CN102307066A - 基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统和方法。该系统中发送装置包含的FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号产生，首先利用两个频差为40G的激光器产生两路光载波，利用偏振分束器、M-Z干涉仪等产生偏振态正交的两路FSK调制信号；接着，在上下支路分别利用级联的三个相位调制器对FSK调制信号进行D8PSK调制；然后，利用MZM调制器对FSK-D8PSK调制信号再进行ASK调制；最后，利用耦合器将调制后的两路信号合波后送入传输链路装置进行传输。链路装置把接收到的已调光信号放大后上传至远端的接收端。接收装置对接收到的光信号解偏振复用后，对其进行ASK、FSK、D8PSK的平行解调，恢复出传输的信息序列。

Description

基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统和方法

技术领域

本发明涉及光通信技术，特别涉及一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统和方法。

背景技术

随着网络化时代的到来，人们对信息的需求与日俱增。光通信技术由于具有带宽资源大和制造成本低等优点而使光传送网成为了下一代宽带通信网的基础，并作为信息传输技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起着十分重要的作用。随着通信技术的不断演进和新业务井喷式的涌现，人们对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求，光通信系统正朝着更高速率、更高传输容量与更长传输距离的方向发展。随着业务速率需要的提升，光纤通信正在从单通道、低速率向多通道、超高速的新一代全光通信网络演进，通信和信息产业领域中新一轮的国际竞争正在酝酿之中。100Gb/s光传输技术正是构筑新一代光通信网络的核心技术和支柱，发展100Gb/s、400Gb/s甚至1Tb/s的高速率传输系统已成为光通信业界的研究重点，现有技术已不能满足在此高速系统下对误码率和低成本要求。为了充分利用现有光通信系统传输更大容量的信息，同时节省巨额的基站建设和光纤升级开支，研究提高频谱利用率的新技术受到了国内外光通信领域的关注。

众所周知，光信号的电场参量表达式如下：

$E\left(t\right)=\sqrt{P}A\left(t\right)\exp \left\{j\right[{\mathrm{\ω}}_{0}t+\mathrm{\φ}\left(t\right)\left]\right\}---\left(1\right)$

包括振幅A(t)、频率ω₀(t)、相位φ(t)和矢量方向(偏振方向)

由此相对应的，调制振幅可以得到ASK或强度调制(IM)信号，调制频率则产生FSK信号，调制相位产生PSK或DPSK信号，调制偏振方向产生POLSK信号。ASK调制具有结构简单、成本低廉和技术成熟等优点，但不适用于高频谱密度传输；频移键控(FSK)具有高接收机灵敏度、高光纤非线性容忍度、易解调、更好的色度色散抑制等优点，但受响应速度的限制；PSK具有最高频谱效率、更高的光纤的材料色散(CD)和偏振模色散(PMD)容忍度、很好的抑制光纤中的非线性效应、更高的光信号功率变化容忍度等优点，但对激光器的线宽、频率偏差容忍度要求较高；PolSK具有光信号功率恒定、高非线性效应容忍度、光信号的直接偏振检测等优点，但受响应速度、相位等影响。当前的一个有效措施是利用光波的频率、强度、相位和偏振等参量中的一个或几个作为新型的信息载体，以得到时域波形和频域频谱具有不同特性的各种调制格式信号。采用两种调制格式相结合的方式称之为正交调制方式，采用两种以上调制格式相结合的方式称之为超正交调制方式。

目前国内外大多采用ASK与DPSK(差分相位调制)或DQPSK(差分四相位调制)相结合的正交调制方式。这些关于正交调制方式的高速光传输科研结果表明，使用振幅和相位调制叠加ASK-DPSK，或者频率和振幅调制叠加FSK-ASK的方式，与传统单一的调制方式相比所需要的接收机带宽低，可以降低光纤传输中四波混频等非线性损伤，具有更高的接收机灵敏度和更大的光纤色散和非线性容忍度。

图1为现有的基于正交调制方式的光传输系统结构示意图。现结合图1对现有的基于正交调制方式的光传输系统进行说明，具体如下：

现有的基于正交调制方式的光传输系统包括：发送模块、链路传输模块、接收模块。发送模块10用于产生正交调制的光信号，即将两路不同的信息序列分别加载到光的振幅和相位上，调制后的光信号输出至链路传输模块1。发送模块10包括光源和两路调制单元，其中，光源采用激光器100；第一路调制单元包括脉冲成形101、低通滤波器102和幅度调制器103；第二路调制单元包括DPSK预编码104、脉冲成形105、低通滤波器106和相位调制器106。激光器100用于产生窄带的光载波；第一路调制单元中，首先将数字序列b_A，n输入至脉冲成形101模块中进行脉冲成形，再将成形之后的信号波形输出至低通滤波器103中进行滤波，滤波后的波形信号u_A(t)输出至幅度调制器103中，控制幅度调制器的偏压使其对光载波进行幅度调制，该幅度调制后的光信号与一般的ASK调制不同，它必须保证光信号有一定的消光比，经过第一级幅度调制之后的光信号输出至下一级的相位调制器106中；第二路调制单元中，首先将数字序列b_P，n输出至DPSK预编码104中进行DPSK的预编码，将预编码之后的数字序列输出至脉冲成形105中进行波形成形，再将成形后的波形输出至低通滤波器106中进行低通滤波，低通滤波器102与低通滤波器106的中心波长一致，滤波后的信号u_P(t)输出至相位调制器107中，调制相位调制器的偏压使其对第一级输出的幅度调制光信号再进行相位调制。定义经过两级调制后的已调光信号的电场表述为E(t)，将该光信号输出至链路传输模块11。

链路传输模块11利用光纤将发送模块10输出的正交调制的光信号传输至接收模块12。其中，链路传输模块11包括：前向放大器110，标准单模光纤SSMF111，色散补偿光纤DCF112和后向放大器113。前向放大器110利用掺铒光纤放大器EDFA对已调光信号进行放大，SSMF111用来传输光信号，DCF112用来补偿传输链路中的色散，后向放大器113将传输之后的光信号进行放大以补偿传输链路造成的光功率损伤，该放大器在放大光信号功率的同时也放大了噪声功率。将放大之后的光信号输出至接收模块12，定义此处接收到的光信号的电场表述为：

$E^{\′}\left(t\right)=\sqrt{P^{\′}}{A}^{\′}\left(t\right)\exp \left\{j\right[{\mathrm{\ω}}_{0}t+{\mathrm{\φ}}^{\′}\left(t\right)\left]\right\}---\left(2\right)$

接收模块12对接收到的光信号进行解调，获得携带信息的高速数据信号。由于ASK信号和DPSK信号在同一光纤链路中进行传输，因此在解调端需设法分离这两路信号，使其互不干扰。其中，接收模块12包括耦合器120、幅度解调单元和相位解调单元。接收到的光信号E′(t)首先通过耦合器120耦合输出两路光信号，分别为E′_A(t)和E′_P(t)，再将E′_A(t)送入幅度解调单元进行解调，E′_P(t)送入相位解调单元进行解调。

幅度解调单元将接收到的光信号E′_A(t)输出至光电探测器121进行光电转换，转换后的电流表达式为：

$I_A^{\′}\left(t\right)=\mathrm{kR}{\left|E_A^{\′}\left(t\right)\right|}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{kI}}_0^{\′}{A}^{\′2}\left(t\right)---\left(3\right)$

其中，k，R分别表示光电探测器的比例因子和响应度，I′₀＝RP′，P′为接收到的光信号的平均功率。将I′_A(t)送入抽样判决模块122中进行判决，判决输出加载到光幅度上的比特序列

相位解调单元将接收到的光信号E′_P(t)首先送入延时相加滤波器123中得到E′_-(t)和E′₊(t)上下两路信号。其中，

$E_P^{\′}\left(t\right)=\sqrt{\frac{1}{2}}{E}^{\′}\left(t\right)---\left(4\right)$

$E_{\_}^{\′}\left(t\right)=\frac{1}{2\sqrt{2}}[E^{\′}(t-T)-E^{\′}\left(t\right)]$

                    (5)

$=\frac{\sqrt{P^{\′}}}{2\sqrt{2}}\left(A^{\′}(t-T)\exp \right\{j[{\mathrm{\ω}}_o(t-T)+{\mathrm{\φ}}^{\′}(t-T)]\}-A^{\′}\left(t\right)\exp \{j[{\mathrm{\ω}}_{o}t+{\mathrm{\φ}}^{\′}\left(t\right)]\left\}\right)$

$E_{+}^{\′}\left(t\right)=\frac{j}{2}[E_P^{\′}\left(t\right)+E_P^{\′}(t-T)]$

                       (6)

$=\frac{j\sqrt{P^{\′}}}{2\sqrt{2}}\left(A^{\′}\left(t\right)\exp \right\{j[{\mathrm{\ω}}_{o}t+{\mathrm{\φ}}^{\′}\left(t\right)]\}+A^{\′}(t-T)\exp \{j[{\mathrm{\ω}}_o(t-T)+{\mathrm{\φ}}^{\′}(t-T)]\left\}\right)$

再分别将E′_-(t)和E′₊(t)两路信号送入光电探测器124和125中进行光电转换，转换后的电流I′_-(t)和I′₊(t)通过相加器126进行电流加减后后输出电流I′(t)，最后将I′(t)送入抽样判决127中进行抽样判决，抽样判决器在抽样时刻t＝nT时得到的抽样值为：

$I^{\′}\left(\mathrm{nT}\right)=I_n^{\′}=\frac{1}{2}{\mathrm{kI}}_0^{\′}{A}_n^{\′}{A}_{n-1}^{\′}\cos ({\mathrm{\φ}}_n^{\′}-{\mathrm{\φ}}_{n-1}^{\′})---\left(8\right)$

根据(8)式可以看出，只需要判断抽样所得到是电信号的正负即可得到二进制序列

此序列即为加载到光相位上的信息序列。

上述现有的基于正交调制的光传输系统，实现了在光的两个参量上加载不同的信息，并成功实现了不同信息的解调接收。但是并没有充分利用到光信号的其他参量，对于频谱利用率的提高也有一定的限度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于超正交调制的高速光传输系统，即基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，该系统能够充分利用多个参量(如振幅、相位、频率和偏振态)对光信息实现超正交调制，提高了信道容量和频谱利用率。

本发明的另一个目的在于提供一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输方法，该方法能够结合各种调制方式的优点，大幅度地提高频带利用率，通过优化传输性能和频谱利用效率，有效地增加传输系统的容量距离积、色散容忍度、非线性容忍度等，有望成为实现光信息的高速、高频谱带宽利用率、大容量、长距离光纤通信系统、高效传输中最具有优势的调制格式。当其与偏振复用技术相结合，在不增加光纤信道的情况下，能够进一步提高系统的传输速率、频谱利用率等。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，该系统包括：发送装置、链路传输装置和接收解调装置，结合图2对该系统进行说明。

发送装置20包含FSK调制模块201，ASK调制模块203，D8PSK调制模块205，以及实现上下支路偏振复用的偏振复用器202和耦合器207。发送装置用于产生基于超正交调制的高速光信号，即FSK-D8PSK-ASK-PolMux调制复用信号。

链路传输装置21包含放大器211和光纤202，用来放大并传输发送装置20输出的超正交调制信号。

接收解调装置22包含带通滤波器211，ASK解调模块225，FSK解调模块226，D8PSK解调模块227和实现偏振复用解调的偏振分束器222及耦合器223、224。所述输出调制后的光信号至链路传输装置；所述超正交调制指充分利用光的振幅、相位、频率、偏振态来加载信息，提高信息传输速率和频谱利用率。

该发明提供的方法可以进一步提高光纤通信系统频带利用率、非线性容忍度、传输性能提供新方法，为高速、大容量、高频谱利用率、长距离光纤通信系统、高效传输光纤通信打下基础。

附图说明

图1为现有的正交调制方式的光传输系统结构示意图。

图2为本发明的基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统结构示意图。

图3为FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号产生方法示意图。

图4为高速FSK调制与偏振复用结合方法示意图。

图5为D8PSK-ASK调制方法示意图。

图6为FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号接收方法示意图。

图7为D8PSK解调方法示意图。

图8为本发明基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统和方法，该系统中发送装置利用FSK调制模块、ASK调制模块、D8PSK调制模块和偏振复用模块来产生超正交调制信号；接收端利用偏振分束器、耦合器及FSK解调模块、ASK解调模块、D8PSK解调模块来实现各路信息的平行解调。该发明提出的方法提高了系统的频谱利用率。

图3为FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号产生方法示意图。图4为高速FSK调制与偏振复用结合方法示意图。图5为D8PSK-ASK调制方法示意图。

如图3所示，将基带信号经过串并变换之后通过载波逐步实现FSK、D8PSK和ASK调制，并结合偏振复用实现超正交调制格式。由图3可知该调制信号产生方法中主要包括三部分内容，即高速FSK调制与偏振复用部分30，基带信号串并转化部分31、32，D8PSK-ASK串行调制部分33、34。

现结合图4、图5来对具体的FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号产生方法进行说明。

图4所示为高速FSK调制与偏振复用结合方案图。图中将频差为40G的两个激光光源401和402输出的两路载波通过耦合器403合波后，再将其输出至耦合器404分成两束光，分别送到偏振控制器405和406中形成两路偏振态正交的信号，将其分别发送至相位调制器407、408进行DPSK调制。加载到相位调制器407、408的电信号是由数据序列a₀、a₀支路分别经过脉冲成形器409、411脉冲成形并通过差分模块410、412差分编码之后的信号。通过调节激光器401、402的输出波长和M-Z干涉仪413、413的干涉臂长，使得DPSK信号经过M-Z干涉仪解调后得到A、B两路偏振态正交的高速FSK调制信号。

接着对图4中最终输出的A、B两路偏振态正交的高速FSK调制信号分别依次进行D8PSK和ASK调制。具体调制方法如图5所示，以A路信号的调制为例进行详细说明。首先数据信号发生器501产生的100G基带信号通过串并变换器502进行串并变换以压缩带宽，这样100G的信号被分成5路20G信号，即将基带码元b₀分成a₀、a₁、a₂、a₃、a₄ 5路，第1路a₀用作图4中所示的FSK调制，第2、3、4路a₁、a₂、a₃用作D8PSK调制，剩下1路a₄用作ASK调制。将a₁、a₂、a₃这三路信号送入至8进制差分编码器503中进行差分编码，将编码后的三路信号分别送至脉冲成型器505、506、507中进行脉冲成形。成形后的a₁路信号输出至180度相位调制器509中对图4中产生的E_FSK(t)信号进行调制得到E_FSK-DPSK(t)信号，将成形后的a₂路信号输出至90度相位调制器510中对E_FSK-DPSK(t)信号进行调制得到E_FSK-DQPSK(t)信号，将成形后的a₃路信号输出至45度相位调制器511中对E_FSK-DQPSK(t)信号进行调制得到E_FSK-D8PSK(t)，将成形后的a₄路信号输出至经过MZM振幅调制器512中对E_FSK-D8PSK(t)信号进行调制得到E_{FSK-D8PSK-ASK}(t)信号。对B路的调制方法与A路相同。最后再结合偏振复用方法及偏振控制技术得到E_{FSK-ASK-D8PSK-PolMux}(t)信号，即完成了FSK-D8PSK-ASK-PolMux调制复用信号的产生。

图6为FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号接收方法示意图。图7为D8PSK解调方法示意图。现结合图6、图7对FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号接收方法进行详细说明。

由图6所示，该接收装置主要包括高速ASK信号解调单元610、640，高速FSK信号解调单元620，630，D8PSK解调单元650、660。在接收端首先将接收信号通过带通滤波器601进行滤波得到E_{FSK-ASK-D8PSK-PolMux}(t)信号，滤波后的信号输入至偏振分束器(PBS)602中分成偏振态相互正交的两路光信号E_{FSK-D8PSK-ASK}(t)和E_{FSK-D8PSK-ASK}′(t)，分别送入至耦合器604、605中进行耦合。以上支路信号E_{FSK-D8PSK-ASK}(t)解调为例进行说明。耦合器604输出的两路0.707E_{ASK-D8PSK-FSK}(t)信号分别送入至耦合器603和D8PSK解调器650中进行处理。耦合器603输出的两路光信号0.5E_{ASK-D8PSK-FSK}(t)信号分别输出至高速ASK信号解调单元610和高速FSK信号解调单元620中进行解调。

在高速ASK信号解调单元610中，信号先经过光电二极管611对光信号的幅度进行探测，探测输出的电信号输入至低通滤波器(LPF)612中进行低通滤波，再通过抽样判决器613判决后解调输出a₄支路的信息。

在高速FSK信号解调单元620中，使用阵列波导光栅(AWG)621分别滤出两个载频，将其分别输入至光电二极管622、623中将频率信息转化为振幅信息，再通过加法器624对这两路振幅信号进行相减，最后依次通过低通滤波器625和抽样判决器625解调出a₀支路中的信息。

高速ASK信号解调单元640与ASK信号解调单元610方法相同。高速FSK信号解调单元630与高速FSK信号解调单元620方法相同。

结合图7对D8PSK解调器650、660的解调方法进行详细说明。在图7中，将接收到的D8PSK信号输入至3dB耦合器702中耦合输出E_I(t)和E_Q(t)两路信号，将该两路信号分别输入至耦合器703、704中。耦合器703耦合输出E₁(t)和E₂(t)两路信号，将该两路信号输入至M-Z干涉仪705中进行延时、相移、干涉等处理后输出E₁₁(t)、E₁₂(t)、E₁₃(t)、E₁₄(t)四路信号，将四路信号送入光电二极管707和711中做光电转换，输入I₁₁(t)、I₁₂(t)、I₁₃(t)、I₁₄(t)四路电信号。将I₁₁(t)、I₁₂(t)通过加法器708后得到信号I₁(t)，该信号经过低通滤波器709和抽样判决器710后输出数据信号I_1n。以此类推，运用同样的方法得到I_2n、I_3n、I_4n。然后将I_1n、I_2n、I_3n、I_4n四路信号送入至图6所示的4输入3输出数据恢复模块651中得到a₁、a₂、a₃支路中的信息。接着用并串变换其607将a₀、a₁、a₂、a₃、a₄五路解调出的信号进行并串变换后输出A路的解调信号。下支路B路的解调方法同A路解调方法类似。这样就完成了超正交调制复用FSK-D8PSK-ASK-PolMux信号的解调工作。

图8为本发明基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输方法的流程图。现结合图8，对本发明基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输方法进行说明，具体如下：

步骤40：利用FSK调制与复用技术，以及D8PSK-ASK串行调制技术，获得超正交调制复用信号。

该步骤中，FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号的产生方法包括：

步骤801，利用频差为40G的两个激光光源输出的两路载波，接着利用耦合器将两路光载波进行合波后输入至偏振分束器中将其分成偏振方向正交的两路光载波，分别对两路光载波进行DPSK调制。通过调节两个激光器的输出波长和M-Z干涉仪的干涉臂长，使得DPSK信号经过M-Z干涉仪解调后得到A、B两路偏振态正交的高速FSK-PolMUX调制信号。

步骤802、803，利用三个级联的相位调制器分别对步骤801输出的A、B两路光载波进行D8PSK调制，得到两路FSK-D8PSK信号。三个级联的相位调制器依次为180度相位调制器、90度相位调制器和45度相位调制器。

步骤804、805，利用MZ调制器对步骤802、803输出的两路光信号分别进行ASK调制，得到两路FSK-D8PSK-ASK信号。

步骤807利用偏振合波器将偏振方向正交的两路FSK-D8PSK-ASK信号进行合波复用，得到FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号。

通过以上步骤完成了FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号的产生，接下来进行信号的传输与解调工作。

步骤81：利用光放大器对已调制信号进行放大后，在光纤链路上进行传输。

步骤82：对经过光纤链路传输的FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号进行接收。

该步骤中，对FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号的接收方法包括：

步骤821，利用偏振混频器将接收信号解偏振复用为两路光信号。

步骤822、823，利用光电二级管、低通滤波器、抽样判决器对步骤821输出的两路光载波进行ASK解调。

步骤824、825，利用阵列波导光纤、光电二极管、减法器、低通滤波器、抽样判决器对步骤821输出的两路光载波进行FSK解调。

步骤826、827，利用耦合器、延时器、移相器、光电二极管、减法器、低通滤波器、抽样判决器对步骤821输出的两路光载波进行D8PSK解调。

其中步骤822、823，824、825，826、827中，对ASK支路、FSK支路、D8PSK支路的解调是并行进行的。

最后在步骤828、829中，利用串并变换器输出两路数据信息，完成超正交调制复用信号的解调工作。

本发明的上述实例中，将高频谱利用率的DMPSK-ASK-PolMux正交调制复用与良好非线性容忍度的FSK相结合，进行超正交调制复用，具有频谱利用率高、非线性容忍度好等优点。该方法结合了各种调制方式的优点，大幅度地提高频带利用率，通过优化传输性能和频谱利用效率，有效地增加传输系统的容量距离积、色散容忍度、非线性容忍度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统和方法，用于高速率、高频谱效率的信号产生、传输及接收解调。其特征在于，该系统包括：发送装置、链路传输装置和接收解调装置；

所述发送装置用于产生高速超正交调制复用信号；所述超正交调制复用信号为FSK-D8PSK-ASK-PolMUX信号，该信号频谱利用率高；所述频谱利用率指波特率与所占带宽的比值；

所述链路传输装置将已调制的超正交调制复用光信号进行放大后，输出至光纤链路中进行传输；

所述接收解调装置用于对接收到的光信号进行带通滤波、偏振分束、并行解调，已恢复出传输的信息数据；所述带通滤波是只允许所需边带信号通过、滤去表代为的信号和噪声的过程；所述偏振分束同过光偏振混频器将接收到的光信号分成偏振态正交的两路光信号；所述平行解调是指利用耦合器将解偏振复用的光信号送入至ASK、FSK、D8PSK解调支路中进行平行解调，进行并串变换后输出传输的数据信息。

2.根据权利要求1所述的基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，其特征在于，所述发送装置包括：

高速FSK调制与偏振复用结合模块，将频差为40G的两个激光光源输出的两路载波通过耦合器合波后，再将其输出至耦合器分成两束光，将其分别送到两个偏振分束器(PBS)中形成两路偏振态正交的信号，再分别发送至相位调制器进行DPSK调制。通过调节两个激光器的输出波长和M-Z干涉仪的干涉臂长，使得DPSK信号经过 M-Z干涉仪解调后得到A、B两路偏振态正交的高速FSK调制信号。

3.根据权利要求2所述的基基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，其特征在于，所述高速FSK调制与偏振复用结合模块包括：

激光器，通过光纤与耦合器相连，作为链路传输的光源，输出适合在光纤上传输的光载波；所述的两个激光器的频差为40G；

耦合器，将两个频率不同的光载波耦合输出两路光载波，这两路光载波中同时包含两个频率的光载波；

偏振分束器与耦合器相连，将光载波分成两个偏振态正交的光载波；

相位调制器，用于把接收到的电信号调制到光载波上，所述电信号是通过差分编码、脉冲成形后得到的模拟电信号，将该信号调制到两路偏振态正交的光载波上；

M-Z干涉仪，在相同的延时时间但是不同的相位偏移的情况下一个传输波形的最大值对应于另一个传输波形的最小值，而且同一波形中相邻的最大值(最小值)的间隔都是恒定的，通过调节M-Z干涉仪的臂长得到FSK信号，所述FSK信号可认为是两个归零强度调制信号的组合。

4.根据权利要求1所述的基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，其特征在于，所述发送装置包括：

D8PSK-ASK串行调制模块，首先数据信号发生器产生的100G 基带信号进行串并变换以压缩带宽，这样100G的信号被分成5路20G信号，即将基带码元b₀分成a₀、a₁、a₂、a₃、a₄5路，第1路a₀用作FSK调制，第2、3、4路a₁、a₂、a₃用作D8PSK调制，剩下1路a₄用作ASK调制。将a₁、a₂、a₃这三路信号送入至8进制差分编码器中进行差分编码，对编码后的三路信号分别进行脉冲成形。成形后的a₁路信号输出至180度相位调制器中对E_FSK(t)信号进行调制得到E_FSK-DPSK(t)信号，将成形后的a₂路信号输出至90度相位调制器中对E_FSK-DPSK(t)信号进行调制得到E_FSK-DQPSK(t)信号，将成形后的a₃路信号输出至45度相位调制器中对E_FSK-DQPSK(t)信号进行调制得到E_{FSK-D8PSK-ASK}(t)信号。

5.根据权利要求书3所述的基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，其特征在于，所述D8PSK-ASK串行调制模块：

信号发生器，用于产生基带的数据信号；

串并变换，用于将基带的数据信号分成5路低速的数据信号，以压缩频谱。

D8PSK调制，利用三个调制相位依次为180度、90度、45度的相位调制器对接收到的光载波进行串行的调制，得到FSK-D8PSK信号；

ASK调制，利用MZM幅度调制器对接收到的光载波进行幅度调制，将电信号加载到光载波上，得到FSK-D8PSK-ASK信号。

6.根据权利要求1所述的基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，其特征在于，所述链路传输装置包括： 

光放大器，用于把接收到的光信号进行失真尽可能小的放大，这样避免了在信号长距离传输后衰减太大而混淆在噪声，导致无法准确的把信号解调出；

光纤，作为传递介质用于给光信号提供长距离传输路径；

7.根据权利要求1所述的基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输系统，其特征在于，所述接收解调装置包括：

带通滤波器，用于滤除带外的直流信号、倍频信号和噪声；

接偏振复用模块，利用偏振混频器将接收到的光信号分成偏振态正交的两路光信号；

ASK解调模块，用于解调出a₀路所携带的信息；

FSK解调模块，用于解调出a₄路所携带的信息；

D8PSK解调模块，用于解调出a₁、a₂、a₃路所携带的信息；

8.一种基于FSK-D8PSK-ASK-PolMUX的高速光传输方法，其特征在于，该方法包括：

A、通过调整两个激光器的波长和M-Z干涉仪的臂长，产生FSK调制信号；利用偏振分束器，耦合器来实现光载波的偏振复用；利用级联的相位调制器对光载波进行D8PSK调制；利用MZM幅度调制器对光载波进行幅度调制；

B、利用光放大器将调制信号进行放大；利用光纤将放大后的光信号发送至接收端；

C、对接收到的光信号进行带通滤波、偏振分束、并行解调，已恢复出传输的信息数据；所述带通滤波是只允许所需边带信号通过、 滤去表代为的信号和噪声的过程；所述偏振分束同过光偏振混频器将接收到的光信号分成偏振态正交的两路光信号；所述平行解调是指利用耦合器将解偏振复用的光信号送入至ASK、FSK、D8PSK解调支路中进行平行解调，进行并串变换后输出传输的数据信息。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A所述通过FSK调制复用模块、D8PSK-ASK调制模块产生FSK-D8PSK-ASK-PolMUX调制复用信号包括：

A1、把信号发生器产生的高速数据信号输入至串并变换器中进行串并变化，将100G的数据分成a₀、a₁、a₂、a₃、a₄5路20G的数据；对其分别进行脉冲成形后，将a₀路用来进行FSK调制，a₁、a₂、a₃路用来进行D8PSK调制，a₄路用来进行ASK调制；

A2、用两个频差为40G的激光器产生两路光载波，将两路光载波耦合后利用偏振分束器将其分束偏振态正交的两路光载波，通过控制M-Z干涉仪的臂长得到两路FSK调制信号；

A3、利用三个调制相位依次为180度、90度、45度的相位调制器对接收到的FSK信号进行串行的调制，得到FSK-D8PSK信号；

A4、利用MZM幅度调制器对接收到的光载波进行幅度调制，将电信号加载到光载波上，得到FSK-D8PSK-ASK信号；

A5、利用耦合器将两路FSK-D8PSK-ASK信号合波后送入传输链路进行传输；

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C所述通过ASK解题模块、FSK解调模块、D8PSK解调支路对 FSK-D8PSK-ASK信号进行解调包括：

C1、带通滤波器，用于滤除带外的直流信号、倍频信号和噪声；

C2、通过偏振复用模块，利用偏振混频器将接收到的光信号分成偏振态正交的两路光信号；

C3、通过ASK解调模块，利用光电二极管、低通滤波器、抽样判决器解调出a₀路所携带的信息；

C4、通过FSK解调模块，利用阵列波导光栅、光电二极管、减法器、低通滤波器、抽样判决器解调出a₄路所携带的信息；

C5、通过D8PSK解调模块，利用耦合器、延时器、相移器、光电二极管、减法器、低通滤波器、抽样判决器、4输入3输出数据恢复模块解调出a₁、a₂、a₃路所携带的信息；

C6、利用并串变换，恢复出原始的高速数据。 

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