[發明專利]一種FSK信號產生裝置、方法及其應用

有效

• 申請號: 201710155790.4
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107017953B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 羅風光;王梓驍;楊柳;丁博迪;胡航聽;李斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04B10/556
• 分類號: H04B10/556
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發明公開了一種FSK信號產生裝置、方法及其應用，包括第一MZ調制器、第二MZ調制器以及合束單元，通過向第一MZ調制器的控制電極輸入第一控制電壓，使其輸出端輸出反相調制光信號，向第二MZ調制器的控制電極輸入第二控制電壓，使其輸出端輸出正相調制光信號，由合束單元實現對正相調制光信號與反相調制光信號的合束，實現輸出FSK信號。本發明所用光學器件較少，結構緊湊，大大簡化了FSK調制器的構成；且此FSK信號產生裝置由不含正弦信號的數據信號直接驅動，能避免正弦信號的頻率對FSK信號傳輸性能及速度的限制；所產生的FSK信號，在高速光傳輸系統中眼圖形狀良好，理論上可實現無錯傳輸，損耗低，表現出了優異的性能。

技術領域

本發明屬于光通信領域，更具體地，涉及一種頻移鍵控(Frequency-shiftkeying，FSK)信號產生裝置、方法及其應用。

背景技術

在過去的幾年之中，為了提升高速率光傳輸系統的性能，許多高級調制格式被提出并加以研究。在不同的調制格式中，頻移鍵控(FSK)調制格式使得差分檢測方案成為可能，并且仿真結果顯示，在10-Gb/s傳輸系統中，頻移鍵控相對于差分相移鍵控(DPSK)的光性噪比性能有明顯提升。此外，正交調制、幅移鍵控(ASK)和FSK的組合方案由于其在高速傳輸系統中的高頻譜、易檢測以及良好性能的優勢，獲得了廣泛的關注。因此，FSK是未來光傳輸系統和光分組交換網絡的潛在解決方案之一。在已有的方案中，FSK信號是通過調制激光器的電流直接產生的。然而，由于電流的抖動，附加的強度調制應該由外部強度調制器進行補償。FSK信號可以由一個馬赫曾德(Mach-Zehnder，MZ)調制器、兩個激光器和馬赫曾德延遲干涉儀(MZDI)使用差分相移鍵控(DPSK)的解調技術產生，這種結構復雜的方法深受激光頻率抖動的影響，性能不夠穩定。且已有的FSK外部調制器普遍由六個相位調制器組成的，是通過兩個正弦信號和數據信號的驅動來生成FSK信號的。在這種方法下，正弦信號的頻率會較大地限制FSK信號的傳輸性能及速度。

發明內容

針對現有技術中上述缺陷，本發明提出了一種FSK信號產生裝置，旨在解決現有FSK信號產生裝置產生的FSK信號傳輸性能差的技術問題。

為實現上述目的，作為本發明的一方面，本發明提供一種FSK信號產生裝置，包括：

第一MZ調制器，其輸入端用于接收第一激光信號，其控制端用于接收第一控制電壓，用于根據第一激光信號和第一控制電壓輸出反相調制光信號；

第二MZ調制器，其輸入端用于接收第二激光信號，其控制端用于接收第二控制電壓，用于根據第二激光信號和第二控制電壓輸出同相調制光信號；同相調制光信號為與反相調制光信號邏輯反相的光信號；

合束單元，其第一輸入端與第一MZ調制器的輸出端連接，其第二輸入端與第二MZ調制器的輸出端連接，用于將反相調制光信號與同相調制光信號進行疊加處理后輸出FSK信號；

第一控制電壓為由第一射頻驅動電壓和幅值為0的第一直流驅動電壓疊加的電壓信號，第二控制電壓為由第二射頻驅動電壓和幅值為V_π的第二直流驅動電壓疊加的電壓信號，其中，V_π為MZ調制器的開關電壓，第一射頻驅動電壓與第二射頻驅動電壓相位相同。

上述技術方案中，通過讓第一MZ調制器的控制電極輸入由幅值為0的直流驅動電壓和第一射頻驅動電壓疊加的第一控制電壓，實現第一MZ調制器將電信號轉化為光信號，由其輸出端輸出反相調制光信號，讓第二MZ調制器的控制電極輸入由幅值為V_π的直流驅動電壓和第二射頻驅動電壓疊加的第二控制電壓，實現第二MZ調制器將電信號轉化為光信號，由其輸出端輸出同相調制光信號，通過將反相調制光信號與同相調制光信號合束實現FSK信號形成。

進一步地，FSK信號產生裝置中，第一MZ調制器與第二MZ調制器均為電極材料為鈮酸鋰的MZ調制器。