小，可以應用於不同速率QAM信號光的產生(如10(ibaud/S、40(;baud/S、 KKXibaud/s等)，通過調節偏振控制器不但可以用於產生16-QAM信號光，還可以產生 256-QAM信號光，因此具有工作速率和實現功能的可重構性。


圖1是本發明正交幅度調製信號光產生方法和裝置的原理結構示意圖；圖2是本發明16-QAM信號光產生的原理示意圖；圖3是本發明16-QAM信號光產生方法和裝置的原理結構示意圖；圖4是本發明256-QAM信號光產生的原理示意圖；圖5是本發明256-QAM信號光產生方法和裝置的原理結構示意圖。圖6是本發明實施例中產生的10-Gbaud/s 16-QAM信號光的星座圖。
具體實施例方式本發明方法可以用於產生16-QAM或256-QAM信號光。如果要產生16-QAM信號光按照方式(1)處理，如果要產生256-QAM信號光按照方式(2)處理。方式(1)輸入為QPSK信號光，調節QPSK信號光的偏振態，QPSK信號光在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上可以投影為兩個偏振態正交的QPSK信號光，這兩個偏振正交的QPSK信號光之間引入群延時差以仿真兩路攜帶不同數據信息偏振正交的QPSK信號光， 群延時差的大小為正整數個QPSK信號光碼元周期且小於QPSK信號光碼元總長度的一半， 然後，兩個偏振正交的QPSK信號光在經過偏振控制後在任一通光方向上進行投影，投影對應所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB (光功率相差6dB)，兩者在所述通光方向上經過相干矢量相加得到16-QAM信號光。方式(2)輸入為16-QAM信號光，調節16-QAM信號光的偏振態，16-QAM信號光在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上可以投影為兩個偏振態正交的16-QAM信號光，這兩個偏振正交的16-QAM信號光之間引入群延時差以仿真兩路攜帶不同數據信息偏振正交的16-QAM信號光，群延時差的大小為正整數個16-QAM信號光碼元周期且小於16-QAM信號光碼元總長度的一半，然後，兩個偏振正交的16-QAM信號光在經過偏振控制後在任一通光方向上進行投影，投影對應所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差 6dB (光功率相差12dB)，兩者在所述通光方向上經過相干矢量相加得到256-QAM信號光。進一步的，方式(1)中可調諧差分群延時器可以是偏振模色散仿真儀(PMD Emulator)，也可以是保偏光纖(PMF)等具有雙折射特性的器件，其特點是具有折射率不同的快軸(F)(折射率小)和慢軸(S)(折射率大)，快軸和慢軸方向正交，對應光傳播速度不同，因此光沿快軸和慢軸傳播會引入不同的群延時，即在快軸和慢軸間引入群延時差。在進入可調諧差分群延時器之前，可以使用偏振控制器(PC)對QPSK信號光進行偏振控制。在可調諧差分群延時器之後，可以使用檢偏器給定通光方向，在可調諧差分群延時器和檢偏器之間可以利用偏振控制器對可調諧差分群延時器快軸和慢軸方向上兩正交的QPSK信號光進行偏振控制。可調諧差分群延時器前後兩個偏振控制器調節的結果要使得可調諧差分群延時器快軸QPSK信號光和慢軸QPSK信號光在檢偏器給定通光方向上投影的光場幅度相差3dB(光功率相差6dB)，滿足此條件的兩個偏振控制器的調節狀態可以有多種組合，其中之一可以這樣調節可調諧差分群延時器前的偏振控制器使得QPSK信號光在可調諧差分群延時器快軸和慢軸上投影所得兩個正交偏振QPSK信號光的光場幅度相差3dB (光功率相差6dB)，調節可調諧差分群延時器後的偏振控制器使得兩個正交偏振QPSK信號光與檢偏器給定通光方向夾角45度。進一步的，方式O)中可調諧差分群延時器可以是偏振模色散仿真儀，也可以是保偏光纖等具有雙折射特性的器件，其特點是具有折射率不同的快軸(F)(折射率小)和慢軸(S)(折射率大)，快軸和慢軸方向正交，對應光傳播速度不同，因此光沿快軸和慢軸傳播會引入不同的群延時，即在快軸和慢軸間引入群延時差。在進入可調諧差分群延時器之前， 可以使用偏振控制器對16-QAM信號光進行偏振控制。在可調諧差分群延時器之後，可以使用檢偏器給定通光方向，在可調諧差分群延時器和檢偏器之間可以利用偏振控制器對可調諧差分群延時器快軸和慢軸方向上兩正交的16-QAM信號光進行偏振控制。可調諧差分群延時器前後兩個偏振控制器調節的結果要使得可調諧差分群延時器快軸16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在檢偏器給定通光方向上投影的光場幅度相差6dB(光功率相差12dB)， 滿足此條件的兩個偏振控制器的調節狀態可以有多種組合，其中之一可以這樣調節可調諧差分群延時器前的偏振控制器使得16-QAM信號光在可調諧差分群延時器快軸和慢軸上投影所得兩個正交偏振16-QAM信號光的光場幅度相差6dB (光功率相差12dB)，調節可調諧差分群延時器後的偏振控制器使得兩個正交偏振16-QAM信號光與檢偏器給定通光方向夾角45度。本發明裝置可以是單一功能的信號光產生裝置，用於產生16-QAM信號光(當輸入是QPSK信號光時)或256-QAM信號光(當輸入是16-QAM信號光時)；也可以是級聯方式的信號光產生裝置，可用於利用QPSK信號光產生256-QAM信號光。下面先針對第二種方式進行具體說明。該裝置包括第一至第四偏振控制器，第一、 第二可調諧差分群延時器，和第一、第二檢偏器，其中，第一、第二可調諧差分群延時器可以是偏振模色散仿真儀(PMD Emulator)，也可以是保偏光纖(PMF)等具有雙折射特性的器件，其特點是具有折射率不同的快軸(F)(折射率小)和慢軸⑶(折射率大)，快軸和慢軸方向正交，對應光傳播速度不同，因此光沿快軸和慢軸傳播會引入不同的群延時，即在快軸和慢軸間引入群延時差。第一偏振控制器的一個埠對外提供QPSK信號光輸入埠，第一偏振控制器的另一個埠、第一可調諧差分群延時器、第二偏振控制器和第一檢偏器的一個埠依次連接構成16-QAM信號光產生裝置，第一檢偏器的另一個埠對外提供16-QAM信號光輸出埠，可與第三偏振控制器的一個埠(對外提供16-QAM信號光輸入埠)連接，第三偏振控制器的另一個埠、第二可調諧差分群延時器、第四偏振控制器和第二檢偏器的一個埠依次連接構成256-QAM信號光產生裝置，第二檢偏器的另一個埠對外提供256-QAM信號光輸出埠。第一、第二可調諧差分群延時器快軸和慢軸之間引入的群延時差為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半。通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸QPSK信號光和慢軸QPSK信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB(光功率相差 6dB)；通過對第三偏振控制器和第四偏振控制器的調節使得第二可調諧差分群延時器快軸 16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在第二檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB (光功率相差12dB)。本發明裝置可以作為獨立的16-QAM信號光產生裝置或256-QAM信號光產生裝置，它們均由第一偏振控制器、第一可調諧差分群延時器、第二偏振控制器和第一檢偏器依次連接構成。輸入為QPSK信號光時，輸出為16-QAM信號光；輸入為16-QAM信號光時，輸出為 256-QAM信號光。第一可調諧差分群延時器快軸(F)和慢軸( 之間引入的群延時差為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半。當第一偏振控制器的輸入埠接收 QPSK信號光時，通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸QPSK信號光和慢軸QPSK信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB (光功率相差6dB)，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器的輸出埠輸出16-QAM信號光；當第一偏振控制器的輸入埠接收16-QAM信號光時，通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸 16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB (光功率相差12dB)，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器的輸出埠輸出256-QAM信號光。本發明所述的適用於高速光通信系統的16-QAM和256-QAM信號光的產生方法和裝置，採用可調諧差分群延時器以及相干矢量相加來實現。兩個相干QPSK信號光的矢量相加可以得到16-QAM信號光，兩個相干16-QAM信號光的矢量相加可以得到256-QAM信號光。 下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。實施例為利用可調諧差分群延時器和相干矢量相加來產生10-Gbaud/sl6-QAM和 256-QAM信號光。本發明所述的16-QAM或256-QAM信號光的產生方法，如圖1所示。如果要產生 16-QAM信號光按照方式(1)處理，如果要產生256-QAM信號光按照方式(2)處理。方式(1)輸入10-Gbaud/s QPSK信號光，其在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上可以投影為兩個偏振正交的10-Gbaud/s QPSK信號光，可調諧差分群延時器可以為偏振模色散仿真儀，也可以是保偏光纖等具有雙折射特性的器件。經過可調諧差分群延時器時快軸(F)和慢軸⑶上兩個偏振正交的10-Gbaud/s QPSK信號光之間引入群延時差，群延時差的大小為10-Gbaud/s QPSK信號光碼元周期(IOOps)的正整數倍(如200ps)。在進入可調諧差分群延時器之前，可以使用偏振控制器對10-Gbaud/s QPSK信號光進行偏振控制。在可調諧差分群延時器之後，可以使用檢偏器給定通光方向，在可調諧差分群延時器和檢偏器之間可以利用偏振控制器對可調諧差分群延時器快軸和慢軸方向上兩正交的IO-Gbaud/ s QPSK信號光進行偏振控制。可調諧差分群延時器前後兩個偏振控制器調節的結果要使得可調諧差分群延時器快軸10-Gbaud/s QPSK信號光和慢軸10-Gbaud/s QPSK信號光在檢偏器給定通光方向上投影的光場幅度相差3dB(光功率相差6dB)。值得注意的是，滿足該條件的兩個偏振控制器的調節狀態可以很多種，這裡給出其中一種調節可調諧差分群延時器前的偏振控制器使得10-Gbaud/s QPSK信號光在可調諧差分群延時器快軸和慢軸上投影所得兩個正交偏振10-Gbaud/s QPSK信號光的光場幅度相差3dB (光功率相差6dB)，調節可調諧差分群延時器後的偏振控制器使得兩個正交偏振10-Gbaud/s QPSK信號光與檢偏器給定通光方向夾角45度。最後，在檢偏器給定通光方向上兩個相干10-Gbaud/s QPSK信號光 (光場幅度相差3dB，光功率相差6dB)的矢量相加可以得到10-Gbaud/s 16-QAM信號光。方式( 輸入10-Gbaud/s 16-QAM信號光，其在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上可以投影為兩個偏振正交的10-Gbaud/s 16-QAM信號光，可調諧差分群延時器可以為
8偏振模色散仿真儀，也可以是保偏光纖等具有雙折射特性的器件。經過可調諧差分群延時器時快軸(F)和慢軸⑶上兩個偏振正交的10-Gbaud/s 16-QAM信號光之間引入群延時差，群延時差的大小為10-Gbaud/s 16-QAM信號光碼元周期(IOOps)的正整數倍(如 200ps)。在進入可調諧差分群延時器之前，可以使用偏振控制器對10-GbaUd/S16-QAM信號光進行偏振控制。在可調諧差分群延時器之後，可以使用檢偏器給定通光方向，在可調諧差分群延時器和檢偏器之間可以利用偏振控制器對可調諧差分群延時器快軸和慢軸方向上兩正交的10-GbaUd/S16-QAM信號光進行偏振控制。可調諧差分群延時器前後兩個偏振控制器調節的結果要使得可調諧差分群延時器快軸10-Gbaud/s 16-QAM信號光和慢軸 10-Gbaud/s 16-QAM信號光在檢偏器給定通光方向上投影的光場幅度相差6dB (光功率相差12dB)。值得一提的是，滿足此條件的兩個偏振控制器的調節狀態有很多種組合可能，這裡給出其中一種調節可調諧差分群延時器前的偏振控制器使得10-Gbaud/s 16-QAM信號光在可調諧差分群延時器快軸和慢軸上投影所得兩個正交偏振10-Gbaud/s 16-QAM信號光的光場幅度相差6dB(光功率相差12dB)，調節可調諧差分群延時器後的偏振控制器使得兩個正交偏振10-Gbaud/s 16-QAM信號光與檢偏器給定通光方向夾角45度。最後，在檢偏器給定通光方向上兩個相干10-Gbaud/s 16-QAM信號光(光場幅度相差6dB，光功率相差 12dB)的矢量相加可以得到10-Gbaud/s 256-QAM信號光。本發明提供的級聯方式的信號光產生裝置如圖1所示，該裝置包括第一偏振控制器1、第一可調諧差分群延時器2、第二偏振控制器3、第一檢偏器4、第三偏振控制器5、第二可調諧差分群延時器6、第四偏振控制器7以及第二檢偏器8。其中，第一可調諧差分群延時器2和第二可調諧差分群延時器6可以是偏振模色散仿真儀，也可以是保偏光纖等具有雙折射特性的器件。第一可調諧差分群延時器2和第二可調諧差分群延時器6對應的群延時差的大小為信號光碼元周期的正整數倍且小於信號光碼元總長度的一半。對於IO-Gbaud/ s 16-QAM或10-Gbaud/s 256-QAM信號光的產生裝置，此群延時差的大小為信號光碼元周期IOOps的正整數倍，比如為200ps，該群延時差200ps同時還適用於一些其它速率16-QAM 和 256-QAM 信號光的產生，如 20-Gbaud/s、40-Gbaud/s、50-Gbaud/s 和 100-Gbaud/s 等。第一偏振控制器1的一個埠對外提供10-Gbaud/s QPSK信號光輸入埠，第一偏振控制器1的另一個埠、第一可調諧差分群延時器2、第二偏振控制器3和第一檢偏器4的一個埠依次連接構成10-Gbaud/s 16-QAM信號光產生裝置，第一檢偏器4的另一個埠對外提供10-Gbaud/s 16-QAM信號光輸出埠，可與第三偏振控制器5的一個埠 (對外提供10-GbaUd/S16-QAM信號光輸入埠)連接，第三偏振控制器5的另一個埠、 第二可調諧差分群延時器6、第四偏振控制器7和第二檢偏器8的一個埠依次連接構成 10-Gbaud/s 256-QAM信號光產生裝置，第二檢偏器8的另一個埠對外提供10-Gbaud/s 256-QAM信號光輸出埠。通過對第一偏振控制器1和第二偏振控制器3的調節使得第一可調諧差分群延時器2快軸(F) 10-Gbaud/s QPSK信號光和慢軸( 10-Gbaud/s QPSK信號光在第一檢偏器4通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個10-Gbaud/s QPSK信號光其光場幅度相差 3dB (光功率相差6dB)；通過對第三偏振控制器5和第四偏振控制器7的調節使得第二可調諧差分群延時器6快軸(F) 10-Gbaud/s 16-QAM信號光和慢軸(S) 10-Gbaud/s 16-QAM信號光在第二檢偏器8通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個10-Gbaud/s 16-QAM信號光其光場幅度相差6dB (光功率相差12dB)。本發明所述裝置可以作為獨立的16-QAM信號光產生裝置或256-QAM信號光產生裝置，下面具體進行說明。如圖2所示，利用兩個相干QPSK信號光的矢量相加可以得到16-QAM信號光，其中兩個相干QPSK信號光的光場幅度相差3dB (光功率相差6dB)。如圖3所示，16-QAM信號光產生裝置由第一偏振控制器1、第一可調諧差分群延時器2、第二偏振控制器3和第一檢偏器4依次連接構成。第一偏振控制器1輸入QPSK信號光，通過對第一偏振控制器1和第二偏振控制器3的調節使得第一可調諧差分群延時器2 快軸(F)QPSK信號光和慢軸(QQPSK信號光在第一檢偏器4通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB (光功率相差6dB)，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器4後輸出16-QAM信號光。如圖4所示，利用兩個相干16-QAM信號光的矢量相加可以得到256-QAM信號光， 其中兩個相干16-QAM信號光的光場幅度相差6dB (光功率相差12dB)。如圖5所示，256-QAM信號光產生裝置由第一偏振控制器1、第一可調諧差分群延時器2、第二偏振控制器3和第一檢偏器4依次連接構成。第一偏振控制器1輸入16-QAM 信號光，通過對第一偏振控制器1和第二偏振控制器3的調節使得第一可調諧差分群延時器2快軸(F)16-QAM信號光和慢軸(S)16-QAM信號光在第一檢偏器4通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB(光功率相差12dB)，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器4後輸出256-QAM信號光。如圖6示意了實施例產生的10-Gbaud/s 16-QAM信號光的星座圖。本發明並不局限於上述具體實施方式
，本領域一般技術人員根據本發明公開的內容，可以採用其它多種具體實施方式
實施本發明，因此，凡是採用本發明的設計結構和思路，做一些簡單的變化或更改的設計，都落入本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種正交幅度調製信號光的產生方法，當輸入為QPSK信號光時產生16-QAM信號光， 當輸入為16-QAM信號光時產生256-QAM信號光，其產生過程為調節輸入信號光的偏振態，使其在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上投影為兩個偏振態正交的信號光，經過可調諧差分群延時器時在這兩個偏振正交的信號光之間引入群延時差，群延時差的大小為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半，然後， 兩個偏振正交的信號光在經過偏振控制後在任一通光方向上進行投影，投影對應所得的偏振方向相同的兩個信號光在所述通光方向上經過相干矢量相加得到對應的正交幅度調製信號光；通過在可調諧差分群延時器的前後進行偏振調節和控制，當輸入為QPSK信號光時，在所述通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB，兩者在所述通光方向上經過相干矢量相加產生16-QAM信號光；當輸入為16-QAM信號光時，在所述通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB，兩者在所述通光方向上經過相干矢量相加產生256-QAM信號光。
2.根據權利要求1所述的正交幅度調製信號光的產生方法，其特徵在於，當輸入為 QPSK信號光時，將輸出的16-QAM信號光作為新的輸入信號光，重複所述的產生過程進一步輸出256-QAM信號光。
3.一種正交幅度調製信號光的產生裝置，其特徵在於該裝置包括第一偏振控制器、 第一可調諧差分群延時器、第二偏振控制器和第一檢偏器；第一偏振控制器的輸入埠，用於接收QPSK或16-QAM信號光，第一偏振控制器的輸出埠依次通過第一可調諧差分群延時器和第二偏振控制器與第一檢偏器的輸入埠連接，第一檢偏器的輸出埠用於對應輸出16-QAM或256-QAM信號光；第一可調諧差分群延時器快軸和慢軸之間引入的群延時差為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半；當第一偏振控制器的輸入埠接收QPSK信號光時，通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸QPSK信號光和慢軸QPSK信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個QPSK信號光其光場幅度相差3dB，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器的輸出埠輸出16-QAM信號光；當第一偏振控制器的輸入埠接收16-QAM信號光時，通過對第一偏振控制器和第二偏振控制器的調節使得第一可調諧差分群延時器快軸16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在第一檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差 6dB，兩者經過相干矢量相加在第一檢偏器的輸出埠輸出256-QAM信號光。
4.根據權利要求3所述的產生裝置，其特徵在於第一偏振控制器用於接收QPSK信號光，該裝置還包括第三偏振控制器、第二可調諧差分群延時器、第四偏振控制器和第二檢偏器；第三偏振控制器的輸入埠與第一檢偏器的輸出埠連接；第三偏振控制器的輸出埠依次通過第二可調諧差分群延時器、第四偏振控制器與第二檢偏器的輸入埠連接，第二檢偏器的輸出埠用於輸出256-QAM信號光；第二可調諧差分群延時器快軸和慢軸之間引入的群延時差為正整數個信號光碼元周期且小於信號光碼元總長度的一半；通過對第三偏振控制器和第四偏振控制器的調節使得第二可調諧差分群延時器快軸16-QAM信號光和慢軸16-QAM信號光在第二檢偏器通光方向上投影所得的偏振方向相同的兩個16-QAM信號光其光場幅度相差6dB。
5.根據權利要求3或4所述的產生裝置，其特徵在於所述第一可調諧差分群延時器為偏振模色散仿真儀或保偏光纖等具有雙折射特性的器件。
6.根據權利要求4所述的產生裝置，其特徵在於所述第二可調諧差分群延時器為偏振模色散仿真儀或保偏光纖等具有雙折射特性的器件。
全文摘要
本發明屬於光通信技術，為一種正交幅度調製信號光的產生方法和裝置。調節輸入信號光的偏振態，使其在可調諧差分群延時器的快軸和慢軸上投影為兩個偏振正交的信號光，在這兩個偏振正交的信號光之間引入群延時差，然後，兩個偏振正交的信號光經過偏振控制後在檢偏器通光方向上進行投影，投影對應所得的偏振方向相同的兩個信號光在所述通光方向上經過相干矢量相加得到對應的正交幅度調製信號光。裝置包括依次連接的第一偏振控制器、第一可調諧差分群延時器、第二偏振控制器和第一檢偏器。當輸入QPSK信號光時，輸出16-QAM信號光；當輸入16-QAM信號光時，輸出256-QAM信號光。本發明簡單易實現，所用器件均為無源器件，可以工作在高速情況下，同時具有良好的可擴展性。
文檔編號H04L27/36GK102571682SQ20111042484
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月17日 優先權日2011年12月17日
發明者王健 申請人:華中科技大學