一种PAM4信号的产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种PAM4信号的产生装置，在PAM4信号的产生装置中，包括有DFB、两个EA调制器、SOA、PSR、直流电源、两个电信号产生器、两个限幅放大器，采用两个电信号放大器和两个限幅放大器分别产生两路的NRZ电信号，DFB输出两路光信号，SOA对其中一路光信号进行光功率放大，两个EA调制器分别使用NRZ电信号以及“一大一小”的光信号可以分别产生两路的NRZ光信号，最后经过PSR的合波可以生成PAM4电信号，这种装置对线性度要求大大降低，由于是在光域上进行PAM4调制，避免了在电信号上产生PAM4信号，可将电信号无畸变的调制到光域上，因此本发明专利技术实施例中可以产生高质量的PAM4信号。

A generating device for PAM4 signal

An embodiment of the invention discloses a PAM4 signal generating device, which includes a DFB, two EA modulators, SOA, PSR, a DC power supply, two electrical signal generators, two amplitude limiting amplifiers, and two NRZ signals with two electrical signal amplifiers and two limiting amplifiers, respectively, and D, D, respectively. FB outputs two optical signals, and SOA amplifies the optical power of one of the optical signals. The two EA modulators, using the NRZ signal and the \one big and one small\ light signal, can produce two NRZ signals respectively. Finally, the PAM4 signal can be generated by the PSR's combined wave. This device greatly reduces the linearity requirement, because It is the PAM4 modulation in the optical domain, which avoids the generation of PAM4 signals on the electrical signals and can modulate the electrical signals to the optical domain without distortion. Therefore, the high quality PAM4 signal can be produced in the present invention.

【技术实现步骤摘要】
一种PAM4信号的产生装置
本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种PAM4信号的产生装置。
技术介绍
随着近几年来客户侧和短距互联领域快速发展，系统容量要求越来越高，单纯的不归零码(NonReturnZero，NRZ)系统已经不能满足需求。4电平幅度调制(PulseAmplitudeModulation，PAM4)码型格式日益受到重视，PAM4码型作为200G/400G的500米(m)至10千米(Km)甚至40Km的解决方案，当前对PAM4的研究已经从标准阶段演进到实用阶段，许多厂商都在开发高性能PAM4芯片和器件。PAM4码型由四个电平组成，相对于NRZ信号，其电平数增加一倍。因此增加了对器件的线性度要求。在实际应用中需要四个电平均匀分布以达到最佳的判决，因此对器件的线性度要求较高。但是另外一方面，PAM4信号相对于二进制启闭键控(On-OffKeying，OOK)信号，在相同的比特率(BitRate)情况下，波特率(BaudRate)降低一半，对器件带宽需求降低；而且相比于相干系统，PAM4码型无需复杂的编解码算法和解相干算法，功耗和成本有着显著的优势。现有技术中，PAM4信号的产生技术主要有两种：一、基于电吸收调制激光器(Electro-absorptionModulatedLaser，EML)的PAM4信号产生方法。基于单端EML是目前较常见的PAM4产生器件，EML可以集成在光发射模块(TransmitterOpticalSubassembly，TOSA)内，目前主流技术是基于EML产生PAM4信号，例如采用25GHz的EML产生26.56GBaud的PAM4信号。但是，由于PAM4对系统而言，其线性度要求较高。一般来说，线性度越高的器件，得到的PAM4信号的质量越高。但是，对于设计高线性度的TOSA器件并不是一件非常容易的事情。从单端EML的工作原理来看，在电压幅度较低的区域，形成截止区，EML中的电吸收(ElectronicAbsorption，EA)调制器的吸收系数不再随着电压降低而变化。在电压较高的区域形成饱和区，同样的，EA的吸收系数也不再随着电压的提升而变化形成饱和区。EML的这种特性对于NRZ的调制码型是非常有利的，可以将NRZ的0电平和1电平的噪声进行抑制，有利于改善NRZ的信号质量。但对于PAM4信号却是非常不利的，因为PAM4信号的产生是在调制曲线的线性区中产生的。由于受到上述单端EML自身特性的影响，很难形成较好的线性区。因此，单端EML很难产生高质量的PAM4信号。另外一方面，对于驱动EML的射频放大器来说，如果直接由电的PAM4信号驱动EML产生光PAM4信号，这种方案所需要的电器件的线性度要求也很高。而且随着调制速率的提升，对调制PAM4信号所需的光器件和电器件的性能要求会越来越高。二、基于直接调制激光器(DirectlyModulatedLaser，DML)的PAM4信号产生方法。DML的线性度要优于EML，但是这并不意味着产生的PAM4信号性能非常好。因为基于DML的PAM4信号存在着其他方面性能损伤。例如，1、高低温特性差异：DML在器件内无温度控制单元，因此高低温特性退化非常严重，在高温的情况下，不仅仅器件的带宽迅速的劣化，而且线性度也出现退化，对性能影响较大，即使有带温度控制的DML器件，但是其带宽仍然是工程应用的一个瓶颈。2、啁啾效应：由于DML是直接对电流进行调节，因此在信号调制过程中会附带上啁啾效应，这对长距应用场景是不利的。另外，激光器的啁啾效应与光纤的色散效应相互作用会导致较大的色散代价。3、目前比较难设计一款高线性度的针对DML的驱动器。因此基于DML也无法产生出高质量的PAM4信号。综上可知，现有技术中单端EML由于线性度的限制无法产生较高质量的PAM4信号，而单端DML由于其高低温特性以及噪声特性的影响也无法产生较高质量的PAM4信号。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种PAM4信号的产生装置，用于产生高质量的PAM4信号。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：本专利技术实施例提供一种PAM4信号的产生装置，所述PAM4信号的产生装置包括：分布式反馈激光器DFB、第一电吸收EA调制器、第二EA调制器、半导体光放大器SOA、偏振分束旋转器PSR、第一电信号产生器、第一限幅放大器、第二电信号产生器、第二限幅放大器和、第一直流电源和第二直流电源，其中，所述DFB的输入端口和所述第一直流电源相连接，所述DFB通过两个输出端口分别和所述第一EA调制器、所述SOA相连接；所述第一EA调制器通过两个输入端口分别和所述第一限幅放大器、所述DFB相连接，所述第一EA调制器的输出端口和所述PSR相连接；所述SOA通过两个输入端口分别和所述DFB、所述第二直流电源相连接，所述SOA的输出端口和所述第二EA调制器相连接；所述第二EA调制器通过两个输入端口分别和所述第二限幅放大器、所述SOA相连接，所述第二EA调制器的输出端口和所述PSR相连接；所述PSR通过两个输入端口分别和所述第一EA调制器、所述第二EA调制器相连接；所述第一电信号产生器和所述第一限幅放大器相连接，所述第二电信号产生器和所述第二限幅放大器相连接；所述DFB，用于接收所述第一直流电源输入的第一直流偏置信号，根据所述第一直流偏置信号分别产生第一光信号和第二光信号，将所述第一光信号传输给所述第一EA调制器，将所述第二光信号传输给所述SOA，所述第一光信号和所述第二光信号具有相同的波长；所述第一EA调制器，用于接收所述第一电信号产生器通过所述第一限幅放大器输入的第一不归零码NRZ电信号，接收所述DFB输入的所述第一光信号，根据第一NRZ电信号和所述第一光信号调制出第一NRZ光信号，将所述第一NRZ光信号传输给所述PSR；所述SOA，用于接收所述第二直流电源输入的第二直流偏置信号，接收所述DFB输入的所述第二光信号，根据所述第二直流偏置信号调整所述第二光信号的光功率，得到光功率放大后的第二光信号，将所述光功率放大后的第二光信号传输给所述第二EA调制器；所述第二EA调制器，用于接收所述第二电信号产生器通过所述第二限幅放大器输入的第二NRZ电信号，接收所述SOA输入的所述光功率放大后的第二光信号，根据所述第二NRZ电信号和所述光功率放大后的第二光信号调制出第二NRZ光信号，将所述第二NRZ光信号传输给所述PSR；所述PSR，用于接收所述第一EA调制器输入的所述第一NRZ光信号，接收所述第二EA调制器输入的所述第二NRZ光信号，将所述第一NRZ光信号和所述第二NRZ光信号进行合波，输出PAM4信号。在本专利技术实施例提供的PAM4信号的产生装置中，包括有DFB、两个EA调制器、SOA、PSR、直流电源、两个电信号产生器、两个限幅放大器，采用两个电信号放大器和两个限幅放大器分别产生两路的NRZ电信号，DFB输出两路光信号，SOA对其中一路光信号进行光功率放大，两个EA调制器分别使用NRZ电信号以及“一大一小”的光信号可以分别产生两路的NRZ光信号，最后经过PSR的合波可以生成PAM4电信号，这种装置对线性度要求大大降低，采用DFB、双EA调制器、SOA的结构，实现高线性的PAM4码型。由于是在光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4电平幅度调制PAM4信号的产生装置，其特征在于，所述PAM4信号的产生装置包括：分布式反馈激光器DFB、第一电吸收EA调制器、第二EA调制器、半导体光放大器SOA、偏振分束旋转器PSR、第一电信号产生器、第一限幅放大器、第二电信号产生器、第二限幅放大器和、第一直流电源和第二直流电源，其中，所述DFB的输入端口和所述第一直流电源相连接，所述DFB通过两个输出端口分别和所述第一EA调制器、所述SOA相连接；所述第一EA调制器通过两个输入端口分别和所述第一限幅放大器、所述DFB相连接，所述第一EA调制器的输出端口和所述PSR相连接；所述SOA通过两个输入端口分别和所述DFB、所述第二直流电源相连接，所述SOA的输出端口和所述第二EA调制器相连接；所述第二EA调制器通过两个输入端口分别和所述第二限幅放大器、所述SOA相连接，所述第二EA调制器的输出端口和所述PSR相连接；所述PSR通过两个输入端口分别和所述第一EA调制器、所述第二EA调制器相连接；所述第一电信号产生器和所述第一限幅放大器相连接，所述第二电信号产生器和所述第二限幅放大器相连接；所述DFB，用于接收所述第一直流电源输入的第一直流偏置信号，根据所述第一直流偏置信号分别产生第一光信号和第二光信号，将所述第一光信号传输给所述第一EA调制器，将所述第二光信号传输给所述SOA，所述第一光信号和所述第二光信号具有相同的波长；所述第一EA调制器，用于接收所述第一电信号产生器通过所述第一限幅放大器输入的第一不归零码NRZ电信号，接收所述DFB输入的所述第一光信号，根据第一NRZ电信号和所述第一光信号调制出第一NRZ光信号，将所述第一NRZ光信号传输给所述PSR；所述SOA，用于接收所述第二直流电源输入的第二直流偏置信号，接收所述DFB输入的所述第二光信号，根据所述第二直流偏置信号调整所述第二光信号的光功率，得到光功率放大后的第二光信号，将所述光功率放大后的第二光信号传输给所述第二EA调制器；所述第二EA调制器，用于接收所述第二电信号产生器通过所述第二限幅放大器输入的第二NRZ电信号，接收所述SOA输入的所述光功率放大后的第二光信号，根据所述第二NRZ电信号和所述光功率放大后的第二光信号调制出第二NRZ光信号，将所述第二NRZ光信号传输给所述PSR；所述PSR，用于接收所述第一EA调制器输入的所述第一NRZ光信号，接收所述第二EA调制器输入的所述第二NRZ光信号，将所述第一NRZ光信号和所述第二NRZ光信号进行合波，输出PAM4信号。...

【技术特征摘要】
1.一种4电平幅度调制PAM4信号的产生装置，其特征在于，所述PAM4信号的产生装置包括：分布式反馈激光器DFB、第一电吸收EA调制器、第二EA调制器、半导体光放大器SOA、偏振分束旋转器PSR、第一电信号产生器、第一限幅放大器、第二电信号产生器、第二限幅放大器和、第一直流电源和第二直流电源，其中，所述DFB的输入端口和所述第一直流电源相连接，所述DFB通过两个输出端口分别和所述第一EA调制器、所述SOA相连接；所述第一EA调制器通过两个输入端口分别和所述第一限幅放大器、所述DFB相连接，所述第一EA调制器的输出端口和所述PSR相连接；所述SOA通过两个输入端口分别和所述DFB、所述第二直流电源相连接，所述SOA的输出端口和所述第二EA调制器相连接；所述第二EA调制器通过两个输入端口分别和所述第二限幅放大器、所述SOA相连接，所述第二EA调制器的输出端口和所述PSR相连接；所述PSR通过两个输入端口分别和所述第一EA调制器、所述第二EA调制器相连接；所述第一电信号产生器和所述第一限幅放大器相连接，所述第二电信号产生器和所述第二限幅放大器相连接；所述DFB，用于接收所述第一直流电源输入的第一直流偏置信号，根据所述第一直流偏置信号分别产生第一光信号和第二光信号，将所述第一光信号传输给所述第一EA调制器，将所述第二光信号传输给所述SOA，所述第一光信号和所述第二光信号具有相同的波长；所述第一EA调制器，用于接收所述第一电信号产生器通过所述第一限幅放大器输入的第一不归零码NRZ电信号，接收所述DFB输入的所述第一光信号，根据第一NRZ电信号和所述第一光信号调制出第一NRZ光信号，将所述第一NRZ光信号传输给所述PSR；所述SOA，用于接收所述第二直流电源输入的第二直流偏置信号，接收所述DFB输入的所述第二光信号，根据所述第二直流偏置信号调整所述第二光信号的光功率，得到光功率放大后的第二光信号，将所述光功率放大后的第二光信号传输给所述第二EA调制器；所述第二EA调制器，用于接收所述第二电信号产生器通过所述第二限幅放大器输入的第二NRZ电信号，接收所述SOA输入的所述光功率放大后的第二光信号，根据所述第二NRZ电信号和所述光功率放大后的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏民，崔振威，黄喜，
申请(专利权)人：海思光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42