[发明专利]伪归零调制设备

说明书

技术领域

本发明通常涉及光通信技术，更具体地涉及伪归零调制方案。

背景技术

当针对开关键控(OOK)实现时，归零(RZ)和非归零(NRZ)被广泛地用作调制名称。在用于光通信的OOK的情况下通过光载波携带信号，并且如下执行编码：

(a)当编码比特是“1”时，在符号周期期间发射光；

(b)当编码比特是“0”时，在符号周期期间不发射光。

然而，当出现连续的相同比特时，广泛地使用RZ和NRZ实现方式：

(a)在连续的编码“1”比特之间临时关闭光(不发射光)：这是RZ。

(b)在连续的编码“1“之间不关闭光：这是NRZ。

例如，在日本未审专利公开No.H09-230290和2004-180343中公开了用于实现RZ调制的设备。

此外，RZ和NRZ可以与诸如二进制相移键控(BPSK)、QPSK(四元相移键控)之类的相位调制方案、诸如2ASK-4PSK之类的幅度和相位调制的组合、以及正交幅度调制(QAM)等结合使用。因此，如果与所述调制格式结合使用RZ，则在连续符号之间将幅度强制为零。按照同样的方式，如果将NRZ与所述调制格式一起使用，则在连续符号之间不将幅度强制为零。根据所述调制格式的星座图来确定幅度的值。注意，在这一点上，差分相移键控(DPSK)和PSK之间没有区别，因为区别仅在于数据编码，但是光信号是相同的。例如，在日本未审专利公开No.2003-60580和2007-512748中公开了用于实现RZ-DPSK调制的设备。

依赖于传输线路或者条件，可以选择实现RZ或NRZ的任一种。一方面，已知RZ提供更好的接收机灵敏度、对于偏振模弥散(PMD)缺陷更好的容限以及符号之间光学幅度波纹的减小效应。另一方面，NRZ信号具有更窄的光谱，因此提供对于滤波效应的更好容限或者对于色散(CD)更好的容限。

已经引入伪归零指数n(PRZ(n))作为调制方案，其中每n个符号就将光波信号的幅度强制为零，并且对于其他情况不将光波信号的幅度强制为零。根据Le Taillandier de Gabory等(ECOC 2009，文章3.4.4)，PRZ使得能够监测对于偏振复用信号的内部偏振偏斜，并且也能够区分复用偏振。此外，根据Le Taillandier de Gabory等(IEICE Society Conference 2008，文章B-10-85)，PRZ使得能够提高光偏振解复用对于一阶偏振模式弥散(PMD)的容限。

根据PRZ(n)的定义，可以将PRZ(1)看作RZ，并且可以将PRZ(∞)看作NRZ。因此在本发明的范围中，我们将PRZ(n)缩减到其中n是有限的以及n大于等于2的情况。

在PRZ(n)格式中，对于每n个符号，在连续符号之间幅度归零，在其他情况下不归零，除非符号幅度是零或者过零。PRZ(n)格式不是时钟频率慢n倍的RZ格式，因为PRZ(n)格式将幅度强制为零并且按照非常陡峭的斜率释放(斜率与RZ的相同)。PRZ(n)引起每n个符号在光幅度上的骤降(dip)。相反，当将幅度强制为零时，时钟频率慢n倍的RZ格式将引起慢n倍的斜率，并且因为幅度变化的缓慢斜率影响符号的中心部分，所以时钟频率慢n倍的RZ格式将引起传输质量的劣化。因此，不能将时钟速度慢n倍的RZ用作PRZ(n)的替代。

建议的用于产生PRZ(n)下切(carving)的方式是使用n个相同符号的连续序列之间的PSK调制器的转变。这种配置隐含着某些缺点。

第一，需要附加的光学调制器来切割出PRZ骤降(dip)。此外，附加的调制器也需要自动偏置控制(ABC)电路以避免偏置点的漂移，并且因此避免由于热漂移或器件老化导致的信号质量劣化。因此，这种方案将增加实现PRZ下切的光发射机的尺寸和成本。

第二，用于切割PRZ骤降的附加光调制器引起光信号的损耗。典型地，该插入损耗在6dB的量级。实际上，这引起了发射器的光信噪比的损耗，因此这影响发射信号的质量。可能想要通过使用具有较高功率的光源激光器针对输出信号来补偿这种损耗。如果这种激光器可获得，其功耗将较高。

第三，用于将数据印到光载波上的光调制器和用于切割PRZ骤降的光调制器通过光滤波器而彼此分离。因为光滤波器的折射率和长度随温度而变化，两个调制器的同步性将受到温度漂移的影响，并且因此发射信号的质量将经受温度变化的影响。