Page 72 - 网络电信2023年6月刊

解 决 方 案

其中，双极性信号“+1”、“－1”用 GFSK( t) 描述，峰 A、B两组，A组包含1路信息，B组包含2路信息，两组信息不重
值频偏用Δθ描述。 复。文章光通信网络系统中的马赫－曾德尔(MZ) 信号调制器之
通过对自相关函数实施傅里叶变换的方式计算FSK信号的功 所以能够生成光反转归零码(IＲZ)信号，是因为A组信息接受预
率谱密度，具体方法用公式(2) 描述: 编码并实现延迟相减，最后获取的信息被载入光脉冲幅度之中
［13］
; B组信息同样接受预编码操作，接着驱动两个相位信号调
制器得到差分正交相移键控(DQPSK)信号，获取的信息被载入光
脉冲相位 ［14］ 。
光通信网络系统中的发射机最先生成的是光反转归零码(I
ＲZ)信号，差分正交相移键控(DQPSK) 对IＲZ信号进行信号调
(2) 制，获取IＲZ－DQPSK 信号 ［15］ 。各等级占空比、各等级消光
比的IＲZ－DQPSK信号的获取，依赖于驱动放大器对驱动电压的
式中，μ FSK (θ) 表示FSK信号的功率谱密度，其值可通过 掌握、电信号延时器对延时的操控。
幅度支路接收机、相位支路接收机构成了光通信网络系统
对称于 的两个FSK功率谱相加得到。FSK信号的带宽可
通过公式(3) 计算得到: IＲZ－DQPSK 接收机的主体 ［16］ 。PIN光电二极管接收幅度支路
C= h 1 －h 2 +2h G (3) 光信号，做一定处理后，输出幅度支路电信号，幅度支路数字
公式中，FSK信号的带宽用B表示; 码脉冲带宽用h G 表示， 信息的获取可在幅度支路电信号通过低通滤波器后，接受采样
判定操作来实现 ［17］ 。与DQPSK接收机构成一致，相位支路接收
且满足 。发挥动态滤波器的滤波作用能够实现光通信网络
系统抗噪性的降低以及频带使用数量的减少，动态滤波器的滤 机包括平衡接收机、两个时延干涉仪。
波属于正交频率分割复用方法的一种 ［9］ ，此时Δθ与FSK信号 占空比为50%的40Gb/s IＲZ－DQPSK信号的频谱图用图 1
的带宽C的表示如下: 描述，时域相位波形图用图2描述。图1中，IＲZ－DQPSK 信号
频谱以0为中轴，向两侧展开，总体看来，两侧的频谱曲线比较均匀，
(4)
相似程度较高;图2描述的IＲZ－DQPSK信号的时域相位波形图，随着光
C =mh G +2h G (5) 网络系统运行时间的增加，其功率始终在1.2mW 以下; 图3中，随着光
FSK 带宽最小值可在m=1时获取，如公式(6)所示: 网络系统运行时间的增加，其相位始终在 90°以下。
C min =h G +2h G =3h G (6) 图1 占空比为50%的40Gb /s IＲZ－DQPSK 信号的频谱图与眼图
由此得出以下结论，数字信号仅为 FSK 信号带宽最小值的
三分之一。在此环境中，一种码元频谱点最大值与另一种码元
频谱的零点对应。
相干解调与非相干解调是 FSK 信号的两种解调方法 ［10］ 。
非相干解调方式采用两个 FSK 系统。两个带通滤波器能够选通
θ 1 = (θ 0 +Δθ) 、θ 2 = (θ 0 －Δθ) 的码元信号。包络检波
器输出的非零包络 F1，只能在θ 1 被接收时输入到抽样判决器
中，约等于0的包络 F 0 由另外的包络检波器负责输出。相干FSK
系统采用的相干检波器由低通滤波器与乘法器构成，通过定义
本地载波参数，设置一致的噪声参数，能够减少非相干系统信
号功率的使用 ［11］ ，所以，光网络信号调制倾向于使用相干FSK
信号调制系统。FSK相干系统的误码率计算公式为:

(7)
公式(8) 描述了非相干 FSK 系统的误码率计算方法: 图2 占空比为50%的40Gb /s IＲZ－DQPSK 信号的时域相位波形图1

(8)
文章根据上面描述的基于频率信号调制的先进信号调制格
式，完成光通信网络系统中信号格式的信号调制。
2.2 光反转归零码－差分正交相移键控信号调制方法
基于上小节获取的信号格式，采用光反转归零码－差分正
交相移键控信号调制方法(IＲZ－DQPSK) 对光通信网络系统信
号相位进行信号调制 ［12］ 。
光通信网络系统中有3路信息存在于40Gb/s的IＲZ－DQPSK
信号之中，12.2Gb/s是各路信息的速率，将三路信息划分成

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