CN1299449C - 产生边带加强归零码的方法及其发射机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产生边带加强归零码的方法及其发射机，它解决了普通归零码边带功率远小于中心载波的功率、抑制非线性能力还未达到最佳的问题，产生边带加强归零码的方法为连续波激光器产生并输出光信号，通过双边驱动调制器调制后产生归零码脉冲，最后通过第二调制器进行数据信号加载。另外还提供了一种以连续波激光光源、双边驱动调制器、2个时钟驱动器、信号加载调制器、数据信号源为主要部件的ES-RZ码发射机。通过调节两个时钟驱动器可以调整边带和载波之间的能量分配，既保持了普通RZ码灵敏度高的特点，又提高了抑制非线性能力，并可实现边带和载波之间的能量分配动态可调，使对不同的信道可以采用不同的啁啾，提高了系统传输性能。

Description

产生边带加强归零码的方法及其发射机

技术领域

本发明属于长距离或超长距离光纤通信系统的传输技术，特别涉及一种产生边带加强归零码的方法及其特殊发射机。

技术背景

现有的光传输系统一般采用非归零码(NRZ)为基本的传输码型。归零码(RZ)是实现超长距离波分复用(WDM)或同步数字体系(synchronousdigital Hierarchy，下面简称SDH)的传输系统的重要技术，整个系统如图1所示。该系统包括RZ发射机、传输链路和RZ接收机。发射机产生的RZ信号，经过传输链路到达接收机。数据信号在接收模块得到恢复，实现传输的目的。其中RZ发射机是该系统的关键部分。其实现方法如图3所示，将单纵模的连续波(CW)激光器输出的光信号通过调制器31后调制产生RZ脉冲，该脉冲在第二调制器2中加载数据信号源输入的数据信号。其中，调制器31选用单边驱动马赫-曾德MZ调制器(以下简称MZ调制器)，产生普通的RZ码。普通的RZ码比NRZ码抑制非线性能力强、灵敏度高，但如图2所示，由于单边MZ调制器只能实现强度调制，普通RZ码的中心载波的能量比周围调制边带的能量要高很多，这样的普通RZ码在抑制非线性能力上还未达到最佳。图2中横坐标的0点对应频率为193.1(THZ)。同时，对于WDM系统，需要对各个通道进行调节，如果对各个信道进行进一步的单独相位调节，会进一步改善传输性能。而对于普通的RZ码，由于边带和载波之间的能量分配不可调节，所以该系统的传输性能还有待改善。另外，为提高系统的光信噪比OSNR，通常采用Raman放大，但是目前还存在Raman泵浦激光器价格较高、在管理上相对复杂，以及存在安全问题等缺点。

发明内容

本发明针对上述情况，解决了普通归零码RZ码的边带功率不可调节的问题，从而提高了抑制非线性能力，改善了系统传输性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种产生边带加强归零码的方法，其特征在于包括以下步骤：

连续波激光器产生并输出光信号；

所述光信号通过两个具有一定相差的时钟驱动信号驱动双边驱动调制器调制，产生归零码脉冲，通过改变驱动电压实现边带和载波之间能量的动态分配；

所述归零码脉冲通过第二调制器进行数据信号加载。

所述两个时钟驱动信号的速率与调制信号的速率相同。

本发明还提供了一种边带加强归零码发射机，由连续波激光器、归零码RZ脉冲发生模块、数据加载模块组成，其特征在于：所述RZ脉冲发生模块包括双边驱动调制器41，第一时钟驱动器42和第二时钟驱动器43，所述第一时钟驱动器42和第二时钟驱动器43分别与双边驱动调制器41连接；所述数据加载模块包括第二调制器2及与所述第二调制器2连接的数据信号源；连续波激光器依次连接双边驱动调制器41、第二调制器2；所述双边驱动调制器用于调整边带和载波之间的能量分配；所述第一、第二时钟驱动器用于通过改变驱动电压输出不同相差的时钟驱动信号。

所述第一时钟驱动器42和第二时钟驱动器43的驱动信号是同速率正弦信号，即调制信号的速率与时钟驱动器的时钟信号速率相同。

所述双边驱动调制器41是双边驱动马赫-曾德调制器。

本发明采用边带加强归零ES-RZ码代替普通RZ码作为传输码型，解决了普通RZ码无法调节边带和中心载波功率比例的问题，从而提高了系统的传输能力。采用的ES-RZ码是通过双边驱动MZ调制器实现的，它可以通过改变驱动电压，调整边带和载波之间的能量分配，使中心载波的能量得到抑制、边带的能量得到明显加强。ES-RZ码具有很好的传输性能，在进行的1600Km仿真实验中，ES-RZ码的Q因子比普通RZ码高4dB，比NRZ码有6dB的改善，相当于在相同判据下，ES-RZ码传输距离是普通RZ码的2倍左右，传输性能明显提高。而且由于4-6dB的Q值增益接近Raman放大的增益，采用ES-RZ码技术可以在不采用Raman放大的情况下，实现超长距离传输，从而降低成本和功耗。同时由于采用双边驱动调制器，通过改变驱动电压，可以实现边带和载波之间的能量分配动态可调，其好处在于对不同的信道可以采用不同的啁啾，进一步改善WDM系统的传输性能或Q因子。

附图说明

图1：RZ码光传输系统示意图；

图2：普通RZ码(中心载波为193.1(THZ))的光谱图；

图3：现有技术中RZ码发射机结构示意图；

图4：ES-RZ码发射机结构示意图；

图5：ES-RZ码的波形图；

图6：ES-RZ码的光谱图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作具体说明。

实施例1：

从图4可见，边带加强归零码发射机，由CW激光光源、脉冲产生模块、数据加载模块和数据信号源组成。其中，脉冲产生模块由MZ调制器41和时钟驱动器组成。在两级调制结构中，通过采用双边驱动MZ调制器41实现ES-RZ脉冲，通过采用单边MZ调制器2实现数据加载功能。该发射机主要包括单纵模的连续波激光器、第一时钟驱动器42、第二时钟驱动器43、双边驱动MZ调制器41、第二MZ调制器2、数据信号源；其连接方式是：激光器依次连接双边驱动MZ调制器41、第二MZ调制器2，第一时钟驱动器42和第二时钟驱动器43分别与双边驱动MZ调制器41连接，数据信号源与第二MZ调制器2连接。需要说明的是，驱动信号是同速率正弦信号，调制信号为10Gbit/s，两个时钟驱动器输出10Gbit/s的时钟信号。

该边带加强归零码发射机工作原理是：CW激光器输出的光信号传输到双边驱动MZ调制器41中，第一时钟驱动器42和第二时钟驱动器43输出两个相位不同的时钟信号，通过调整两个时钟驱动器，分别以图4所示的具有一定相差的10Gbit/s的正弦时钟信号同时控制双边驱动MZ调制器41，产生图6所示的边带加强归零码，再传输到单边驱动MZ调制器2中；与此同时，数据信号源输出的信号传输到MZ调制器2中，由MZ调制器2实现数据加载，并输出传输信号。图5给出了ES-RZ码的波形图，从波形上看它与普通RZ码没有不同之处；图6与图2相比，从光谱上可看出，图6这种RZ码中心载波的能量得到抑制，边带的能量得到明显加强。

实施例2：调制信号为40Gbit/s，两个时钟驱动器输出40Gbit/s的时钟信号。其它同实施例1。

本方法适合于10Gbit/s和40Gbit/s以及其它速率的WDM或SDH传输系统。

Claims (5)

1.一种产生边带加强归零码的方法，其特征在于包括以下步骤：

连续波激光器产生并输出光信号；

所述光信号通过两个具有一定相差的时钟驱动信号驱动双边驱动调制器调制，产生归零码脉冲，通过改变驱动电压实现边带和载波之间能量的动态分配；

所述归零码脉冲通过第二调制器进行数据信号加载。

2.根据权利要求1所述的产生边带加强归零码的方法，其特征在于：所述两个时钟驱动信号的速率与调制信号的速率相同。

3.一种边带加强归零码发射机，由连续波激光器、归零码RZ脉冲发生模块、数据加载模块组成，其特征在于：所述RZ脉冲发生模块包括双边驱动调制器(41)，第一时钟驱动器(42)和第二时钟驱动器(43)，所述第一时钟驱动器(42)和第二时钟驱动器(43)分别与双边驱动调制器(41)连接；所述数据加载模块包括第二调制器(2)及与所述第二调制器(2)连接的数据信号源；连续波激光器依次连接双边驱动调制器(41)、第二调制器(2)；所述双边驱动调制器用于调整边带和载波之间的能量分配；所述第一、第二时钟驱动器用于通过改变驱动电压输出不同相差的时钟驱动信号。

4.根据权利要求3所述的边带加强归零码发射机，其特征在于：所述第一时钟驱动器(42)和第二时钟驱动器(43)的驱动信号是同速率正弦信号，即调制信号的速率与时钟驱动器的时钟信号速率相同。

5.根据权利要求3所述的边带加强归零码发射机，其特征在于：所述双边驱动调制器(41)是双边驱动马赫-曾德调制器。

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