[发明专利]一种产生多种16QAM码型的发射机

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域中的光发射机，具体的说是一种产生多种16QAM码型的发射机。尤指一种产生多种16QAM码型的光发射机，适用于高速光纤通信系统和网络。

背景技术

随着高速以太网的普及和多媒体业务的发展，人们对现有的基于波分复用(WDM)技术的光纤通信系统所能支持的通信容量提出了更高的要求。提高现有的WDM通信系统的容量，主要有两种方案：

一是扩展WDM系统可用的波长范围，如使用L波段。这需要设计相应的L波段的设备和器件，因为现有的通信系统的设备和器件主要是基于C波段的，此方案所需成本很高。

另一种方案就是基于现有的WDM系统，提高每个波长所传输的数据速率，如由现有的10Gb/s提高到40Gb/s、100Gb/s、160Gb/s等。随着技术的发展，现有的光电设备已经能够支持40Gb/s的系统应用。

如果采用传统的二进制调制码型，随着信道速率的提高，其所占的频谱加大，色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)等传输损伤对系统的影响十分严重。采用多进制调制码型(例如16QAM调制码型)，可以在提高系统信道速率的同时，降低系统所占的频带，从而增强其对CD、PMD等传输损伤的抵抗能力。

16QAM调制码型主要分为三类，即方形-16QAM调制码型，星形-16QAM调制码型和16APSK调制码型，使用16QAM调制码型，每个符号速率携带4个比特的信息，与现在广泛研究的QPSK调制码型相比，其频谱利用率提高了一倍。

发射机是高速光通信系统的重要部件之一，在高速率下(40Gb/s和100Gb/s)，发射机输出信号的码型特性对传输性能有着重要影响。在现在的研究领域，产生QAM调制码型的发射机方案有很多，下面将给出一些具有代表性的方案。

第一，用一种四并行MZM调制器产生方形-16QAM调制码型的方案：上面两路并行MZM产生QPSK1信号，下面两路并行的MZM产生QPSK2信号，但是二者存在6dB的相位差，然后把两路QPSK信号进行矢量叠加，功率大的QPSK信号决定星座点所在的象限，功率小的QPSK信号决定每个象限星座点的位置，这样可以得到方形-16QAM调制码型。尽管该方案只用一个集成的调制器就可以得到方形-16QAM调制码型，但是该方案也存在问题：从现有的条件来看，要想集成高速率的器件还是非常困难的，因为电速率超过50G以后性能就会就会变得很差，而且非常昂贵。

第二，在专利“基于单个双驱动MZM的16QAM调制码型光发射机”(专利号为200810126898.1)中提出了一种星形-16QAM调制码型的产生方案，该方案使用一个双驱动调制器产生(有两个并行的相位调制器PM组成)，每一个相位调制器由一个四电平信号驱动，分别得到QPSK信号，然后调节两路信号的相位差，使得相位差为45°，然后通过矢量叠加就可以得到星形-16QAM调制码型，这种方案存在如下的缺点：1、需要使用两个四电平信号，增加了光信号的符号间干扰(ISI)问题，降低了系统性能。2、用两个高速率的二电平信号产生质量很好的四电平信号比较困难。3、电信号上的噪声直接映射到光信号的相位上，影响信噪比。

第三，另一种16APSK调制码型的产生方案：用两个级联的相位调制器PM产生QPSK信号，然后再加一个马赫曾德调制器MZM调节强度，这样就得到了16APSK调制码型，其中驱动MZM调制器的四电平电信号是由两路电信号叠加产生的。本方案存在如下的问题：1、需要使用3个调制器，系统结构复杂，成本高；2、在3个调制器驱动信号之间需要精确的同步，调整比较复杂；3、使用3个调制器累计的插入损耗大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种产生多种16QAM码型的发射机，采用基于双驱动调制DPMZM和一个级联相位调制器的发射机结构，可以产生三种不同的16QAM调制码型，即：方形-16QAM调制码型，星形-16QAM调制码型和16APSK调制码型，具有很强的灵活性，可以使用于不同的传输系统。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种多QAM调制码型发射机，包括一个半导体激光器DFB，其特征在于：

在光路上，半导体激光器DFB的输出经过偏振控制器PC后连接到双并行MZM调制器DPMZM，双并行MZM调制器DPMZM的输出端经过光可调时延线TDL连接到相位调制器PM，相位调制器PM的输出端依次与掺饵光纤放大器EDFA和波长可调滤波器TOF连接；