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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，適用于多種無源器件測試和傳輸系統(tǒng)。 不歸零信號格式的傳統(tǒng)開關(guān)鍵控方法在光系統(tǒng)中是一種低成本高效率的解決方案。然而，我們?nèi)匀黄诖龝衅渌盘柛袷侥苓M一步降低整個系統(tǒng)的成本，實現(xiàn)更長距離的傳輸，以及更有效的應(yīng)用現(xiàn)有的光帶寬。例如，歸零碼這種調(diào)制方法就適合用在凍檀?瀋希??保珻S-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(tǒng)內(nèi)使光譜效率大于0.4bit/Hz/s。而且歸零碼對交叉相位調(diào)制的可靠性極高，直接監(jiān)測差分相移鍵控功能在目前也很有吸引力，這也是DWDM系統(tǒng)運行中的一項重要指針。另外，用這種方法構(gòu)成的基礎(chǔ)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因為色散和偏振模色散導(dǎo)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，它能針對多種無源器件和傳輸系統(tǒng)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(jié)構(gòu) 圖1所示的是這種多格式光發(fā)射平臺的基本結(jié)構(gòu)，它由兩個鈮酸鋰調(diào)制器級聯(lián)而成，一個用來產(chǎn)生脈沖，另一個用作數(shù)據(jù)調(diào)制。兩個調(diào)制器內(nèi)都有保偏光纖，而且只需要單端RF驅(qū)動。這種級聯(lián)結(jié)構(gòu)的最小插入損耗一般是7dB。電光帶寬大于30GHz，速率為40Gbit/s時驅(qū)動電壓小于6Vpp。這種調(diào)制器的殘余啁啾低于±0.1。脈沖調(diào)制器由一個高增益（34dB）、高功率（28dBm）窄帶砷化鎵RF放大器驅(qū)動，該放大器的通帶范圍是18-27GHz。當(dāng)用一個20GHz信號源驅(qū)動產(chǎn)生RZ脈沖時，時鐘驅(qū)動器的輸出奇次諧波抑制度比該時鐘信號低30dB。此外，產(chǎn)生RZ脈沖時，脈沖調(diào)制器偏置在馬赫曾德（MZ）響應(yīng)曲線上的最大傳輸點；產(chǎn)生CS-RZ脈沖時，調(diào)制器的偏置值設(shè)定為零。 現(xiàn)在業(yè)內(nèi)有幾種產(chǎn)生DPSK信號的方法。這些方法包括相位調(diào)制器、由兩個驅(qū)動放大器組成推拉結(jié)構(gòu)的雙驅(qū)動MZ調(diào)制器和單驅(qū)動無啁啾MZ調(diào)制器。出于簡單的考慮，我們選擇最后面的這種方法，因為它在強度調(diào)制RZ和CS-RZ信號應(yīng)用方面的作用是一樣的，只是數(shù)據(jù)驅(qū)動器有所不同而已。圖2所示的是數(shù)據(jù)驅(qū)動放大器對強度和相位進行調(diào)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(shù)據(jù)的信噪比（SNR）分別超過18和23，而且一般來說，動態(tài)的消光比大于13dB。我們可以把這些被測的NRZ數(shù)據(jù)的附加峰-峰抖動保持在小于5ps的范圍。至于RZ/CS-RZ數(shù)據(jù)，我們可以通過時鐘信號把最低的峰-峰抖動限制在2ps以下。而NRZ數(shù)據(jù)的抖動轉(zhuǎn)移是最小的。 用同一個光系統(tǒng)分別測量，我們通過13Vpp驅(qū)動的脈沖發(fā)生調(diào)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(zhuǎn)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(qū)動電壓的大小，發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)調(diào)制器要由針對40Gbit/s優(yōu)化的寬帶放大器來驅(qū)動。最大輸出電平一般為12Vpp。在這種結(jié)構(gòu)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(nèi)部時延約25ps時輸出端的強度探測信號。 要評價發(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線來消除MZI譯碼器和平衡檢測儀之間的時延差異。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抖動小于1ps。我們希望與單個檢測儀相比，這種檢測方案能使接收機的靈敏度再提高3dB。 |
