[发明专利]一种混合调制格式的光发射机及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光发射机，尤其涉及一种混合调制格式的光发射机。

背景技术

无源光网络（Passive Optical Network，PON）的光分配网络中不存在任何有源设备，各个光分支节点均采用无源光分路器。相比于无线及铜线光接入网具有带宽大、损耗低、覆盖能力强等优点。因此PON受到业界的广泛关注，以GPON和EPON为代表PON产品已得到广泛应用。随着互联网数据业务蓬勃发展，对光接入网上下行带宽均提出了更高要求，目前科研界将目标集中新一代波分复用PON技术上，以提供高达10Gbps的数据传输速率。但是，该技术在带宽管理方面不够灵活，可能导致系统效率较低，其中一个解决方案是将波分复用器和高通道光分路器相结合来搭建光分配网络，形成波分复用和时分复用相结合的混合无源光网络，达到在传输速率与效率之间的最佳平衡。

波分复用器和光分路器集成的无源光网络的结构如附图7所示，主要由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网（ODN）组成。光线路终端位于交换局端，光网络单元位于用户端，光分配网为两者的物理连接提供共享光传输介质，通过无源光分路器构成的拓扑光分配网实现数据的透明传输。

在上述网络结构中，从光线路终端到光网络单元传输链路损耗会因光分配网络配置而存在差异，主要包括光线路端到不同分路器端的光纤距离、光分路器的分束比等；另外一方面，根据网络状态以及流量需求的动态变化，对数据传输速率提出自适应改变的需求。因此为保证带宽资源能够充分利用并适应传输链路的不同配置，需要光发射机能够灵活改变混合编码格式实现任意连续谱效率与传输距离/传输损耗之间的有效搭配。

QPSK、8QAM和圆形16QAM调制格式在传输距离和频谱效率上各具特点。QPSK调制格式在三种格式当中传输距离最远，但频谱效率最低；圆形16QAM调制格式频谱效率最高，但抗噪声能力最差，因此能够有效传输距离最短；8QAM调制格式性能均介于另两种调制格式之间。因此这3种调制格式的灵活组合将大大提高光网络的自适应能力。如果能够适应不同传输链路环境性能，对多种调制格式的混合传输，就可以获得更高的频谱利用率，其效率大于单一调制格式光发射机系统。

发明内容

为了解决现有的波分复用无源光网络中任意连续谱效率与传输距离及损耗之间平衡的问题，本发明提供了一种应用于波分复用器和光分路器集成的无源光网络中的自适应的混合调制格式的光发射机，同时该发射机还可应用长距离光传输系统。

本发明通过如下技术方案实现：

一种混合调制格式的光发射机，应用于波分复用器和光分路器集成的无源光网络以及长距离光传输系统，包括：I/Q调制器1、I/Q调制器2、延时线干涉仪和马赫-曾德尔调制器；所述I/Q调制器1级联所述延时线干涉仪，所述延时线干涉仪级联所述I/Q调制器2，所述I/Q调制器2级联所述马赫-曾德尔调制器；其中，两个I/Q调制器各有两个数据输入端口，马赫-曾德尔调制器有一个数据输入端口；通过控制数据输入端口的开关、信号幅度以及所述延时线干涉仪的比特和相位延迟，生成QPSK、8QAM和16QAM调制信号；通过控制上述3种调制格式混合的比例，实现所述光发射机输出自适应的混合调制格式的光信号。

进一步地，所述延时线干涉仪包括一码元延时和一个相位调制器。

进一步地，所述码元延时1bit，所述相位调制器的相位设置为30°。

进一步地，所述光发射机包括五个马赫-曾德尔调制器，所述马赫-曾德尔调制器与所述数据输入端口相连。

本发明另一方面，提供了一种操作本发明的自适应混合调制格式的光发射机的方法：

I/Q调制器1的两个数据输入端口不加载数据，I/Q调制器2的两个数据输入端口加载数据，马赫-曾德尔调制器的数据输入端口不加载数据，马赫-曾德尔调制器的偏置点设置到输出最大值，所述光发射机输出QPSK调制格式的光信号；

I/Q调制器1和I/Q调制器2的两个数据输入端口均加载数据，所述延时线干涉仪的相位延迟设置为30°，马赫-曾德尔调制器的数据输入端口不加载数据，马赫-曾德尔调制器的偏置点设置到输出最大值，所述光发射机输出8QAM调制格式的光信号，其中，需要对所述I/Q调制器1和I/Q调制器2的数据进行预编码；