[发明专利]一种高速光MSK调制系统及调制方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信和光网络传输技术领域，具体涉及一种高速光最小移频键控(MSK)信号调制系统及调制方法。

背景技术

如今，高速因特网接入、移动电话声音数据服务、多媒体广播系统和为了网格计算与远程存储的大容量数据网络等服务的应用对通信系统的带宽是极大的考验。光通信系统能够在数千公里的传输距离中支持Tb/s的容量，从而使之成为大容量传输系统的技术基础。

光纤通信以其巨大的带宽资源和良好的通信质量成为骨干传输的优先选择，而波分复用(WDM)技术在光纤中的应用，由于增加了并行传输波长的数量，从而极大程度上提高了光传输系统的容量，是目前最为成熟的技术。为了进一步提高WDM系统的传输能力需要提高复用的波长数和增加单个通道的数据传输速率。一旦复用波长数和单通道数据传输速率得到改善，WDM系统的性能将会成倍数的提高。随着掺铒光纤放大器(EDFA)的诞生，损耗不再是制约光传输系统传输性能的主要因素，而被光纤色散和非线性效应所替代，在40Gb/s及以上的高速长距离传输系统中，这一点变得尤为明显。

新型光调制格式因为其在信号噪声适应能力、抗光纤的传输损伤、适应窄带光滤波器等方面的特性，尤其是在非线性效应、信道串扰、色散容限和PMD容限等方面对传输性能有极大的改善，引起了人们的广泛关注。新型调制格式只需要对发送端和接收端作一定改造，不需要增加和改动线路设备就能完成，特别适合系统的升级，因此，新型调制格式研究对现有光纤通信系统升级有着重要的意义。

新型的调制格式如差分四相移相键控(DQPSK)、归零差分移相键控(RZ-DPSK)，载波抑制归零差分移相键控(CSRZ-DPSK)等，都能够改善因自发辐射噪声，光纤色散和光纤的非线性性带来的灵敏度代价。光最小移频键控(MSK)因为其具有更窄的频谱和恒定的传输包络而在密集波分复用系统(DWDM)中备受关注。光MSK信号属于连续相位调制格式的一种，在比特间相位是连续的，在比特内相位改变为传输的包络是恒定的，正是因为这些特点，使得光MSK信号对光纤色散和非线性效应有很好的抵抗能力，极大程度上改善了光通信系统的性能。

如图1所示为现有技术之一的光MSK调制实现方法的系统图。连续激光器通过分束器分为两路，分别耦合进MZM1和MZM2，10Gb/s数据比特流经过预编码之后分为I、Q两路，分别和2.5Gb/s的三角波信号一起驱动MZM1和MZM2，最后将I路和Q路输出的光信号合路，即可得到光MSK信号。

经研究发现，上述技术至少存在如下缺点：

虽然利用该系统可以产生包络恒定，相位连续的理想的光MSK信号，但是需要采用的驱动信号为2.5Gb/s的三角波信号。在实际应用中，如果调制速度提高到40Gb/s以上，需要的三角波驱动信号速率更高，然而高速的理想三角波信号难以产生，并且很难提取时钟信号，从而使得该产生的MSK信号难以解调。三角波信号分为两路驱动MZM时，其中一路需要进行延时一个比特，如果延时控制不够准确对产生的光MSK信号有很大影响。

为了解决高速三角波难以产生和时钟信号难以提取的问题，现有的技术之二使用容易产生的相同速率的正弦波替代三角波来驱动MZM。如图2所示为该技术的光MSK调制实现方法的系统图。

连续激光器经过由2.5Gb/s的正弦信号驱动的MZM1调制后分为两路，其中I路直接耦合进MZM2，Q路经过延时和移相后耦合进MZM3，10Gb/s数据比特流经过预编码之后分为两路分别驱动MZM2和MZM3，最后将I路和Q路输出的光信号合路，即可得到光MSK信号。

经研究发现，上述技术至少存在如下缺点：

利用相同速率的正弦波替代三角波产生的光MSK信号虽然相位是连续的，比特内相位改变为但是该光MSK信号的包络不是恒定的，是不断变化的。这就必然导致了其对非线性效应的抵抗减弱，与此同时，包络的不恒定导致在利用延迟干涉解调时产生的解调信号的眼图中间部分有一个突起，降低了眼张开度(EOP)。同现有技术一类似，正弦信号分为两路驱动MZM时，其中一路需要进行延时一个比特，如果延时控制不够准确对产生的光MSK信号有很大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供提一种系统的传输性能好、对非线性效应抵抗能力强的高速光MSK调制系统及调制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：