CN1536785A - 一种占空比可调高速光归零码产生方法和装置 - Google Patents

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一种涉及光通信技术的占空比可调高速光归零码产生方法和装置，所采用的方法为：在采用级联调制器的光归零码电光调制中，通过调整其中时钟调制器的偏置工作点，使时钟调制器调制输出不同脉宽的脉冲串，从而取得相应占空比的光归零；通过调整时钟调制器的偏置电极上的电压来调整其偏置工作点；时钟调制器通过工作点调整模块接收外部的调整信号，该调整信号经其中的中央控制单元CPU处理后，通过数模转换，将合适的偏置电压送至时钟调制器的偏置电极上，本发明可以调整光归零码占空比，使系统获得更优的传输性能，同时也给系统设计带来更大的灵活性。

Description

一种占空比可调高速光归零码产生方法和装置
技术领域
本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种占空比可调高速光归零码产生方法和装置。
背景技术
在超长距离的光传输系统中，光线路码型通常采用归零RZ码，典型的归零RZ码产生技术方案有两种：
技术方案一：
如图1所示，电层复用芯片在输出数据的同时也提供同步的余弦时钟输出，然后，时钟与数据同时送到高速与门中进行逻辑与运算，在数据为1时，余弦脉冲通过与门输出，数据为0时，与门输出为0，这样就产生了电归零信号，这个电归零码再由驱动器放大到合适的电压，驱动电光调制器，将连续光调制成为光归零码信号。
技术方案二：
如图2所示，电层复用芯片输出数据信号和与其同步的余弦时钟，然后，时钟与数据通过驱动器送到两个级联的电光调制器上。第一级电光调制器由时钟驱动，在这里连续光被调制成余弦脉冲串，即RZ脉冲串；第二级电光调制器由数据驱动，数据1和0分别控制调制器开与关，实质上完成了逻辑与运算，RZ脉冲串就在1和0的控制下被调制成为RZ码光信号。
从本质上讲，方案一和方案二的原理是一致的，都是对电层复用芯片输出的数据和余弦时钟做逻辑与运算获得归零码，区别在于光电变换是放在与运算之后还是和与运算同时进行。因为光归零脉冲来源于数字芯片输出的余弦时钟，所以在当前实际应用中，这两种方案都不能产生占空比可调的光归零码。如图3所示的脉冲串和数据信号、以及光归零码示意图，该图中所示的脉宽为光脉冲半功率点宽度，而脉宽与周期T的比值即是光归零码的占空比。
现有光归零RZ码产生技术得到的光归零码器占空比通常是不可调的，由于使用余弦脉冲，占空比一般为50％。然而，在许多应用场合为获得更好的传输性能，系统会有可能要求占空比可调，如采用更小的占空比，这基于以下几个原因：
1、占空比小，则同样平均功率下，峰值功率更高，更有利于产生非线性作用与色散作用平衡，从而实现长距离传输；
2、占空比小则同样平均功率下，消光比高，更能抵抗噪声等干扰。
然而，现有技术不能实现占空比的调整，这时系统丧失了优化性能的余地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种占空比可调高速光归零码产生方法和装置，以解决现有技术中不能实现占空比调整的缺点。
本发明所采用的占空比可调高速光归零码产生方法为：在采用级联调制器的光归零RZ码电光调制中，通过调整其中时钟调制器的偏置工作点，使时钟调制器调制输出不同脉宽的脉冲串，从而取得相应占空比的光归零RZ码；
所述的级联调制器的光归零RZ码电光调制中，通过调整时钟调制器的偏置电极Bias上的电压来调整其偏置工作点；
所述的时钟调制器通过工作点调整模块接收外部的调整信号，该调整信号经其中的中央控制单元CPU处理后，通过数模转换，将合适的偏置电压送至时钟调制器的偏置电极Bias上。
所述的工作点调整模块中具有占空比与偏置电压关系表，在通讯接口将要求的占空比数值传递给中央控制单元CPU后，中央控制单元CPU通过查询该表，驱动数模转换输出相应偏置电压送至时钟调制器；
所述的占空比与偏置电压关系表是由中央控制单元CPU通过递增或递减方式驱动数模转换，在偏置电压所有可能值上进行扫描，测量出每个工作电压数值对应的光归零码的占空比而获得。
这种实现上述光归零码产生方法的占空比可调高速光归零码产生装置，包括级联的时钟调制器和数据调制器，以及相应的时钟驱动器和数据驱动器，和数据调制器的偏置点产生模块，其特征在于：还包括时钟调制器的工作点调整模块，该工作点调整模块由中央控制单元CPU、通讯接口和数模转换模块组成，其中，通讯接口接收外部的调整信号，该调整信号经中央控制单元CPU处理后，通过数模转换模块向时钟调制器输送偏置电压；
所述的工作点调整模块中设置有占空比与偏置电压关系表；
所述的数据调制器的偏置点产生模块通过分光器接收输出光的反馈，控制数据调制器偏置工作点。
本发明的有益效果为：在本发明中，通过调整时钟调制器的偏置工作点，使时钟调制器调制输出不同脉宽的脉冲串，从而取得相应占空比的光归零RZ码，通过调整RZ脉冲脉宽，达到调整光归零码占空比的目的，使系统获得更优的传输性能，同时也给系统设计带来更大的灵活性。
附图说明
图1为现有技术中产生光归零RZ码技术方案一；
图2为现有技术中产生光归零RZ码技术方案二；
图3为现有技术中脉冲串和数据信号、以及光归零码示意图；
图4为本发明原理示意图；
图5为本发明电路结构示意图；
图6为时钟调制器工作点在b时脉冲串产生示意图；
图7为时钟调制器工作点在b时脉冲串示意图、以及相应的数据信号和光归零RZ码眼图；
图8为时钟调制器工作点在b’时脉冲串产生示意图；
图9为时钟调制器工作点在b时脉冲串示意图、以及相应的数据信号和光归零RZ码眼图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
根据图4、图5、图6、图7、图8和图9，本发明包括二级级联的时钟调制器和数据调制器，第一级为时钟调制器，第二级为数据调制器，每一级调制器均包含RF信号输入端口以及偏置电极Bias，时钟驱动器2和数据驱动器3分别驱动余弦时钟和数据，构成级联的马赫-哲得MZ电光调制器1，数据调制器的偏置点产生模块5通过分光器接收输出光的反馈，控制数据调制器偏置工作点，该偏置点产生模块5接收输出光的3％反馈，实现对偏置工作点的稳定控制；系统中还包括时钟调制器的工作点调整模块4，该工作点调整模块4由中央控制单元CPU42、通讯接口43和数模转换模块41组成，其中，通讯接口43接收外部的调整信号，该调整信号经中央控制单元CPU42处理后，通过数模转换模块41向时钟调制器输送偏置电压，工作点调整模块4中设置有占空比与偏置电压关系表。
在本发明中，通过调整时钟调制器的偏置电极Bias上的电压来调整时钟调制器的偏置工作点，使时钟调制器调制输出不同脉宽的脉冲串，从而在输出端取得相应占空比的光归零RZ码。
其具体过程为：时钟调制器通过工作点调整模块4中的通讯接口43接收外部的调整信号，通讯接口43将调整信号所要求的占空比数值传递给中央控制单元CPU，中央控制单元CPU通过查询占空比与偏置电压关系表，驱动数模转换模块41输出相应偏置电压送至时钟调制器的偏置电极Bias上，最后，在输出端取得相应占空比的光归零RZ码。在这里，占空比与偏置电压关系表是由中央控制单元CPU通过递增或递减方式驱动数模转换，在偏置电压所有可能值上进行扫描，测量出每个工作电压数值对应的光归零码的占空比而获得，所有的占空比与偏置电压的对应数据存储于该占空比与偏置电压关系表中，中央控制单元CPU可根据需要调用查询该表。
例如，MZ电光调制器1的工作点设置在半功率点，即如图6所示的b、c点，b点指第一级调制器工作点，c点指第二级调制器工作点，在这个工作点上加入点的数据和时钟信号，如图7所示，就可实现50％占空比的光归零码，图7中箭头所指示的突起是由于数据信号具有一定的上升沿，从而不能使第二级调制器在1到0时立刻关断造成的。
通过调整第一级的工作点，即时钟调制器的工作点，可以得到不同形状的脉冲串，如图8和图9所示，当时钟调制器的工作点由b调整到b’时，由于时钟信号的底部没有得到放大而使MZ电光调制器1的输出产生具有一定间隔的脉冲串，对比图6连续脉冲串可以清楚看到两者区别，如图9所示，显而易见，此时脉宽小于图7中的RZ码脉宽，因而占空比减小。
应该注意的是，占空比调整的范围是有一定限度的，当工作点偏离半功率点较远时，图9中箭头所指示的突起会升得较高，形成较大尖峰，会导致较大干扰，从计算及实验上看，在50％-30％的调整范围可得到较好的调整性能比。
在本发明中，事实上两级调制器顺序(时钟调制器和数据调制器的顺序)可以更改，驱动器也可以更换，但都可通过调整时间调制器偏置工作点来实现输出光归零码占空比的调整，其原理、结构及工作方法与上所述基本相同，此处不再赘述。

Claims (8)

1.一种占空比可调高速光归零码产生方法，其特征在于：在采用级联调制器的光归零(RZ)码电光调制中，通过调整其中时钟调制器的偏置工作点，使时钟调制器调制输出不同脉宽的脉冲串，从而取得相应占空比的光归零(RZ)码。
2.根据权利要求1所述的占空比可调高速光归零码产生方法，其特征在于：所述的级联调制器的光归零(RZ)码电光调制中，通过调整时钟调制器的偏置电极(Bias)上的电压来调整其偏置工作点。
3.根据权利要求2所述的占空比可调高速光归零码产生方法，其特征在于：所述的时钟调制器通过工作点调整模块接收外部的调整信号，该调整信号经其中的中央控制单元(CPU)处理后，通过数模转换，将合适的偏置电压送至时钟调制器的偏置电极(Bias)上。
4.根据权利要求3所述的占空比可调高速光归零码产生方法，其特征在于：所述的工作点调整模块中具有占空比与偏置电压关系表，在通讯接口将要求的占空比数值传递给中央控制单元(CPU)后，中央控制单元(CPU)通过查询该表，驱动数模转换输出相应偏置电压送至时钟调制器。
5.根据权利要求4所述的占空比可调高速光归零码产生方法，其特征在于：所述的占空比与偏置电压关系表是由中央控制单元(CPU)通过递增或递减方式驱动数模转换，在偏置电压所有可能值上进行扫描，测量出每个工作电压数值对应的光归零码的占空比而获得。
6.一种实现权利要求1所述的光归零码产生方法的占空比可调高速光归零码产生装置，包括级联的时钟调制器和数据调制器，以及相应的时钟驱动器和数据驱动器，和数据调制器的偏置点产生模块，其特征在于：还包括时钟调制器的工作点调整模块，该工作点调整模块由中央控制单元(CPU)、通讯接口和数模转换模块组成，其中，通讯接口接收外部的调整信号，该调整信号经中央控制单元(CPU)处理后，通过数模转换模块向时钟调制器输送偏置电压。
7.根据权利要求6述的占空比可调高速光归零码产生装置，其特征在于：所述的工作点调整模块中设置有占空比与偏置电压关系表。
8.根据权利要求6述的占空比可调高速光归零码产生装置，其特征在于：所述的数据调制器的偏置点产生模块通过分光器接收输出光的反馈，控制数据调制器偏置工作点。
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