[发明专利]一种光控光PAM信号再生装置

说明书

本发明公开了一种光控光PAM信号再生装置，包括功率适配单元、光时钟控制单元和PAM整形单元；其中，PAM整形单元为再生器的核心，由马赫‑曾德尔干涉仪MZI与高非线性光纤环NOLM组成，需要再生的劣化光PAM信号，先通过功率适配单元完成输入的劣化光PAM信号与PAM整形单元间的电平匹配，再调节光时钟控制单元输出的光时钟信号功率和时延以及MZI结构中的移相器，使PAM整形单元正常工作，通过改变NOLM结构中高非线性光纤的损耗系数、光纤长度、非线性系数等参数，以及MZI结构中前后耦合器的耦合系数，设计出不同电平数的PAM整形单元，进而完成劣化光PAM信号的再生；这样本发明能够执行再整形和再定时功能，具有再生电平数可灵活设计的优点。

技术领域

本发明属于光信息处理技术领域，更为具体地讲，涉及一种光控光PAM信号再生装置。

背景技术

光纤通信系统中，光信号在传输过程中受到光纤色散、光纤非线性效应、光放大器的ASE噪声积累以及信道间的相互作用等因素影响，从而导致光信号的劣化，并最终限制了系统和网络的传输速率和距离。因此，需要对劣化信号进行再生处理。传统的光电光再生方式虽然已经相当成熟，但由于存在“电子瓶颈”，难以满足日益增长的更高速数据传输要求。光控光的全光再生技术被认为是解决这一问题的终极目标。

另一方面，随着云计算、大数据和移动互联等应用的蓬勃发展，核心网的传输带宽需求不断提升，信道容量对频谱效率提出了更高的要求。随着PAM格式的高阶调制信号在光纤通信系统、数据中心长距离光互联中越来越多的应用，很快就会面临着PAM信号全光再生的技术问题。目前，全光再生器设计方案大多是针对传统OOK信号的，不能用于PAM信号的再生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光控光PAM信号再生装置，通过对劣化光PAM信号进行再整形处理，得到再生后的高质量光PAM信号，具有结构简单、再生电平数可灵活设计的优势。

为实现上述发明目的，本发明一种光控光PAM信号再生装置，其特征在于，包括：功率适配单元、光时钟控制单元和PAM整形单元；

所述的功率适配单元对输入的劣化光PAM信号进行放大，使劣化光PAM信号的电平调整到PAM整形单元的正常工作点，再输入至PAM整形单元；

所述的光时钟控制单元包括光时钟信号产生模块、可调光纤延迟线和放大器；其中，光时钟信号产生模块又包括激光器光源、幅度调制器；

激光器光源输出连续光至幅度调制器,再利用电时钟信驱动幅度调制器，使幅度调制器输出光时钟信号，光时钟信号经过放大器放大后输入至可调光纤延迟线，并通过可调光纤延迟线调节光时钟信号的时延使其与输入至高非线性光纤环中的劣化光PAM信号同步，最后将同步后的光时钟信号耦合到高非线性光纤环中；

所述的PAM整形单元包括马赫-曾德尔干涉仪和高非线性光纤环；马赫-曾德尔干涉仪由耦合器C1和耦合器C2前后互连组成，在马赫-曾德尔干涉仪的上臂依次串联一光隔离器和一高非线性光纤环，其下臂串联一移相器；

耦合器C1接收到功率适配单元输出的劣化光PAM信号后，将其分成上、下两路，其中，上路光通过光隔离器输入至高非线性光纤环，并在高非线性光纤环中与来自光时钟控制单元的光时钟信号发生非线性效应，产生一个随着输入功率变化的非线性相移的光信号；下路光经过移相器，产生一个不依赖于输入功率的固定相移的光信号；上、下两路光信号耦合到耦合器C2中，并发生双光束干涉，耦合输出再生后的光PAM信号。

本发明的发明目的是这样实现的：