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一種創(chuàng )新的光信號發(fā)射方法產(chǎn)生高質(zhì)量的信號格式，適用于多種無(wú)源器件測試和傳輸系統。 不歸零信號格式的傳統開(kāi)關(guān)鍵控方法在光系統中是一種低成本高效率的解決方案。然而，我們仍然期待會(huì )有其它信號格式能進(jìn)一步降低整個(gè)系統的成本，實(shí)現更長(cháng)距離的傳輸，以及更有效的應用現有的光帶寬。例如，歸零碼這種調制方法就適合用在凍檀?瀋希??�，CS-RZ（壓縮光譜的歸零信號）的壓縮光譜特性還有可能在DWDM系統內使光譜效率大于0.4bit/Hz/s。而且歸零碼對交叉相位調制的可靠性極高，直接監測差分相移鍵控功能在目前也很有吸引力，這也是DWDM系統運行中的一項重要指針。另外，用這種方法構成的基礎模塊可以成倍的增加傳輸容量，而且使用光差分相移鍵控方法不會(huì )因為色散和偏振模色散導致額外的性能惡化。 針對這些情況，目前我們已經(jīng)研發(fā)出了一種多用途40Gbit/s光發(fā)射平臺，它能針對多種無(wú)源器件和傳輸系統而發(fā)射高質(zhì)量的NRZ、RZ、CS-RZ、RZ-DPSK和CS-RZDPSK格式的信號。 發(fā)射機的結構 圖1所示的是這種多格式光發(fā)射平臺的基本結構，它由兩個(gè)鈮酸鋰調制器級聯(lián)而成，一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生脈沖，另一個(gè)用作數據調制。兩個(gè)調制器內都有保偏光纖，而且只需要單端RF驅動(dòng)。這種級聯(lián)結構的最小插入損耗一般是7dB。電光帶寬大于30GHz，速率為40Gbit/s時(shí)驅動(dòng)電壓小于6Vpp。這種調制器的殘余啁啾低于±0.1。脈沖調制器由一個(gè)高增益（34dB）、高功率（28dBm）窄帶砷化鎵RF放大器驅動(dòng)，該放大器的通帶范圍是18-27GHz。當用一個(gè)20GHz信號源驅動(dòng)產(chǎn)生RZ脈沖時(shí)，時(shí)鐘驅動(dòng)器的輸出奇次諧波抑制度比該時(shí)鐘信號低30dB。此外，產(chǎn)生RZ脈沖時(shí)，脈沖調制器偏置在馬赫曾德（MZ）響應曲線(xiàn)上的最大傳輸點(diǎn)；產(chǎn)生CS-RZ脈沖時(shí)，調制器的偏置值設定為零。 現在業(yè)內有幾種產(chǎn)生DPSK信號的方法。這些方法包括相位調制器、由兩個(gè)驅動(dòng)放大器組成推拉結構的雙驅動(dòng)MZ調制器和單驅動(dòng)無(wú)啁啾MZ調制器。出于簡(jiǎn)單的考慮，我們選擇最后面的這種方法，因為它在強度調制RZ和CS-RZ信號應用方面的作用是一樣的，只是數據驅動(dòng)器有所不同而已。圖2所示的是數據驅動(dòng)放大器對強度和相位進(jìn)行調制的輸出波形。 發(fā)射機的性能 圖3所示的是典型的NRZ、RZ和CS-RZ信號的光強度波形。從這些測量中可以看到NRZ和RZ/CS-RZ數據的信噪比（SNR）分別超過(guò)18和23，而且一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)的消光比大于13dB。我們可以把這些被測的NRZ數據的附加峰-峰抖動(dòng)保持在小于5ps的范圍。至于RZ/CS-RZ數據，我們可以通過(guò)時(shí)鐘信號把最低的峰-峰抖動(dòng)限制在2ps以下。而NRZ數據的抖動(dòng)轉移是最小的。 用同一個(gè)光系統分別測量，我們通過(guò)13Vpp驅動(dòng)的脈沖發(fā)生調制器得到RZ、CS-RZ的光脈沖寬度分別為10和16ps。測得的RZ脈沖形狀與極限轉換的脈沖形狀非常接近，因此該RZ信號很適合用于研究光孤子傳輸。然后在不影響整體性能的前提下，我們改變驅動(dòng)電壓的大小，發(fā)現RZ和CS-RZ脈沖的寬度最多可以減小2ps。 產(chǎn)生DPSK信號，同樣的數據調制器要由針對40Gbit/s優(yōu)化的寬帶放大器來(lái)驅動(dòng)。最大輸出電平一般為12Vpp。在這種結構中，可以產(chǎn)生很多種DPSK信號格式，包括NRZDPSK、RZ和CS-RZDPSK。圖4所示為發(fā)射機輸出端RZDPSK信號的光譜，以及用MZ干涉儀（MZI）在內部時(shí)延約25ps時(shí)輸出端的強度探測信號。 要評價(jià)發(fā)射信號的質(zhì)量，還需要利用基于平衡檢測原理制造的DPSK接收機。另外還需要一根可變光延時(shí)線(xiàn)來(lái)消除MZI譯碼器和平衡檢測儀之間的時(shí)延差異。一般接收端的前置放大器的輸出信號的信噪比大于15，總的RMS抖動(dòng)小于1ps。我們希望與單個(gè)檢測儀相比，這種檢測方案能使接收機的靈敏度再提高3dB。 |
