[发明专利]一种基于无源并行调制器阵列的光调制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信、光互连和光信息传输技术领域，具体说是一种基于无源并行调制器阵列的光调制方法及装置。

背景技术

随着社会信息化进程的不断推进，现有的光传输系统无法满足日益增长的互连速率需求，迫切要求进一步提升系统传输容量。基于光波长频率分割复用的光传输系统，光纤损耗窗口所导致的可用带宽限制和光传输通道光器件级联所引起的窄带滤波效应要求光传输的频谱效率最大化。若采用二进制调制格式，传输速率的提升势必导致基带带宽增大，传输通道上的色度色散、偏振模色散、光纤非线性效应、光器件级联窄带滤波效应、光电器件因制作工艺不完美而存在的缺陷以及相邻通道间串扰等对光信号的影响加剧，频谱效率和光纤容量无法得到提升。这要求光传输系统充分利用光信号可调制维度（幅度、频率、相位、偏振态）来承载数据。

充分利用光信号的可调制维度，在一个调制符号上承载多个比特信息，可有效提高频谱效率，降低调制符号发送的波特率，减小基带带宽及与之相关的色度色散和偏振模色散，减小对传输通道和光电器件带宽的要求。

目前，多维度多级别的光调制大多基于串行模式的外调制方法。如图1所示，光源发出的光信号依次经过调制维度A、B、C的调制器A、B、C，数据经过滤波驱动A、B、C进行编码驱动滤波之后分别直接加载在调制器A、B、C上，调制器A、B、C至少在一个调制维度上对光载波信号进行调制。这种直接将数据加载到调制器上的调制方法要求对每个调制器配备开关和放大驱动器件。随着发射机调制维度和调制速率的不断增加，基于串行模式的外调制方法，其调制器开关和驱动部分的功耗不断增大，电源和散热设计日趋复杂，限制了调制模块和发射机的微型化和集成化。

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基于无源并行调制器阵列的光调制方法及装置，目的在于弥补现有技术的不足之处，即现有技术随着发射机调制维度和调制速率的不断增加，其调制器开关和驱动部分的功耗不断增大，电源和散热设计日趋复杂，限制了调制模块和发射机的微型化和集成化。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于无源并行调制器阵列的光调制方法，其特征在于：

光源发出的光信号经过多维度光调制单元并行地产生N个调制符号，N为自然数，这些调制符号构成一个完备的调制符号空间或一个完备的调制符号空间的子集，

所述多维度光调制单元能够从光信号的一个或多个调制维度对光信号进行调制；

数据通过调制符号选择单元映射到调制符号，完成数据到调制符号的调制过程。

在上述技术方案的基础上，所述光信号的调制维度包括：功率强度、相位、频率、偏振态。

在上述技术方案的基础上，每一路调制符号所经历的调制过程完全相同，并行产生多路调制符号的多维度光调制单元具有阵列结构，并行产生的各调制符号的不同取决于调制过程中各调制维度上所对应调制参数的差异。

一种用于上述光调制方法的无源并行调制器阵列装置，其特征在于，包括：

接收光源发出的光信号的多维度光调制单元，

接收数据信号的调制符号选择单元，

多维度光调制单元并行地产生N个调制符号，并传输到调制符号选择单元。

在上述技术方案的基础上，所述多维度光调制单元包括：一个光功率分配单元，该光功率分配单元上设有若干条调制符号支路，

每个调制符号支路包括若干串联连接的单一维度调制器，每个调制符号支路上各单一维度调制器完全相同或部分相同或完全不同。

在上述技术方案的基础上，所述多维度光调制单元包括：至少三级光调制单元，

第一级光调制单元包括：与光源相连的光功率分配单元，两个调制器分别与该光功率分配单元相连，

第二级光调制单元包括：分别与前一级的调制器一对一连接的光功率分配单元，每个光功率分配单元分别与两个调制器相连，

第三级光调制单元包括：分别与前一级的调制器一对一连接的光功率分配单元，每个光功率分配单元分别与两个调制器相连。

在上述技术方案的基础上，所述调制符号选择单元包括：接收N路并行调制符号的无阻塞光开关模块，所述无阻塞光开关模块包括N个光输入端口和至少一个光输出端口。

在上述技术方案的基础上，所述调制符号选择单元包括：若干个无阻塞光开关模块，所述无阻塞光开关模块包括一个光输入端口和一个光输出端口，还有一个用于接收解码译码器发来的控制信号的控制端口，

无阻塞光开关模块与调制符号支路一对一连接，