利用相位调制器实现占空比可调的NRZ到RZ码的码型转换.pdfVIP

利用相位调制器实现占空比可调的NRZ 到RZ 码的码 型转换1 江阳，于晋龙，胡浩，王文睿，杨恩泽 天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 （300072 ） E-mail：jiangyang415@163.com 摘 要：本文提出了利用相位调制器和色散补偿光纤（DCF ）把非归零（NRZ ）码信号转换 成为占空比可调的归零（RZ ）码信号的方案。从原理上分析了调制信号功率与色散介质色 散量对所产生结果的影响，得到通过改变调制深度和DCF 总色散量可以使NRZ 码转换为占 空比可调的RZ 码的结论。实验给出了在 10Gb/s 速率下的实验结果，得到了很好的转换后 的RZ 码输出。在 17dBm 的调制功率下，所得的RZ 码占空比为32.6%。 关键词：相位调制器；色散补偿光纤；NRZ; RZ ； 码型转换 中图分类号 TN929.1 1、引言 非归零(NRZ) 与归零(RZ)是光通信系统中常用的两类码型。对于 NRZ 而言在“1”脉冲间 隔期信号电平不归零，缺少电平跃变，定时含量不丰富，对各类传输损伤较敏感，高速电信 号的产生和高速时钟信号的恢复较困难。此外，NRZ 方式平均功率高，峰值功率低，非线 性影响大，系统信噪比低，不利于超高速超长距离的信号传输。并且这种码型对非线性和一 阶 PMD 较敏感。RZ 码与之不同，首先，普通 RZ 码调制信号脉冲宽度窄，具有较高的峰值 功率，较低的平均功率，使系统具有较高的信噪比、较低的误码率; 其次，RZ 码是窄脉冲， 抗 SPM 能力较强; 此外，能量集中也减少了波分复用（WDM ）通路间的非线性交互作用和 一阶 PMD 效应。最后，RZ 码定时丰富，也有利于高速时钟信号的恢复。在现代光通信网 的边际，如在 OTDM 高速信道系统和 WDM 网络系统的接口处常常需要对这两种码型进行 转换以适应各自网络对码型的要求，因此，对于实现码型转换研究者进行了大量的工作。 在现有的码型转换方案中，可以分为全光码型转换和电光调制实现码型转换两种。近期 所报道的一些全光码型转换工作利用了光纤中的非线性效应，如自相位调制、交叉相位调制 【 】，【 】，【 】 或基于 SOA 的光纤环形镜结构等 1 2 3 。这些方案在结构上往往比较复杂，具有较大的 偏振敏感性，不易实用。电光调制的方案是比较传统也是比较方便的一种方法。在得到 NRZ 信号的时钟后，利用强度调制器对 NRZ 码信号再进行一次调制就可以直接得到 RZ 码信号。 【 】，【 】 但是这种方法所得到的 RZ 码信号，占空比一般为 50%，且不易调节 4 5 。这对于需要通 过调整 RZ 码的占空比来抑制非线性和色散影响时是一个不易克服的缺陷。 针对现有方案的不足，本文提出了利用相位调制器和色散介质把 NRZ 码信号转换成为 占空比可调的RZ 码信号的方案，见图 1。该方案通过相位调制器使NRZ 码中的”1”码产生 相位调制，形成具有较大啁啾的输出。当该带啁啾的光通过色散介质（色散补偿光纤：DCF ） 后，光能量在时域中重新分布，形成脉冲输出。每个“1”码对应一个脉冲，这样就实现了码 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20030056047 ）资助 -1- 型的转换。由于相位调制光的啁啾量可以由调制深度控制，所以只要配合相应的 DCF 的色 散量就可以改变输出脉冲的宽度，实现对所转换 RZ 码的占空比的调节。此外，该方案同样 可以适用于多路波分复用 NRZ 码信号的码型转换，并能通过升级有源器件提高它的工作速