一種混合調(diào)制格式的光發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，應(yīng)用于波分復(fù)用器和光分路器集成的無源光接入網(wǎng)絡(luò)以及長距離光傳輸系統(tǒng)，包括：I/Q調(diào)制器1、I/Q調(diào)制器2、延時線干涉儀和馬赫-曾德爾調(diào)制器；I/Q調(diào)制器1級聯(lián)延時線干涉儀再級聯(lián)I/Q調(diào)制器2最后再級聯(lián)馬赫-曾德爾調(diào)制器；其中，兩I/Q調(diào)制器各有兩數(shù)據(jù)輸入端口，馬赫-曾德爾調(diào)制器有一數(shù)據(jù)輸入端口；通過控制數(shù)據(jù)輸入端口的開關(guān)、信號幅度以及延時線干涉儀的比特和相位延遲，來控制光發(fā)射機輸出自適應(yīng)混合調(diào)制格式的光信號。本發(fā)明的光發(fā)射機能實現(xiàn)QPSK、8QAM和圓形16QAM調(diào)制，并能實現(xiàn)多種調(diào)制格式任意比例混合傳輸，可適應(yīng)于波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的復(fù)雜傳輸鏈路并有效提高頻譜利用效率。
【專利說明】一種混合調(diào)制格式的光發(fā)射機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光發(fā)射機，尤其涉及一種混合調(diào)制格式的光發(fā)射機。
【背景技術(shù)】
[0002]無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,PON)的光分配網(wǎng)絡(luò)中不存在任何有源設(shè)備，各個光分支節(jié)點均采用無源光分路器。相比于無線及銅線光接入網(wǎng)具有帶寬大、損耗低、覆蓋能力強等優(yōu)點。因此PON受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，以GPON和EPON為代表PON產(chǎn)品已得到廣泛應(yīng)用。隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，對光接入網(wǎng)上下行帶寬均提出了更高要求，目前科研界將目標集中新一代波分復(fù)用PON技術(shù)上，以提供高達IOGbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是，該技術(shù)在帶寬管理方面不夠靈活，可能導(dǎo)致系統(tǒng)效率較低，其中一個解決方案是將波分復(fù)用器和高通道光分路器相結(jié)合來搭建光分配網(wǎng)絡(luò)，形成波分復(fù)用和時分復(fù)用相結(jié)合的混合無源光網(wǎng)絡(luò)，達到在傳輸速率與效率之間的最佳平衡。
[0003]波分復(fù)用器和光分路器集成的無源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如附圖7所示，主要由光線路終端(0LT)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和光分配網(wǎng)(ODN)組成。光線路終端位于交換局端，光網(wǎng)絡(luò)單元位于用戶端，光分配網(wǎng)為兩者的物理連接提供共享光傳輸介質(zhì)，通過無源光分路器構(gòu)成的拓撲光分配網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸。
[0004]在上述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，從光線路終端到光網(wǎng)絡(luò)單元傳輸鏈路損耗會因光分配網(wǎng)絡(luò)配置而存在差異，主要包括光線路端到不同分路器端的光纖距離、光分路器的分束比等；另外一方面，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及流量需求的動態(tài)變化，對數(shù)據(jù)傳輸速率提出自適應(yīng)改變的需求。因此為保證帶寬資源能夠充分利用并適應(yīng)傳輸鏈路的不同配置，需要光發(fā)射機能夠靈活改變混合編碼格式實現(xiàn)任意連續(xù)譜效率與傳輸距離/傳輸損耗之間的有效搭配。
[0005]QPSK、8QAM和圓形16QAM調(diào)制格式在傳輸距離和頻譜效率上各具特點。QPSK調(diào)制格式在三種格式當(dāng)中傳輸距離最遠，但頻譜效率最低；圓形16QAM調(diào)制格式頻譜效率最高，但抗噪聲能力最差，因此能夠有效傳輸距離最短；8QAM調(diào)制格式性能均介于另兩種調(diào)制格式之間。因此這3種調(diào)制格式的靈活組合將大大提高光網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力。如果能夠適應(yīng)不同傳輸鏈路環(huán)境性能，對多種調(diào)制格式的混合傳輸，就可以獲得更高的頻譜利用率，其效率大于單一調(diào)制格式光發(fā)射機系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有的波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中任意連續(xù)譜效率與傳輸距離及損耗之間平衡的問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于波分復(fù)用器和光分路器集成的無源光網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，同時該發(fā)射機還可應(yīng)用長距離光傳輸系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，應(yīng)用于波分復(fù)用器和光分路器集成的無源光網(wǎng)絡(luò)以及長距離光傳輸系統(tǒng)，包括:I/Q調(diào)制器1、I/Q調(diào)制器2、延時線干涉儀和馬赫-曾德爾調(diào)制器；所述I/Q調(diào)制器I級聯(lián)所述延時線干涉儀，所述延時線干涉儀級聯(lián)所述I/Q調(diào)制器2，所述I/Q調(diào)制器2級聯(lián)所述馬赫-曾德爾調(diào)制器；其中，兩個I/Q調(diào)制器各有兩個數(shù)據(jù)輸入端口，馬赫-曾德爾調(diào)制器有一個數(shù)據(jù)輸入端口 ；通過控制數(shù)據(jù)輸入端口的開關(guān)、信號幅度以及所述延時線干涉儀的比特和相位延遲，生成QPSK、8QAM和16QAM調(diào)制信號；通過控制上述3種調(diào)制格式混合的比例，實現(xiàn)所述光發(fā)射機輸出自適應(yīng)的混合調(diào)制格式的光信號。
[0009]進一步地，所述延時線干涉儀包括一碼元延時和一個相位調(diào)制器。
[0010]進一步地，所述碼元延時lbit，所述相位調(diào)制器的相位設(shè)置為30°。
[0011]進一步地，所述光發(fā)射機包括五個馬赫-曾德爾調(diào)制器，所述馬赫-曾德爾調(diào)制器與所述數(shù)據(jù)輸入端口相連。
[0012]本發(fā)明另一方面，提供了一種操作本發(fā)明的自適應(yīng)混合調(diào)制格式的光發(fā)射機的方法:
[0013]I/Q調(diào)制器I的兩個數(shù)據(jù)輸入端口不加載數(shù)據(jù)，I/Q調(diào)制器2的兩個數(shù)據(jù)輸入端口加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口不加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏置點設(shè)置到輸出最大值，所述光發(fā)射機輸出QPSK調(diào)制格式的光信號；
[0014]I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的兩個數(shù)據(jù)輸入端口均加載數(shù)據(jù)，所述延時線干涉儀的相位延遲設(shè)置為30°，馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口不加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏置點設(shè)置到輸出最大值，所述光發(fā)射機輸出8QAM調(diào)制格式的光信號，其中，需要對所述I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼；
[0015]I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的兩個數(shù)據(jù)輸入端口均加載數(shù)據(jù)，所述延時線干涉儀的相位延遲設(shè)置為30°，馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏置點設(shè)置到輸出最大值，所述光發(fā)射機輸出16QAM調(diào)制格式的光信號，其中，需要對所述I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼；
[0016]通過控制上述3種調(diào)制格式混合的比例，實現(xiàn)所述光發(fā)射機輸出自適應(yīng)的混合調(diào)制格式的光信號。
[0017]進一步地，在生成16QAM格式的光信號時，所述馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口輸入的數(shù)據(jù)為高電平時輸出外圈8個星座點，為低電平時輸出內(nèi)圈8個星座點，根據(jù)調(diào)制信號高低電平切換生成圓形16QAM調(diào)制信號。
[0018]進一步地，所述對所述I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼的過程具體為:將信號分為連續(xù)信號相位差為0和/2的兩組信號。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:根據(jù)上述方案，通過應(yīng)用本發(fā)明的自適應(yīng)的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機以及靈活多變的時域多種調(diào)制格式，根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和流量按比例混合配置，使得光發(fā)射機系統(tǒng)具有自動適應(yīng)無源光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化，滿足從光線路終端到光網(wǎng)絡(luò)單元之間點對點不同鏈路環(huán)境與長度傳輸?shù)男枨螅３指哳l譜利用率的系統(tǒng)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機在第一種配置下生成的調(diào)制格式星座圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機在第二種配置下生成的調(diào)制格式星座圖；[0023]圖4是本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機在第三種配置下生成的調(diào)制格式星座圖；
[0024]圖5是本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機工作在混合調(diào)制下生成的信號序列示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機工作在8QAM調(diào)制格式所需預(yù)編碼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是波分復(fù)用器和光分路器集成的無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中，附圖標號為:1-入射光載波、2-1/Q調(diào)制器1、3_延時線干涉儀、4-1/Q調(diào)制器2、5_馬赫-曾德爾調(diào)制器。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0029]本發(fā)明的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，它由I/Q調(diào)制器I級聯(lián)一個延時線干涉儀(DLI )，再級聯(lián)一個I/Q調(diào)制器2，最后級聯(lián)一個馬赫-曾德爾調(diào)制器構(gòu)成。兩個I/Q調(diào)制器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的QPSK調(diào)制格式的發(fā)生裝置相同。I/Q調(diào)制器1、I/Q調(diào)制器2和馬赫-曾德爾調(diào)制均包含兩種工作模式，一種為有數(shù)據(jù)加載，對輸入光載波調(diào)制的工作模式；另一種沒有數(shù)據(jù)加載，對輸入光載波無調(diào)制的工作模式。
[0030]如附圖2所示，I/Q調(diào)制器I沒有數(shù)據(jù)加載，I/Q調(diào)制器2有數(shù)據(jù)加載，馬赫曾德爾調(diào)制器沒有數(shù)據(jù)加載，輸入光載波將生成QPSK調(diào)制格式。
[0031]如附圖3所示，I`/Q調(diào)制器I與I/Q調(diào)制器2有經(jīng)過預(yù)編碼的數(shù)據(jù)加載，馬赫曾德爾調(diào)制器沒有數(shù)據(jù)，輸入光載波情況將生成8QAM調(diào)制格式。
[0032]如附圖4所示，I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2有經(jīng)過預(yù)編碼的數(shù)據(jù)加載，馬赫曾德爾調(diào)制器有數(shù)據(jù)加載，輸入光載波將生成圓形16QAM調(diào)制格式。
[0033]如附圖6所示是預(yù)編碼器的結(jié)構(gòu)圖。調(diào)制信號與輸入信號的關(guān)系式如式(I)所示。
【權(quán)利要求】
1.一種混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，應(yīng)用于波分復(fù)用器和光分路器集成的無源光網(wǎng)絡(luò)以及長距離光傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括:I/Q調(diào)制器1、I/Q調(diào)制器2、延時線干涉儀和馬赫-曾德爾調(diào)制器；所述I/Q調(diào)制器I級聯(lián)所述延時線干涉儀，所述延時線干涉儀級聯(lián)所述I/Q調(diào)制器2，所述I/Q調(diào)制器2級聯(lián)所述馬赫-曾德爾調(diào)制器；其中，兩個I /Q調(diào)制器各有兩個數(shù)據(jù)輸入端口，馬赫-曾德爾調(diào)制器有一個數(shù)據(jù)輸入端口 ；通過控制數(shù)據(jù)輸入端口的開關(guān)、信號幅度以及所述延時線干涉儀的比特和相位延遲，生成QPSK、8QAM和16QAM調(diào)制信號；通過控制上述3種調(diào)制格式混合的比例，實現(xiàn)所述光發(fā)射機輸出自適應(yīng)的混合調(diào)制格式的光信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，其特征在于:所述延時線干涉儀包括一碼元延時和一個相位調(diào)制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，其特征在于:所述碼元延時lbit，所述相位調(diào)制器的相位設(shè)置為30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機，其特征在于:所述I/Q調(diào)制器由兩個個馬赫-曾德爾干涉儀組成。
5.一種操作如權(quán)利要求1-4所述的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機的方法，其特征在于: I/Q調(diào)制器I的兩個數(shù)據(jù)輸入端口不加載數(shù)據(jù)，I/Q調(diào)制器2的兩個數(shù)據(jù)輸入端口加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾 調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口不加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏置點設(shè)置到輸出最大值，所述光發(fā)射機輸出QPSK調(diào)制格式的光信號； I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的兩個數(shù)據(jù)輸入端口均加載數(shù)據(jù)，所述延時線干涉儀的相位延遲設(shè)置為30°，馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口不加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏置點設(shè)置到輸出最大值，所述光發(fā)射機輸出8QAM調(diào)制格式的光信號，需要對所述I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼； I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的兩個數(shù)據(jù)輸入端口均加載數(shù)據(jù)，所述延時線干涉儀的相位延遲設(shè)置為30°，馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口加載數(shù)據(jù)，馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏置點設(shè)置到輸出最大值，所述光發(fā)射機輸出16QAM調(diào)制格式的光信號，需要對所述I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼； 通過控制上述3種調(diào)制格式混合的比例，實現(xiàn)所述光發(fā)射機輸出自適應(yīng)的混合調(diào)制格式的光信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于:在生成所述16QAM格式的光信號時,所述馬赫-曾德爾調(diào)制器的數(shù)據(jù)輸入端口輸入的數(shù)據(jù)為高電平時輸出外圈8個星座點，為低電平時輸出內(nèi)圈8個星座點，根據(jù)調(diào)制信號高低電平切換生成圓形16QAM調(diào)制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述對對所述I/Q調(diào)制器I和I/Q調(diào)制器2的數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼的過程具體為，將信號分為連續(xù)信號相位差為0和/2的兩組信號。
8.—種包括權(quán)利要求1-4所述的混合調(diào)制格式的光發(fā)射機的光通信系統(tǒng)。
【文檔編號】H04B10/516GK103607245SQ201310597777
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】楊彥甫, 朱宇鵬, 顏丙陽, 吳炳雄, 姚勇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院