CN101640569A - 一种光传输的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光传输的方法、设备和系统，该方法包括根据预设数据产生并发送电信号；根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制；根据所述电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出调制后的光信号。通过使用本发明的实施例，可以提高频谱利用率，降低解调制端的复杂度。

Description

一种光传输的方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光传输的方法、设备和系统。

背景技术

在40G/100G高速传输系统中，如果使用普通的NRZ(Non Return Zero，非归零)码型，则需要40G/100G带宽的器件，但是现阶段无法提供商用器件或者价格过于昂贵。目前40G/100G高速传输普遍采用高级调制码型，比如QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying，正交相位调制)，8PSK(8Phase-ShiftKeying，8相位调制)等，使用高级调制码型可以降低波特率，一个符号能传输多个比特，因而降低了对高速器件的要求，使得40G/100G传输成为可能。现有技术中QPSK方案具体为：数据从I臂和Q臂输入，采用QPSK调制器进行调制；接收端可以采用DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying，差分四相相移键控)解调器，该调制器利用延时相干的原理进行数据解调，目前已有商用的器件。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

使用现有的QPSK方案，1个符号位只能承载2bit信息，而且难以实现50G的传输间隔，使用的光电器件比较昂贵，特别是100G速率时，需要能支持50G速率的调制器件和接收器件，而这类器件价格往往极高。

发明内容

本发明实施例提供一种光传输的方法、设备和系统，可以提高频谱利用率，并且降低解调制端的复杂度。

本发明实施例提供一种光传输的方法，包括：

根据预设数据产生并发送电信号；

根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制；

根据所述电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出调制后的光信号。

同时本发明实施例提供了一种光传输的调制设备，包括：

预编码模块，用于根据预设的数据产生电信号并输出；

驱动器，用于预设调制光信号时的偏置点；

光幅度调制模块，用于根据预编码模块发送的电信号的参数和所述驱动器设置的偏置点调制所述光源产生的光信号的幅度，并输出经过幅度调制的光信号；

光相位调制模块，用于根据预编码模块发送的电信号的参数和所述驱动器设置的偏置点调制所述光幅度调制模块发送的光信号，并输出光信号。

本发明实施例提供了一种光传输的解调制设备，包括：

分光模块，用于对光传输的调制设备发送的光信号进行分光；

幅度解调模块，用于对分光后的幅度信息进行解调制，并使用隔直流器件改善消光比；

相位解调模块，用于对分光后的相位信息进行解调制，并使用限幅放大器改善信噪比；

处理模块，用于将解调后的幅度信号和相位信号进行处理。

本发明实施例还提供了一种光传输系统，包括：调制端和解调制端；

所述调制端，用于接收预编码器根据预设数据产生并发送的电信号；根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制；相位调制器根据所述预编码器发送的电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出光信号；

所述解调制端，用于接收所述光信号，将所述光信号分成两部分；对一部分光信号进行解调后，通过放大器限制所述光信号的幅度；将另一部分光信号转化为电信号，并通过隔直流器件去除所述电信号的直流部分；将解调后的相位信号和幅度信号进行处理。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例对光信号进行幅度和相位的调制，产生ADQPSK(AmplitudeDifferential Quadrature Phase Shift Keying，幅度差分正交相位调制)光信号。所以，频谱效率较高可以实现50G的传输间隔，并且降低解调制端的复杂度，由于降低了对器件的要求因而降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的光传输的调制流程图；

图2是本发明又一实施例中光传输的调制的流程图；

图3是本发明实施例中光传输的调制过程的场景示意图；

图4是本发明实施例中光传输的解调制的场景示意图；

图5是本发明实施例中光传输的解调制的流程图；

图6是本发明实施例中光传输的调制设备结构示意图；

图7是本发明实施例中光传输的解调制设备结构示意图；

图8是本发明实施例中光传输系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种光传输的方法、设备和系统，可以降低解调制端的复杂度，提高频谱利用率。

下面结合附图和具体实施例对本发明实施例提供的光传输的方法、设备和系统进行详细说明。

本发明实施例提供一种光传输的方法，ADQPSK的调制格式可以在传输光信号时1个符号位承载3bit的信息，那么对于100G的传输速率而言，器件只需要能够支持100G/3＝33.3G即可，较大降低了对器件的要求，如图1所示，包括：

步骤s101、根据预设数据产生并发送电信号。具体的，预编码器根据预设的数据进行预编码，并将预编码后产生的电信号发送到幅度调制器和正交相位调制器。

步骤s102、根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制。具体的，幅度调制器接收光源产生的光信号，然后根据预编码器发送的电信号的参数(如幅度)和驱动器的偏置点，将光信号的光强调制为最大光强的一半左右，使光信号携带一个幅度信息。在实际操作中，可以将光源与幅度调制器集成在一个装置或设备中，降低装置的复杂度。

步骤s103、根据所述电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出调制后的光信号。具体的，通过幅度调制器对光信号的调制，使光信号携带了一个幅度信息，幅度调制器将该携带幅度信息的光信号输出，发送到正交相位调制器。该相位调制器根据预编码器发送的电信号对该光信号继续进行调制，使其携带两个相位信息。

上述步骤通过幅度调制器和正交相位调制器对光信号进行幅度和相位的调制，使光信号携带一个幅度信息和两个相位信息，较好的完成了ADQPSK调制。同时若对光源和幅度调制器进行集成，还可以降低装置的复杂度，减少器件成本。同时，利用正交相位调制方法来调制相位，有以下好处：1、QPSK调制方法对时延要求较低；2、QPSK调制方法的带宽可以降低一半，即40G调制器使用20G的带宽即可；3、QPSK调制方法的相位输出恒定，因而输出的相位信息很准确。

下面以EML(Electroabsorption Modulated Laser，电吸收调制激光器)和QPSK调制器为例，通过实施例对本发明提供的光传输的方法进行详细说明，其中EML中集成了光源和幅度调制器，如图2所示，执行以下步骤：

步骤s201、预编码器对预设数据进行预编码，并传输编码后的电信号。具体的，利用预编码器对预设数据进行预编码，并将预编码产生的电信号传输到EML(电吸收调制激光器)和QPSK调制器。该信号可以使用NRZ码型，也可以使用RZ(Return Zero，归零)码型

步骤s202、EML根据接收的电信号对光信号进行幅度调制。具体的，预编码后的电信号通过驱动器传输到EML，然后EML通过该电信号的幅度和驱动器的偏置点对光信号进行幅度调制，使光信号的光强约为最大光强放入一半，也就是输出光信号的消光比在5dB左右(正常的幅度调制输出消光比约为10dB左右)且光强最小值不为0。上述光信号由EML内部的光源产生，当然此处仅以EML为例，可以由其他具有相同功能效果的设备代替。

步骤s203、QPSK调制器根据预编码器发送的电信号对EML输出的光信号进行正交相位调制。具体的，预编码器发送的电信号通过驱动器从I臂和Q臂进入QPSK调制器后，QPSK调制器根据接收的电信号和驱动器设置的偏置点对EML输出的光信号进行相位的调制。其中，通过I臂调制的光信号相位为0°或180°，通过Q臂调制的光信号相位为90°或270°。经过上述步骤处理后的光信号携带1个幅度信息和2个相位信息，该调制即为ADQPSK调制。

步骤s204、QPSK调制器输出ADQPSK光信号。

通过本发明实施例提供的方法，将光源和幅度调制器进行了集成，降低了调制端的复杂度，而且提高了频谱效率，可以实现50G的传输间隔。同时由于使用ADQPSK调制格式，可以使1个字符承载3bit的信息，较大的降低了对器件的要求，节省了成本。

如图3所示，为上述步骤s201～步骤s204的实现过程的实体图，相应的，调制端输出调制光信号后，解调制端对接收的光信号进行进一步优化，该解调制端的解调制过程实体图如图4所示，根据该实体图进行解调制光信号时，流程图如图5所示，包括：

步骤s501、接收调制端输出的光信号，并将该光信号分成两部分。

具体的，接收端通过分光器或其他仪器将调制端发出的光信号一分为二，分为幅度信息和正交相位调制信息，其中正交相位调制信息由DQPSK解调器接收执行步骤s502；幅度信息由光子接收机PD接收，执行步骤s503。

步骤s502、DQPSK解调器对光信号进行解调，执行步骤s504。为了提高接收的性能，可以在DQPSK后面增加LIA(Lock-in Amplifier，限幅放大器)或放大器，用于改善相位解调后的信噪比，得到解调后的相位信号。

步骤s503、PD将光信号转化为电信号。可以在PD后面增加隔直流器件DC block，去除电信号中的直流信号，改善消光比引起的性能劣化，得到解调后的幅度信号。

步骤s504、将解调后的相位信号和幅度信号进行处理。

使用上述步骤中提及的措施之后，较大改善了输出的数据信号质量。当然接收端的LIA也可以由放大器实现，当放大器进入功率饱和区时输出也具有限幅的功能，DC block可以由一个电容实现，也可以集成到LIA里面。

同时，为实现本发明实施例提供的方法，本发明实施例还提供了一种光传输的调制设备，如图6所示，包括：

预编码模块610，用于根据预设的数据产生电信号并输出；

驱动器620，用于预设调制光信号时的偏置点；此外驱动器620还可以对接收的电信号进行放大、整形等处理；

光幅度调制模块630，用于根据预编码模块610发送的电信号的参数和所述驱动器620设置的偏置点调制光源产生的光信号的幅度，并输出经过幅度调制的光信号；

光相位调制模块640，用于根据预编码模块610发送的电信号的参数和所述驱动器620设置的偏置点调制所述光幅度调制模块640发送的光信号，并输出光信号。

该设备还包括光源650，用于产生光信号。该光源650可以与光幅度调制模块630集成在同一个设备中。

该光幅度调制模块630包括：光信号接收子模块631，用于接收所述光源650产生的光信号；电信号接收子模块632，用于接收所述预编码模块610输出的电信号；光幅度处理子模块633，用于根据所述电信号接收子模块632接收的电信号和驱动器620设置的偏置点，对所述光源650产生的光信号进行幅度调制；光信号发送子模块634，用于输出经过幅度调制的光信号。

该光相位调制模块640包括：第二光信号接收子模块641，用于接收所述光幅度调制模块630输出的经过幅度调制的光信号；第二电信号接收子模块642，用于接收所述预编码模块610输出的电信号；光相位处理子模块643，用于根据所述第二电信号接收子模块641接收的电信号和所述驱动器620设置的偏置点对接收的光信号进行正交相位调制；第二光信号发送子模块644，用于输出光信号。

本发明实施例还提供了一种光传输的解调制设备，如图7所示，包括：

分光模块710，用于对光传输的调制设备发送的光信号进行分光；

幅度解调模块720，用于对分光后的幅度信息进行解调制，并使用隔直流器件改善消光比；

相位解调模块730，用于对分光后的相位信息进行解调制，并使用限幅放大器改善信噪比；

处理模块740，用于将解调后的幅度信号和相位信号进行处理。

其中，隔直流器件可以为DC block或电容等可以去除直流电信号的器件，同时该隔直流器件可以集成到其后面连接的放大器中，以降低接收端的装置复杂度。

通过上述设备提高了频谱的效率，实现了50G的传输间隔，由于可以将光源与光幅度调制器进行集成，在一定程度上降低了成本；同时在解调制端增加了LIA和DC block较好的改善了信号的质量。

本发明实施例还提供了一种光传输系统，如图8所示，包括：调制端810和解调制端820；

所述调制端810，用于接收预编码器根据预设数据产生并发送的电信号；根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制；相位调制器根据所述预编码器发送的电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出光信号；

所述解调制端820，用于接收所述光信号，将所述光信号分成两部分；对一部分光信号进行解调后，通过放大器限制所述光信号的幅度；将另一部分光信号转化为电信号，并通过隔直流器件去除所述电信号的直流部分；将解调后的相位信号和幅度信号进行处理。

本发明实施例提供的方法、系统和装置，利用EML和QPSK调制器对光信号进行幅度和相位的调制，产生ADQPSK光信号。由于将光源与幅度调制器集成简化了发射端，而且频谱效率较高可以实现50G的传输间隔，由于降低了对器件的要求因而降低了成本。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种光传输的方法，其特征在于，包括：

根据预设数据产生并发送电信号；

根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制；

根据所述电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出调制后的光信号。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制，包括：

根据电信号的幅度和驱动器的偏置点，对光信号的幅度进行调制，使光信号的光强为最大光强的一半。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位调制器根据所述预编码器发送的电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，包括：

相位调制器接收所述预编码器发送的电信号；

根据所述电信号的参数对接收的光信号进行正交相位调制，使光信号携带两个相位信息。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位调制器输出光信号之后，还包括：

解调制端接收所述光信号；

所述解调制端将所述光信号分成两部分；

对一部分光信号进行相位解调后，通过放大器限制所述光信号的幅度；

将另一部分光信号转化为电信号，并通过隔直流器件去除所述电信号的直流部分；

将解调后的相位信号和幅度信号进行处理。

5、一种光传输的调制设备，其特征在于，包括：

预编码模块，用于根据预设的数据产生电信号并输出；

驱动器，用于预设调制光信号时的偏置点；

光幅度调制模块，用于根据预编码模块发送的电信号的参数和所述驱动器设置的偏置点调制光源产生的光信号的幅度，并输出经过幅度调制的光信号；

光相位调制模块，用于根据所述预编码模块发送的电信号的参数和所述驱动器设置的偏置点正交相位调制所述光幅度调制模块发送的所述经过幅度调制的光信号，并输出光信号。

6、如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光幅度调制模块包括：

光信号接收子模块，用于接收所述光源产生的光信号；

电信号接收子模块，用于接收所述预编码模块输出的电信号；

光幅度处理子模块，用于根据所述电信号接收子模块接收的电信号和驱动器设置的偏置点，对所述光源产生的光信号进行幅度调制；

光信号发送子模块，用于输出经过幅度调制的光信号。

7、如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述光幅度调制模块还包括：

光源，用于产生光信号。

8、如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光相位调制模块包括：

第二光信号接收子模块，用于接收所述光幅度调制模块输出的经过幅度调制的光信号；

第二电信号接收子模块，用于接收所述预编码模块输出的电信号；

光相位处理子模块，用于根据所述第二电信号接收子模块接收的电信号和所述驱动器设置的偏置点对接收的光信号进行正交相位调制；

第二光信号发送子模块，用于输出光信号。

9、一种光传输的解调制设备，其特征在于，包括：

分光模块，用于对光传输的调制设备发送的光信号进行分光；

幅度解调模块，用于对分光后的幅度信息进行解调制，并使用隔直流器件改善消光比；

相位解调模块，用于对分光后的相位信息进行解调制，并使用放大器改善信噪比；

处理模块，用于将解调后的幅度信号和相位信号进行处理。

10、一种光传输的系统，其特征在于，包括：调制端和解调制端；

所述调制端，用于接收预编码器根据预设数据产生并发送的电信号；根据所述电信号的参数对光源产生的光信号的幅度进行调制；相位调制器根据所述预编码器发送的电信号的参数对经过幅度调制的光信号进行正交相位调制，并输出光信号；

所述解调制端，用于接收所述光信号，将所述光信号分成两部分；对一部分光信号进行解调后，通过放大器限制所述光信号的幅度；将另一部分光信号转化为电信号，并通过隔直流器件去除所述电信号的直流部分；将解调后的相位信号和幅度信号进行处理。

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