CN111711489A - 二进制方案驱动单调制器的pam-8信号发生系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二进制方案驱动单调制器的PAM‑8信号发生系统及方法，所述系统包括：数据源，用于产生三路二进制电信号；功分器，用于对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号；双极化调制器，包括两个光强度调制器，其中一个以所述合并电信号为驱动信号，另一个以另一路二进制电信号为驱动信号；激光分束单元，用于产生激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，分别作为所述两个光强度调制器的输入；激光合束探测单元，用于获得两个光强度调制器的输出，经光电转换生成PAM‑8调制的电信号。与现有技术相比，本发明具有低成本、低功耗和系统配置简单等优点。

Description

二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统及方法
技术领域
本发明属于光纤通信系统技术领域，涉及一种信号发生系统，尤其是涉及一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统及方法。
背景技术
近年来，随着人工智能、云计算和多媒体服务的发展，人们对短距离光通信传输容量的需求迅速增长。对于典型的短距离应用，例如数据中心光互连和光接入网络，强度调制和直接检测(IM/DD)技术因为采用低成本、小尺寸和低功耗的光电设备而被认为是一种经济高效的解决方案。同时，脉冲幅度调制(PAM)这种调制格式被广泛应用于短距离光通信中以提升系统频谱效率，并实现低复杂度和简单收发器配置的高速传输。因此PAM信号的产生和检测成为了一项关键技术，对PAM信号产生的一些新原理和系统结构的研究显得非常重要。此外，满足低成本要求是短距离光互连和光接入网应用中的一项关键指标。
传统方法使用数模转换器产生PAM-8的电信号驱动光强度调制器调制激光，但该系统结构较为复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、成本低的基于二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，包括：
数据源，用于产生三路二进制电信号；
功分器，用于对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号；
双极化调制器，包括两个光强度调制器，其中一个以所述合并电信号为驱动信号，另一个以另一路二进制电信号为驱动信号；
激光分束单元，用于产生激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，分别作为所述两个光强度调制器的输入；
激光合束探测单元，用于获得两个光强度调制器的输出，经光电转换生成PAM-8调制的电信号。
进一步地，所述三路二进制电信号的电压幅度均不相同。
进一步地，两路所述偏振光正交。
进一步地，所述激光分束单元包括通过光纤相连接的激光器和偏振光分束器。
进一步地，所述激光合束探测单元包括通过光纤相连接的偏振光合束器和光电探测器，所述光电探测器的输出由两个偏振方向上的信号的平方和确定。
进一步地，所述数据源、功分器和双极化调制器之间通过电缆连接。
进一步地，所述激光分束单元、双极化调制器、激光合束探测单元依次通过光纤连接。
上述PAM-8信号发生系统中，使用激光器生成激光；使用数据源产生三路二进制电信号驱动光强度调制器；使用功分器合并其中两路不同电压幅度的电信号；使用偏振光分束器分离出两路正交的偏振光；使用两个光强度调制器分别调制两个偏振态的光载波；使用偏振光合束器合并两路正交的不同强度的偏振光；使用光电探测器对光信号进行光电转换，产生PAM-8电信号。
本发明还提供一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生方法，所述单调制器采用两个光强度调制器的双极化调制器，所述方法包括以下步骤：
获取三路二进制电信号，对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号，合并电信号驱动双极化调制器中的一个光强度调制器，另一路二进制电信号驱动双极化调制器中的另一个光强度调制器；
获得一激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，分别作为所述两个光强度调制器的输入；
两个光强度调制器分别调制两个偏振态的光载波，对调制后的光信号进行合并，经光电转换生成PAM-8调制的电信号。
进一步地，所述三路二进制电信号的电压幅度均不相同。
进一步地，两路所述偏振光正交。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明为基于二进制方案驱动单个双极化马赫曾德尔调制器(DP-MZM)的PAM-8信号发生系统，通过利用具有多路二进制数据驱动单个DP-MZM的方案来产生PAM-8信号，无需借助数模转换器，就可以在这种二进制方案中成功实现八个等间隔幅度的PAM-8生成信号，能取得很好的成本效益，具有低功耗和系统配置简单等优势。
2、本发明仅利用一个DP-MZM即可生成PAM-8信号，使用较少的光电设备进行简单的系统配置，可以有效降低系统成本和功耗。
3、本发明具有低成本、低功耗和系统配置简单等优点。
附图说明
图1为本发明PAM-8信号发生系统结构图；
图中：1-激光器，2-偏振光分束器，3-数据源，33-数据源，333-数据源，4-功分器，5-光强度调制器，55-光强度调制器，6-偏振光合束器，7-光电探测器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，包括数据源、功分器、双极化调制器、激光分束单元和激光合束探测单元，其中，数据源用于产生三路二进制电信号；功分器用于对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号；双极化调制器为DP-MZM，包括两个光强度调制器，其中一个以所述合并电信号为驱动信号，另一个以另一路二进制电信号为驱动信号；激光分束单元用于产生激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，两路所述偏振光正交，分别作为所述两个光强度调制器的输入；激光合束探测单元用于获得两个光强度调制器的输出，经光电转换生成PAM-8调制的电信号。
具体地，激光分束单元包括通过光纤相连接的激光器和偏振光分束器，激光合束探测单元包括通过光纤相连接的偏振光合束器和光电探测器，所述光电探测器的输出由两个偏振方向上的信号的平方和确定。所述数据源、功分器和双极化调制器之间通过电缆连接。所述激光分束单元、双极化调制器、激光合束探测单元依次通过光纤连接。
如图1所示，本实施例的三路二进制电信号分别由数据源3、数据源33和数据源333产生，三路二进制电信号的电压幅度均不相同，通过电压幅度的变化产生不同幅度的信号，本实施例中，数据源33产生的电信号电压幅度是数据源3产生的电信号电压幅度的0.707倍，数据源333产生电压幅度为数据源33两倍的二进制数据流，使得系统能够方便地生成8个输出值。功分器4对数据源3和数据源33产生的二进制电信号进行合并形成一路合并电信号，用于驱动集成在DP-MZM中的一个光强度调制器5；数据源333产生的二进制电信号用于驱动DP-MZM中的另一个光强度调制器55。激光器1产生的光载波经过偏振光分束器2后，产生的两路正交的偏振光分别进入光强度调制器5和光强度调制器55。由两个光强度调制器调制之后的两个不同偏振态的光信号借助偏振光合束器6合并在一起得到偏振复用的光信号，该偏振复用的光信号在两个正交偏振方向上的光强度是不同的。光电探测器7用于将偏振复用的光信号进行光电转换，得到基带电信号。通过光电探测器的平方律检测之后，光电探测器的输出电流由两个偏振方向上的信号数据的平方和确定。表1列出了三个数据源产生的二进制数据与输出的PAM-8信号之间的关系。对于具有不同值的原始二进制数据，平方和具有八个可能的值，即可以成功产生标准的PAM-8信号。
表1二进制数据与输出PAM-8信号之间的关系
Figure BDA0002509619730000041
实施例2
本实施例提供一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生方法，所述单调制器采用两个光强度调制器的双极化调制器，所述方法包括以下步骤：
获取三路二进制电信号，三路二进制电信号的电压幅度均不相同，对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号，合并电信号驱动双极化调制器中的一个光强度调制器，另一路二进制电信号驱动双极化调制器中的另一个光强度调制器；
获得一激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，两路所述偏振光正交，分别作为所述两个光强度调制器的输入；
两个光强度调制器分别调制两个偏振态的光载波，对调制后的光信号进行合并，经光电转换生成PAM-8调制的电信号。
其余同实施例1。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，包括：
数据源，用于产生三路二进制电信号；
功分器，用于对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号；
双极化调制器，包括两个光强度调制器，其中一个以所述合并电信号为驱动信号，另一个以另一路二进制电信号为驱动信号；
激光分束单元，用于产生激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，分别作为所述两个光强度调制器的输入；
激光合束探测单元，用于获得两个光强度调制器的输出，经光电转换生成PAM-8调制的电信号。
2.根据权利要求1所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，所述三路二进制电信号的电压幅度均不相同。
3.根据权利要求1所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，两路所述偏振光正交。
4.根据权利要求1所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，所述激光分束单元包括通过光纤相连接的激光器和偏振光分束器。
5.根据权利要求1所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，所述激光合束探测单元包括通过光纤相连接的偏振光合束器和光电探测器，所述光电探测器的输出由两个偏振方向上的信号的平方和确定。
6.根据权利要求1所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，所述数据源、功分器和双极化调制器之间通过电缆连接。
7.根据权利要求1所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生系统，其特征在于，所述激光分束单元、双极化调制器、激光合束探测单元依次通过光纤连接。
8.一种二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生方法，其特征在于，所述单调制器采用两个光强度调制器的双极化调制器，所述方法包括以下步骤：
获取三路二进制电信号，对所述三路二进制电信号中的两路二进制电信号进行合并，形成一路合并电信号，合并电信号驱动双极化调制器中的一个光强度调制器，另一路二进制电信号驱动双极化调制器中的另一个光强度调制器；
获得一激光，并分离出两路不同偏振态的偏振光，分别作为所述两个光强度调制器的输入；
两个光强度调制器分别调制两个偏振态的光载波，对调制后的光信号进行合并，经光电转换生成PAM-8调制的电信号。
9.根据权利要求8所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生方法，其特征在于，所述三路二进制电信号的电压幅度均不相同。
10.根据权利要求8所述的二进制方案驱动单调制器的PAM-8信号发生方法，其特征在于，两路所述偏振光正交。
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