高速光通信中新型調(diào)制碼的產(chǎn)生及傳輸

王一衡

摘 要：調(diào)制碼在高速光通信中起著較為主要的作用，起到發(fā)展高速光通信的運(yùn)行效率速度、運(yùn)行安全性，本文通過探究高速光通信中新型調(diào)制碼的產(chǎn)生及傳輸，實(shí)際的確定新型調(diào)制碼對(duì)高速光通信所發(fā)揮的作用以及發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】高速光通信 新型調(diào)制碼 產(chǎn)生及傳輸研究

高速光通信是以光波為載波進(jìn)行的一種通信方式，特點(diǎn)就是通信速度快、通信容量大、通信質(zhì)量高、通信距離限制小、光纜建設(shè)簡(jiǎn)便、維修簡(jiǎn)單等，高速光通信逐漸成為當(dāng)代所不可或缺的一部分，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，高速光通信還存在一定的限制，針對(duì)這一方面開展多方向研究，其中效果較為突出的方向就是調(diào)制碼研究，即研究以及應(yīng)用新型調(diào)制碼，確定其的產(chǎn)生以及傳輸，進(jìn)一步確定其所起到的具體作用。

1 改進(jìn)型雙二進(jìn)制歸零碼標(biāo)記與暗脈沖歸零碼標(biāo)記的產(chǎn)生

1.1 改進(jìn)型雙二進(jìn)制歸零碼標(biāo)記的產(chǎn)生

光標(biāo)記網(wǎng)交換網(wǎng)絡(luò)一般都需要核心路由器、入口路由器、出口路由器三種類型的路由器才能夠完成數(shù)據(jù)的分組與交換。核心路由器的主要工作是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，進(jìn)而使數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸_的路由器中，核心路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的方式一般都是讀取標(biāo)記、替換標(biāo)記與擦除標(biāo)記，且核心路由器一般不處理載荷，但若需要傳輸或下載新的數(shù)據(jù)，核心路由器會(huì)對(duì)載荷進(jìn)行相應(yīng)的處理。入口路由器的主要工作是標(biāo)記與產(chǎn)生載荷，以及分組數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至分組。出口路由器的主要工作是檢測(cè)及接收標(biāo)記與載荷，并將標(biāo)記與載荷分離，提取數(shù)據(jù)與載荷中有用的信息。核心路由器只對(duì)已經(jīng)標(biāo)記的光電信號(hào)及載荷進(jìn)行擦拭與重寫，因此利用MD.RZ信號(hào)標(biāo)記能改變調(diào)制的強(qiáng)度，而采取常規(guī)強(qiáng)度的調(diào)制，且還能夠利用檢測(cè)系統(tǒng)接收機(jī)直接讀取標(biāo)記，這種標(biāo)記與讀取信號(hào)的方式大大降低了核心路由器工作的復(fù)雜度。此外MD—P.Z碼具有定時(shí)信息豐富的特征，其能夠使核心路由器的進(jìn)度大大提高。若載荷選擇調(diào)相信號(hào)，則信號(hào)傳輸可以以恒定包絡(luò)或者類似恒定包絡(luò)的形式，這種傳輸信號(hào)的形式大大降低了非線性負(fù)面影響對(duì)光纖傳輸信號(hào)的影響。此外，檢測(cè)信號(hào)接收時(shí)利用平衡機(jī)，檢測(cè)信號(hào)接收的靈敏性更高。綜合上述因素考慮，利用MD—RZ標(biāo)記、NRZ-DPSK載荷、NRZ.DQPSK載荷形成正交調(diào)制組成了新的性能更好的光分組信號(hào)。

1.2 暗脈沖歸零碼標(biāo)記的產(chǎn)生

利用預(yù)調(diào)制對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)編碼。如下圖所示，為預(yù)編碼后需要發(fā)送信號(hào)的數(shù)學(xué)計(jì)算方式：

根據(jù)預(yù)編碼發(fā)送信號(hào)的計(jì)算公式可以看出輸出信號(hào)的光暗脈沖歸零碼的二進(jìn)制信號(hào)光場(chǎng)的數(shù)學(xué)規(guī)律。由公式可以看出雙臂MZ調(diào)制器的輸入信號(hào)與發(fā)送信號(hào)的強(qiáng)度及相位有關(guān)，如果定義發(fā)送信號(hào)“1”碼時(shí)的光功率比上發(fā)送信號(hào)“0”碼時(shí)光功率的值為消光比，則信號(hào)的幅度應(yīng)該較大，若信號(hào)幅度較小，則產(chǎn)生的標(biāo)記信號(hào)會(huì)不能歸0，因此消光比值會(huì)很小，信號(hào)的傳輸與檢測(cè)工作將會(huì)很難進(jìn)行。為了保證信號(hào)傳輸及檢測(cè)正常進(jìn)行，消光值必須要足夠大，因此信號(hào)發(fā)送的幅度要盡量的大。

2 改進(jìn)型雙二進(jìn)制歸零碼標(biāo)記與暗脈沖歸零碼標(biāo)記的傳輸性能

2.1 改進(jìn)型雙二進(jìn)制歸零碼標(biāo)記的傳輸性能

根據(jù)建立的光分組信號(hào)與分組信號(hào)接收系統(tǒng)模型研究顯示，光分組信號(hào)峰值的功率會(huì)隨著MD.RZ標(biāo)記信號(hào)的占空比值的增大而逐漸增高，當(dāng)占空比值為0.25時(shí)，產(chǎn)生的MD.RZ標(biāo)記信號(hào)的光分組信號(hào)峰值功率便會(huì)比連續(xù)波激光器的輸出功率小，連續(xù)波激光器的輸出功率為10dBm，即光分組信號(hào)峰值功率小于10dBm。當(dāng)占空比為0.75時(shí)，則正好相反，光分組信號(hào)的峰值功率等于10dBm。且頻譜的利用效率會(huì)隨著MD.RZ標(biāo)記信號(hào)占空比值的增加而提高，頻譜利用效率的提升雖然會(huì)使通信傳輸容量增加，但光分組信號(hào)入纖功率也會(huì)隨著標(biāo)記信號(hào)占空比值增大而增加，光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的非線性負(fù)面影響會(huì)更大，因此電信號(hào)延時(shí)器對(duì)信號(hào)的延時(shí)值應(yīng)該根據(jù)傳輸性能的要求具體設(shè)計(jì)，進(jìn)而選擇最優(yōu)的信號(hào)延時(shí)時(shí)間，提升信號(hào)的傳輸性能。

2.2 暗脈沖歸零碼標(biāo)記的傳輸性能

dark RZ標(biāo)記信號(hào)一般有兩個(gè)電信號(hào)放大器才能構(gòu)成完整的發(fā)送裝置，且一般發(fā)送裝置中兩個(gè)電信號(hào)放大器的性能都是相同的，經(jīng)過兩個(gè)電信號(hào)放大器的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓一般也是相同的。發(fā)送裝置中的兩個(gè)電信號(hào)發(fā)大器對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的放大不是無限制的，在經(jīng)過兩個(gè)電信號(hào)放大器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大之后都必須不超過雙臂MZ調(diào)制器中的半波電壓。調(diào)制器前的時(shí)延器能夠?qū)﹄娦盘?hào)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)制，延時(shí)器能夠調(diào)制電信號(hào)，使其在一個(gè)比特周期所需要的時(shí)間段內(nèi)取得不同的值，進(jìn)而改變dark RZ標(biāo)記信號(hào)的占空比與消光比的值。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究dark RZ標(biāo)記信號(hào)變化時(shí)頻譜變化的規(guī)律顯示，頻譜的寬度會(huì)隨著dark RZ標(biāo)記信號(hào)f值的增大而變窄，因?yàn)檠訒r(shí)器的調(diào)控作用使得信號(hào)的延時(shí)值變大，雙臂MZ調(diào)制器兩臂輸入信號(hào)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間的不同步，而隨著兩輸入信號(hào)時(shí)間不同步的程度越來越大，產(chǎn)生的dark RZ標(biāo)記信號(hào)占空比差異越來越大，輸出信號(hào)的頻譜也會(huì)逐漸變窄。

3 結(jié)束語

高速光通信中新型調(diào)制碼的產(chǎn)生及傳輸會(huì)隨著調(diào)制碼的種類不同而有所不同，所起到的主要推進(jìn)作用也會(huì)有所不同，高速光通信中新型調(diào)制碼種類較多，產(chǎn)生原理以及傳輸方式各有不同，對(duì)于高速光通信所起的作用也會(huì)有所不同，為清晰化新型調(diào)制碼的應(yīng)用范圍，有必要進(jìn)行高速光通信中新型調(diào)制碼的產(chǎn)生及傳輸?shù)脑斦劇?/p>

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