[發明專利]一種雙MZI多電平PAM信號全光整形器及其設計方法

有效

• 申請號: 201811367044.2
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109586794B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 孔祥健;凌九紅;胡家艷;吳凡;胡毅;馬衛東
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/293
• 分類號: H04B10/293;H04B10/25;H04B10/54
• 代理公司: 深圳市愛迪森知識產權代理事務所(普通合伙) 44341
• 代理人: 何婷

本發明涉及光纖通信技術領域，具體涉及一種雙MZI多電平PAM信號全光整形器及其設計方法，其中，所述全光整形器包括前后連接的匹配可調光放大器和雙MZI整形單元，所述雙MZI整形單元的上臂為內嵌MZI模塊，下臂設有光纖，所述內嵌MZI模塊的上下兩臂分別設有同長度的光纖；所述雙MZI整形單元還包括輸入耦合器C1和輸出耦合器C3，所述內嵌MZI模塊還包括輸入耦合器C4和輸出耦合器C2。本發明提供了一種雙MZI結構的全光整形器，通過進行參數設計，有效解決了多電平PAM信號的劣化問題，豐富了多電平PAM信號在全光整形領域的實現方式，并確保了多電平PAM光信號在光纖通信系統中的長距離有效傳輸，而且通過增加參考功率點的值，可進一步提升整形性能。

【技術領域】

本發明涉及光纖通信技術領域，具體涉及一種雙MZI多電平PAM信號全光整形器及其設計方法。

【背景技術】

在光纖通信系統中，隨著全球通信業務的快速增長，人們對傳輸容量的要求越來越高，而且近年來，隨著大數據、物聯網以及5G相關技術的發展，尤其是近幾年數據中心的發展，人們對傳輸容量需求的增速也越來越快。通常，增加通信容量一般有兩種方式：提升比特速率和增加波分復用的通道數。波分復用技術早已在業界獲得大規模的應用，目前已做到50G通道間隔、96通道的波分復用技術，其后續的提升有待于加工工藝的優化，目前進展較為緩慢。在提升比特速率中，對于通斷鍵控(On-OffKeying，簡寫為OOK)調制信號，其比特速率的提升受限于電子速率瓶頸。相比于OOK調制信號，在相同的波特速率下，多電平的脈幅調制(pulseamplitudemodulation，簡寫為PAM)信號的比特率更高；同時在客戶側領域，PAM調制信號比相干調制更具成本優勢。因此，目前在客戶側100G、400G方案中，PAM信號已經受到業界的廣泛關注與應用。

在光通信系統中，由于光放大器自發輻射噪聲積累以及光纖損耗等因素的影響，致使信號在傳輸過程中劣化，造成信息的丟失，為此需要對劣化的信號整形再生。相比于OOK信號，PAM信號的整形技術更難，雖然目前在電域有比較成熟的方案，但是在光域整形要困難的多，這需要一種多電平PAM信號的全光整形器加以指導。目前已有多電平PAM信號的全光整形器用于對劣化的信號整形再生，比如在專利文件CN201610163853.6中，提供了一種馬赫曾德爾干涉(Mach-ZehnderInterferometer，簡寫為MZI)結構的多電平PAM信號全光整形器，包括線性匹配光放大器和MZI整形模塊，但是整形性能仍需進一步優化，還急需一種更優性能的多電平PAM信號全光整形器加以指導。

鑒于此，克服上述現有技術所存在的缺陷是本技術領域亟待解決的問題。

【發明內容】

本發明需要解決的技術問題是：

多電平PAM光信號在傳輸過程中容易發生信號劣化，需要對劣化的信號整形再生，雖然目前已出現多電平PAM信號的全光整形器，但整形性能仍需進一步優化。

本發明通過如下技術方案達到上述目的：

第一方面，本發明提供了一種雙MZI多電平PAM信號全光整形器，包括前后連接的匹配可調光放大器和雙MZI整形單元，所述雙MZI整形單元的上臂為內嵌MZI模塊，下臂設有光纖，所述內嵌MZI模塊的上下兩臂分別設有同長度的光纖；所述雙MZI整形單元還包括輸入耦合器C1和輸出耦合器C3，所述內嵌MZI模塊還包括輸入耦合器C4和輸出耦合器C2；

多電平PAM信號經過所述匹配可調光放大器放大后，被所述輸入耦合器C1分為兩路進入所述雙MZI整形單元，一路通過上臂內嵌MZI模塊發生非線性效應，另一路通過下臂光纖發生非線性效應，兩路信號由所述輸出耦合器C3耦合輸出，得到整形后的多電平PAM信號；

其中，在所述內嵌MZI模塊中，多電平PAM信號又被所述輸入耦合器C4分為兩路進入所述內嵌MZI模塊，進而分別在兩臂同長度的光纖中發生非線性效應，兩路信號由所述輸出耦合器C2耦合輸出。