CN108933630A - 一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统 - Google Patents

一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，包括：分束模块、调制模块和合束模块，所述分束模块包括第一马赫曾德干涉仪，所述调制模块包括第一马赫曾德调制器、第二马赫曾德调制器、第一热调相移器和第二热调相移器，所述合束模块包括第二马赫曾德干涉仪和合束器件。本发明可以灵活地在无复用二进制调制信号、无复用多进制调制信号、复用的调制信号之间切换以选择适合信道传输的最佳传输信号。

Description

一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统
技术领域
本发明属于光子通信系统中的集成光电子器件领域，更具体地，涉及一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统。
背景技术
光通信技术以其超大带宽、高速率、低损耗的特点已经成为了当今通信网络的核心部分。而光发射模块也更是光通信网络中十分重要的一环。目前光通信器件也已经在向片上集成的方向发展。而可重构性更是片上集成化的一大发展趋势。
针对特定的应用场景，需要合理选择在该信道上传输的调制格式与复用类型。针对上述问题，人们设计了各式各样的调制器与复用器来使得所发射的光信号和信道匹配。因此可重构发射机的需求也随之而出。然而现有技术无法便捷的在无复用二进制调制信号，无复用多进制调制信号，以及偏振复用的调制信号之间切换以选择适合信道传输的最佳传输信号格式。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，由此解决现有技术无法便捷的在无复用二进制调制信号，无复用多进制调制信号，以及偏振复用的调制信号之间切换以选择适合信道传输的最佳传输信号格式的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，包括：分束模块、调制模块和合束模块，
所述分束模块包括第一马赫曾德干涉仪，所述调制模块包括第一马赫曾德调制器、第二马赫曾德调制器、第一热调相移器和第二热调相移器，所述合束模块包括第二马赫曾德干涉仪和合束器件；
所述第一马赫曾德干涉仪的第一输出端口与第一热调相移器的输入端口连接，第一热调相移器的输出端口与第一马赫曾德调制器的输入端口连接，所述第一马赫曾德干涉仪的第二输出端口与第二热调相移器的输入端口连接，第二热调相移器的输出端口与第二马赫曾德调制器的输入端口连接，第一马赫曾德调制器的输出端口和第二马赫曾德调制器的输出端口均与第二马赫曾德干涉仪的输入端口连接，第二马赫曾德干涉仪的输出端口与合束器件的输入端口连接。
分束模块，用于利用第一马赫曾德干涉仪将输入光分为第一光束和第二光束。
调制模块，用于利用第一热调相移器将第一光束传输至第一马赫曾德调制器，利用第二热调相移器将第二光束传输至第二马赫曾德调制器，将调制格式对应的调制信号以及偏振复用对应的偏压加入第一马赫曾德调制器和第二马赫曾德调制器，输出第一光信号和第二光信号。
合束模块，用于利用第二马赫曾德干涉仪或者合束器件对第一光信号和第二光信号进行合束。
进一步地，合束模块，当用于偏振复用时，利用第二马赫曾德干涉仪将第一光信号和第二光信号输入合束器件进行合束，当无偏振复用时，利用第二马赫曾德干涉仪对第一光信号和第二光信号进行合束。
进一步地，合束器件为偏振分束旋转器或者二维光栅。
进一步地，光发射系统在无复用二进制调制信号、无复用多进制调制信号和复用的调制信号之间切换。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明利用分束模块、调制模块和合束模块，可以方便地针对特定的信道要求，切换调制格式或是进行偏振复用，以提高信号的传输质量。本发明在实际通信系统中使用起来将更加方便，其可重构的特性，有利于于各种突发场合下，进行调制格式或者复用的改变。
(2)本发明可以灵活地在无复用二进制调制信号，无复用多进制调制信号，以及偏振复用的调制信号之间切换以选择适合信道传输的最佳传输信号格式。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，包括：分束模块、调制模块和合束模块，
所述分束模块包括第一马赫曾德干涉仪，所述调制模块包括第一马赫曾德调制器、第二马赫曾德调制器、第一热调相移器和第二热调相移器，所述合束模块包括第二马赫曾德干涉仪和合束器件；
所述第一马赫曾德干涉仪的第一输出端口与第一热调相移器的输入端口连接，第一热调相移器的输出端口与第一马赫曾德调制器的输入端口连接，所述第一马赫曾德干涉仪的第二输出端口与第二热调相移器的输入端口连接，第二热调相移器的输出端口与第二马赫曾德调制器的输入端口连接，第一马赫曾德调制器的输出端口和第二马赫曾德调制器的输出端口均与第二马赫曾德干涉仪的输入端口连接，第二马赫曾德干涉仪的输出端口与合束器件的输入端口连接。
分束模块，用于根据调制格式与偏振是否复用，利用第一马赫曾德干涉仪将输入光分为第一光束和第二光束。
调制模块，用于根据调制格式与偏振是否复用，利用第一热调相移器将第一光束传输至第一马赫曾德调制器，利用第二热调相移器将第二光束传输至第二马赫曾德调制器，将调制格式对应的调制信号以及偏振复用对应的偏压加入第一马赫曾德调制器和第二马赫曾德调制器，输出第一光信号和第二光信号。
合束模块，用于当偏振复用时，利用第二马赫曾德干涉仪将第一光信号和第二光信号输入合束器件进行合束，当偏振无复用时，利用第二马赫曾德干涉仪对第一光信号和第二光信号进行合束。
合束器件为偏振分束旋转器或者二维光栅。
调制格式与偏振是否复用为无复用二进制调制信号，无复用多进制调制信号或者复用的调制信号。
当调制格式与偏振是否复用为无复用二进制调制信号时，二进制调制信号为差分相移键控(Differential Phase Shift Keying，DPSK)信号或开关相移键控On-OffKeying，OOK)信号，分束模块的第一马赫曾德干涉仪调节输入光全部从第一马赫曾德干涉仪的输出端口输出。此时，第一光束为全部输入光，第二光束没有输入光，再向调制模块中对应的第一马赫曾德调制器加上无复用二进制调制信号对应的二进制调制信号和偏压。经过合束模块中的第二马赫曾德干涉仪合束后就可以得到对应的OOK、DPSK信号。
当调制格式与偏振是否复用为无复用多进制调制信号时，多进制调制格式包括正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK)信号以及PAM4(Pulse AmplitudeModulation 4，脉冲幅度调制)信号，分束模块的第一马赫曾德干涉仪调节输入光分为第一光束和第二光束，分别从第一马赫曾德干涉仪的第一输出端口和第二输出端口输出，再向调制模块中的第一马赫曾德调制器和第二马赫曾德调制器加上对应的调制信号和偏压，调制模块输出DPSK信号，并在其中一路信号通过第一热调相移器或者第二热调相移器上施加π/2的相移，经过合束模块中的第二马赫曾德干涉仪合束后就可以得到对应的QPSK信号。
当需要利用发明光发射系统的并联双马赫曾德调制器结构配置PAM4信号时，有两种配置方式，单偏振态的方式和双偏振态的方式。采用单偏振态PAM4时，分束模块的第一马赫曾德干涉仪将输入光分为1∶2，再利用调制模块的两个马赫曾德调制器在两路连续光上加载调制信号，并在通过热调相移器在其中一路信号上施加π/2的相移。经过合束模块中的第二马赫曾德干涉仪合束后就可以得到单偏振态的PAM4信号。采用双偏振态的方式时，分束模块的第一马赫曾德干涉仪将输入光分为1∶2，再利用调制模块的两个马赫曾德调制器在两路连续光上加载调制信号。合束模块中的第二马赫曾德干涉仪保持两路信号直通，最终由合束器件合束后，就可以得到基于双偏振态的PAM4信号。
当调制格式与偏振是否复用为复用的调制信号时，当光发射系统需要配置为偏振复用的DPSK、OOK时，分束模块的第一马赫曾德干涉仪将输入光分为1∶1。再向调制模块中的第一马赫曾德调制器和第二马赫曾德调制器加上对应的调制信号和偏压，输出对应的DPSK或OOK信号，经过合束模块中的第二马赫曾德干涉仪保持两路信号直通，最终由合束器件合束后就可以得到复用的调制信号。
本领域的技术人员容易理解，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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，其特征在于，包括：分束模块、调制模块和合束模块，
所述分束模块包括第一马赫曾德干涉仪，所述调制模块包括第一马赫曾德调制器、第二马赫曾德调制器、第一热调相移器和第二热调相移器，所述合束模块包括第二马赫曾德干涉仪和合束器件；
所述第一马赫曾德干涉仪的第一输出端口与第一热调相移器的输入端口连接，第一热调相移器的输出端口与第一马赫曾德调制器的输入端口连接，所述第一马赫曾德干涉仪的第二输出端口与第二热调相移器的输入端口连接，第二热调相移器的输出端口与第二马赫曾德调制器的输入端口连接，第一马赫曾德调制器的输出端口和第二马赫曾德调制器的输出端口均与第二马赫曾德干涉仪的输入端口连接，第二马赫曾德干涉仪的输出端口与合束器件的输入端口连接；
所述分束模块，用于利用第一马赫曾德干涉仪将输入光分为第一光束和第二光束；
所述调制模块，用于利用第一热调相移器将第一光束传输至第一马赫曾德调制器，利用第二热调相移器将第二光束传输至第二马赫曾德调制器，将调制格式对应的调制信号以及偏振复用对应的偏压加入第一马赫曾德调制器和第二马赫曾德调制器，输出第一光信号和第二光信号；
所述合束模块，用于利用第二马赫曾德干涉仪或者合束器件对第一光信号和第二光信号进行合束。
2.如权利要求1所述的一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，其特征在于，所述合束模块，当用于偏振复用时，利用第二马赫曾德干涉仪将第一光信号和第二光信号输入合束器件进行合束，当无偏振复用时，利用第二马赫曾德干涉仪对第一光信号和第二光信号进行合束。
3.如权利要求1或2所述的一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，其特征在于，所述合束器件为偏振分束旋转器或者二维光栅。
4.如权利要求1或2所述的一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统，其特征在于，所述光发射系统在无复用二进制调制信号、无复用多进制调制信号和复用的调制信号之间切换。
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