光发射机、光发射方法及光传输系统.pdf

本发明实施例涉及一种光发射机及光发射方法，脉冲切割器对两个频率不同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光脉冲信号；相位调制器对载入的数据信号进行相位调制，并载在归零码光脉冲信号上；延迟干涉仪对经过相位调制，载在归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。本发明实施例还涉及一种光传输系统，包括光发射机、传输网络及光接收机。本发明实施例的光发射机、光发射方法及光传输系统，采用外调制方式，使光发射机的频率带宽仅仅受外调制器的影响；采用载波抑制方法，克服了2个激光器产生光信号时，由于激光器频率漂移引起的性能下降；并且结构简单，易于实现。

1、  一种光发射机，其特征在于，包括：
脉冲切割器，用于对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光脉冲信号；
相位调制器，用于对载入该相位调制器的数据信号进行相位调制，并分别载在所述归零码光脉冲信号上；
延迟干涉仪，用于对经过相位调制的，分别载在所述归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。

2、  根据权利要求1所述的光发射机，其特征在于还包括：第一时钟信号发生器，用于驱动、控制脉冲切割器对光信号进行的脉冲切割。

3、  根据权利要求2所述的光发射机，其特征在于还包括：数据信号发生器，用于产生高速率数据信息，载入所述相位调制器。

4、  根据权利要求1、2或3所述的光发射机，其特征在于还包括：光信号发生器，用于产生两个频率不同、强度相同的光信号。

5、  根据权利要求4所述的光发射机，其特征在于还包括：第二时钟信号发生器，用于驱动所述光信号发生器产生两个频率不同、强度相同的光信号。

6、  一种光发射方法，其特征在于，包括：
对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；
对数据信号进行相位调制，分别载在所述归零码光信号上；
对经过相位调制的，分别载在所述归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号；
将两路所述幅度调制光信号合成，并输出归零码频移键控调制光信号。

7、  根据权利要求6所述的光发射方法，其特征在于，在所述对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号步骤之前还包括：采用载波抑制的方式获取所述两个频率不同、强度相同的光信号。

8、  一种光传输系统，其特征在于包括：光发射机、传输网络及光接收机；
所述光发射机为并联结构的多种码型叠加光发射机，至少输出一种归零码频移键控调制光信号，输出连接所述传输网络；
所述光接收机为用于接收并解调至少一种归零码频移键控调制光信号的多种码型叠加光接收机，输入连接所述传输网络。

9、  根据权利要求8所述的光传输系统，其特征在于所述光发射机至少包括：
脉冲切割器，用于对输入的两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光脉冲信号；
相位调制器，用于对载入该相位调制器的数据信号进行相位调制，并分别载在所述归零码光脉冲信号上；
延迟干涉仪，用于对经过相位调制的，分别载在所述归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。

10、  根据权利要求8或9所述的光传输系统，其特征在于所述光接收机包括：
非相干解调装置，用于对所述归零码频移键控调制光信号进行解调；或者
相干解调装置，用于对所述归零码频移键控调制光信号进行解调。

11、  一种光传输系统，其特征在于包括：光发射机、传输网络及光接收机；
所述光发射机包括至少一个归零码频移键控光发射机，所述光发射机采用多级串联连接，输出连接所述传输网络；
所述光接收机包括至少一个用于接收并解调所述归零码频移键控调制光信号的归零码频移键控光接收机，所述光接收机分别与所述传输网络相连接。

12、  根据权利要求11所述的光传输系统，其特征在于所述归零码频移键控光发射机至少包括：
脉冲切割器，用于对输入的两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光脉冲信号；
相位调制器，用于对载入该相位调制器的数据信号进行相位调制，并分别载在所述归零码光脉冲信号上；
延迟干涉仪，用于对经过相位调制的，分别载在所述归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。

13、  根据权利要求11或12所述的光传输系统，其特征在于所述归零码频移键控光接收机包括：
非相干解调装置，用于对所述归零码频移键控调制光信号进行解调；或者
相干解调装置，用于对所述归零码频移键控调制光信号进行解调。

光发射机、光发射方法及光传输系统
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光发射机、光发射方法及光传输系统。
背景技术
信息产业的高速发展给当前的光传送网提出了三大挑战：传输距离，带宽效率和光层的处理功能，包括：光交叉连接和分插复用等。传统的光通信技术采用幅度调制技术，又称幅移键控法(Amplitude Shift Keying，以下简称ASK)，即载波幅度是随着调制信号而变化的；其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，这种方式还可称作通-断键控或开关键控(ON-OFF keying，以下简称OOK)。采用幅度调制技术，光强的变化会导致光纤传输中的非线性效应，并且随着信号传输速率的增加，非线性传输损耗会加重，严重制约网络带宽和传输距离的进一步提高。而且，幅度调制信号的带宽利用率也相对较低，限制了密集波分复用的信道数量。因此，传统幅度调制技术与光通信系统高速率高效率的大发展方向产生矛盾，解决这个问题的关键就是采用先进调制方式(Advancedmodulation formats)。2002年美国贝尔实验室采用DPSK调制方式将密集波分复用的40Gbit/s信号的传输距离翻了一番，从2000公里增加到了4000公里！这个革命性的实验，极大的激发了科研组织和光通信产业界对先进调制方式的科研热情，也指明了先进调制方式是未来光通信系统和网络的重要科研方向。
先进调制方式中的DPSK，FSK由于具有恒定的光功率强度，对光纤的非线性效应有很高的容忍度；另一方面，在低速系统中FSK等调制方式的发射机和接收机的局限性在高速系统中也不复存在，例如：FSK信号对激光器频率稳定性的要求会随传输速率的增加而随之降低；另外，高传输速率的DPSK和FSK调制方式可以用滤波器或者干涉结构直接解调。因此，高速的FSK调制方式也吸引了越来越多的科研组织的关注。
FSK信号最简单的产生方式是直接调制激光器的电流，当驱动电流变化时，激光器的输出频率也随之变化，这样就形成了FSK调制。虽然选择驱动电流的工作点接近于激光器的饱和区，但是激光器的输出功率-驱动电流曲线，即LI曲线在饱和区也不是绝对平坦的，从而导致输出的FSK调制信号伴随着一定程度的ASK调制，使信号的质量降低。这个问题可以用一个反相信号驱动的外调制器来解决，如图1所示，数据产生器100、偏置电压110、数据120、反向数据130、电延迟线140、分布式反馈(Distributed Feed Back，简称：DFB)激光器150、电吸收(Electro-Absorption，简称：EA)调制器160，通过调节旁路的电压或器件的偏置电压，可以将输出数据120多出的光功率吸收掉，从而补偿输出光信号的幅度抖动。经过这种方式，可以解决FSK调制信号伴随的ASK调制，输出信号能够得到平稳的输出功率。上述直接进行FSK调制固然简单，但受到响应速度的限制，这种方法产生的FSK信号传输速率较低，一般在10Gbit/s以下，多为几百Mbit/s。因此，如何产生高速的FSK调制信号，是科研中的一个技术难点。
目前信号传输速率达到40Gbit/s的FSK调制，如图2所示，使用6个LiNbO3(铌酸锂晶体)相位调制器构成3个马赫-曾德(Mach-Zehnder，以下简称：MZ)干涉结构，其工作原理如下：MZ210和MZ220的偏置电流均设置在其最小传输点(null)上，而且都采用双臂驱动，两臂之间的相位差为90度；这样当MZ230没有驱动RF的时候，整个调制器是一个载波抑制的单边带调制器，根据光信号在MZC两臂的相位差为0或为π，调制器的输出光谱将仅含有上边带或者下边带；当MZ220加上需要调制的数据信息后，输出光信号的频率将在两个边带之间随数据跳变，从而产生FSK信号。
这种方案对集成工艺要求很高，要优化设计多个电极且电极的频率响应都在40GHz；同时在器件操作时，要求双臂驱动的射频信号之间必须满足特定的相位匹配关系，MZ210和MZ220的射频驱动信号满足90度的相位差，MZ230的驱动电压使得两臂相位差精确地在0和π之间变化。上述这些特点大大增加了这种高速FSK调制器的复杂度。
另外，传统的FSK调制是用的非归零码，光功率保持恒定，但是，在同样的入纤功率条件下，非归零码有更高的峰值功率，因而眼图睁开图比归零码大；并且归零码的接收机灵敏度比非归零码的接收机灵敏度约高3dB，在同样的接收机条件下，归零码的传输距离比非归零码能大一倍，因此在高速光纤传输系统中采用归零码具有很大优势。
发明内容
本发明实施例提供一种光发射机、光发射方法及光传输系统，以实现光纤通信的高速率、长距离传输，并且光发射机的结构简单，容易实现。
本发明实施例提供一种光发射机，包括：
脉冲切割器，用于对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光脉冲信号；
相位调制器，用于对载入该相位调制器的数据信号进行相位调制，并分别载在所述归零码光脉冲信号上；
延迟干涉仪，用于对经过相位调制的，分别载在所述归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。
本发明实施例提供一种光发射方法，包括：
对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；
对数据信号进行相位调制，并分别载在所述归零码光信号上；
对经过相位调制的，分别载在所述归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号；
将两路所述幅度调制光信号合成，并输出归零码频移键控调制光信号。
本发明实施例还提供一种光传输系统，包括：光发射机、传输网络及光接收机；
所述光发射机为多种码型叠加光发射机，至少输出一种归零码频移键控调制光信号，输出连接所述传输网络；
所述光接收机为用于接收并解调至少一种归零码频移键控调制光信号的多种码型叠加光接收机，输入连接所述传输网络。
本发明实施例还提供了一种光传输系统，包括：光发射机、传输网络及光接收机；
所述光发射机包括至少一个归零码频移键控光发射机，所述光发射机采用多级串联连接，输出连接所述传输网络；
所述光接收机包括至少一个用于接收并解调所述归零码频移键控调制光信号的归零码频移键控光接收机，所述光接收机分别与所述传输网络相连接。
由以上技术方案可知，本发明实施例的光发射机、光发射方法及光传输系统，克服上述现有技术中尚存的缺点和不足，通过采用外调制方式，使得光发射机的频率带宽仅仅受外调制器的影响，可以实现40Gbit/s或更高速率的信号调制；采用载波抑制方法由一个激光器产生2个边带，作为FSK的光源信号的基本频率，由于载波抑制方法产生的边带频差由射频信号精确控制，克服了2个激光器方案由于激光器频率漂移产生的性能下降；结构简单，易于实现，采用了成熟的部件，使得工艺上更加容易实现一个完整的RZ-FSK发射机。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有电吸收方式产生FSK调制信号的装置结构示意图；
图2为现有马赫-曾德干涉结构产生FSK调制信号的结构示意图；
图3为本发明光发射机实施例一的结构示意图；
图4A为本发明光发射机实施例二的结构示意图；
图4B为本发明光发射机实施例二的另一结构示意图；
图5为本发明载波抑制边带传输示意图；
图6A为本发明在数据“1”上有功率的RZ-FSK码形；
图6B为本发明在数据“0”上有功率的RZ-FSK码形；
图6C为本发明数据“1”和数据“0”结合后的RZ-FSK码形；
图7为本发明光发射方法实施例的流程示意图；
图8为本发明光传输系统实施例一的结构示意图；
图9为本发明光传输系统实施例二的结构示意图。
具体实施方式
当系统的信道传输速率上升到40Gbit/s以上时，网络带宽的利用率越高，传输距离越长，光纤的非线性效应引起的传输损伤就越大。对ASK调制的信号来说，接收机的光信噪比(以下简称：OSNR)与入纤功率呈线性关系，而光纤的非线性效应与入纤功率呈超线性关系，通过提高入纤功率来提高OSNR的方法是行不通的。因此光纤的非线性效应成为制约网络系统带宽提高和传输距离加长的致命因素。差分相移键控(DifferentialPhase Shift Keying，以下简称：DPSK)，频率键控(Frequency ShiftKeying，以下简称：FSK)等先进调制方式开始显示出高速传输的优越性。
本发明实施例的方案是使用一个光源，采用外调制方式，再将信号经过相位调制及解调的处理，来生成高速的归零码频移键控(Return toZero-FSK，以下简称：RZ-FSK)调制信号的技术。
如图3所示，为本发明光发射机实施例一的结构示意图。该光发射机包括：脉冲切割器1，用于对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；相位调制器2，用于对载入该相位调制器2的数据信号进行相位调制，并分别载在经过脉冲切割器1产生的归零码光信号上；延迟干涉仪3，用于对经过相位调制器2相位调制的，分别载在归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。
其具体产生过程为：该RZ-FSK光发射机由脉冲切割器1、相位调制器2及延迟干涉仪3组成。脉冲切割器1可以对输入的频率不同的连续波长光载波信号执行关断、开通操作，从而产生归零码光脉冲信号，该光脉冲信号具有一定的周期，一般小于数据信号的比特周期，可以为比特周期的一半，从而可以实现最后输出的FSK调制信号的归零码特性，即每一比特的数据信号在一个比特周期内都会归零。将NRZ数据信号输入至相位调制器进行DPSK调制，并分别载在两个频率不同的归零码光脉冲信号上。延迟干涉仪3对相位调制信号进行解调，光脉冲经过干涉，对应不同相位差的光强度，即光脉冲功率的大小不同，从而可以解调得到ASK调制光脉冲信号，其上载有不同频率光脉冲上的数据信号信息，由于数据1和数据0分别位于两个不同频率光脉冲信号上，将这两个ASK调制光脉冲信号结合，即为输出的RZ-FSK信号。
本实施例提供的光发射机，生成的RZ-FSK信号的每个比特有一致的脉冲包络，这种脉冲式光信号比功率恒定的光信号更能抵抗各种光纤非线性效应，如交叉相位调制(XPM)，自相位调制(SPM)，四波混频(FWM)等，提高接收机的灵敏度；而且，RZ-FSK信号的工作频率仅仅受到外调制器，即相位调制器带宽的限制，可以广泛用于任何需要产生高速(40Gbits以上)RZ-FSK光信号的场合。
如图4A所示，为本发明光发射机实施例二的结构示意图。该光发射机包括：光信号发生器4，用于产生两个频率不同、强度相同的光信号；第二时钟信号发生器41，用于驱动光信号发生器4产生两个频率不同、强度相同的光信号；脉冲切割器1，用于对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；第一时钟信号发生器11，用于驱动、控制脉冲切割器1对光信号进行的脉冲切割；相位调制器2，用于对载入该相位调制器2的数据信号进行相位调制，并分别载在经过脉冲切割器1产生的归零码光信号上；数据信号发生器21，用于产生高速率数据信息，并载入相位调制器2；延迟干涉仪3，用于对经过相位调制器2相位调制的，分别载在归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。
在本实施例中该RZ-FSK光发射机的具体组成为：光信号发生器4、脉冲切割器1和相位调制器2均为马赫曾德调制器(以下简称：MZM)，延迟干涉仪3为一MZDI。
其归零码频移键控调制光信号的具体产生过程为：首先，连续波长光载波信号从一激光器5输出，进入到一个经过第二时钟发生器41产生的时钟信号驱动的MZM6，即光信号发生器4。该MZM6是基本的双臂马赫曾德干涉仪结构，光波从调制器输入端输入后分成两路，分别经过马赫曾德调制器的两臂，然后再通过耦合器合并后输出。在调制器的两臂上加电压可以引起相移，相移的大小与电压成正比，两臂上不同的相位差将导致两路光波在输出端不同的干涉结果。当相位差为零时干涉相长，输出为最大值。当两臂上的直流偏置电压为调制器的开关电压时，光波在两臂上的相位差为π，在调制器输出端干涉相消，没有信号输出，这个偏置点就称为传输零点。当调制器偏置在传输零点时，加载RF电信号，输出的光信号频谱中只有边带，没有载波，这就实现了载波抑制。当该MZM6工作在传输零点时，实现载波抑制调制，生成两个连续波长光载波信号，如图5所示；其中驱动该MZM6的双臂时钟信号为(2N+1)/4T_b，其中N＝1，2，3，…，其中T_b是一个比特周期，该时钟信号的振幅电压为MZM6的半波电压，即单臂工作时产生π相位差输出光强从最大值变为最小值所需要的开关电压Vs，要将该MZM6的总偏执电压点设置在其传输谱的最低点，即光强最小值，偏置电压为Vs处，也即是该MZM6的两个臂的偏置电压都设置在0.5倍的Vs处；当MZM6工作在上述状态时，对输入的光载波信号进行载波抑制调制，会产生两个对称的连续波长光载波振动模式，如图5所示，这两个对称的连续波长光载波的频率都等于设定的时钟信号的频率，其中心频率分别位于激光器5被抑制的中心频率的两边，左右对称，即实际形成了类似两个光源的激光信号，并且频率不同，这两个激光信号可作为产生FSK调制信号的信号源。
上述两个频率不同的连续波长的激光信号源进入脉冲切割器1，即MZM7产生归零码光脉冲信号，该MZM7工作在传输曲线的零点偏置位置，由第一时钟发生器11产生周期是第二时钟发生器41产生的时钟信号的0.5倍的时钟信号驱动，偏置电压为2倍的Vs，可以实现高频光脉冲信号，例如为40GHz，即通过MZM7的开通、关断来实现光脉冲，该光脉冲的周期小于即将要调制的数据信号的比特周期，这样就可以实现在每个数据信号的一比特周期内，信号均归零，即归零码。
然后，上述产生的信号被输入至MZM8，即相位调制器3接受DPSK调制，将数据信号发生器21产生的NRZ数据信号调制载入光脉冲信号上。例如，数据“1”对应频率f₁，在该光脉冲信号上对应数据“1”有π/2的相位调制，频率f₁的光脉冲信号上没有数据“1”的位置相位为0或π；数据“0”对应频率f₂，在该光脉冲信号上对应数据“0”有π/2的相位调制，频率f₂的光脉冲信号上没有数据“0”的位置相位为0或π。
再经过下一个MZDI9，即延迟干涉仪3的解调得到ASK调制光信号。其中，MZDI的延迟时间为一个比特周期，它将对调制在两个边带，即中心频率分别为f₁和f₂上的DPSK调制数据信号进行解调成OOK信号，即ASK幅值变化信号。由于两个边带的中心频率分别位于MZDI9的传输曲线谱的最大点和最小点上，那么它们通过MZDI9时的输出功率应该是互补的。也就是说，MZDI9的固定长度的延时干涉臂对不同波长的信号实际上并不都是波长的整数倍，因此当将一个数据信号分别调制到处在MZDI9功率传输曲线最大点和最小点的两个频率上时，如果这两个频率间的差频恰好是被调制的数据信号的频率，也就是载波的包络的半波长的奇数倍时，两个频率在同一干涉臂上就天然的差了180的相位，即波形相反；然后，当两个频率的光脉冲在经过耦合与各自分别在MZDI9另一个臂上传输的光脉冲分别进行耦合干涉时，因为其中一个频率的光脉冲相对于另一个频率的光脉冲在同一臂上差了180，彼此就产生了相对的相消和相长的干涉，即可以为：对应数据“1”时，如果f1频率的光脉冲形成相长干涉，那么对于f2频率就是相消干涉；对应数据“0”时，就是f2频率的光脉冲形成相长干涉，对于f1频率就是相消干涉。这样就导致了不同频率的NRZ的DPSK数据会分别在1和0上被OOK解调，相当于是一个信号从干涉仪器的另一个臂上输出，而MZDI对于DPSK信号的调制输出在两个干涉臂上的输出是功率互补的。这样就形成了最终的FSK调制。这两个波长下的解调信号虽然来自同源但在逻辑上反相，因此可产生在每一比特间隔都携有光脉冲的RZ-FSK信号。由此可知，RZ-FSK信号可认为是两个归零ASK调制信号的组合。
如图6A至图6C所示，为实验所测得的波形图，将数据信号通过两个设置在最大传输点和最小传输点的两个滤波器解调后，由其频谱可见一个在数据“1”上有功率，在数据“0”上没有功率；而另一个在数据“0”上有功率，在数据“1”上没有功率，这就形成了RZ-FSK调制。其中，图6A为在数据“1”上有功率的RZ-FSK码形；图6B为在数据“0”上有功率的RZ-FSK码形；图6C为结合后的RZ-FSK码形。
本实施例中只使用了一个激光器5，其产生的CW信号经过一个时钟信号驱动的MZM后形成载波抑制信号，产生了两个边带，两个边带频率的间隔是时钟信号频率的2倍，这就相当于来自两个激光器输出的频率不同的光信号；这2个边带经过第二个MZM实现脉冲切割，产生40Gb/s的时钟信号；然后通过相位调制再解调的处理，就产生RZ-FSK信号。这种信号的工作频率仅受外调制相位调制器的带宽限制，有希望实现更高速率的RZ-FSK信号。并且，这种方法不需要很高的集成度和复杂的工艺，驱动电信号非常简单，与现有技术中NICT的方法相比增加了一个MZM，但是减少了相位调制器以及外围的高频电路，实现RZ-FSK信号输出；同时结构更加简单，系统模块的成熟度更高，RZ-FSK调制器的复杂度更低，更加容易实现，因而是一种很有前景的方案。本发明实施例所涉及的技术可广泛用于光标记交换，光突发交换系统中标记信息或载荷信息的调制或突发发送，在下一代光网络中超高速光通信与光交换和接入网方面也有可以有非常广泛的应用。
如图7所示，为本发明光发射方法实施例的流程示意图。该光发射方法主要包括如下步骤：
步骤11、对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；
对频率不同的连续波长光载波信号执行关断、开通操作，从而产生归零码光脉冲信号，该光脉冲信号具有一定的周期，一般小于数据信号的比特周期，可以为比特周期的一半，从而可以实现最后输出的FSK调制信号的归零码特性，即每一比特的数据信号在一个比特周期内都会归零。
步骤12、对数据信号进行相位调制，并分别载在归零码光信号上；
NRZ数据信号被输入至相位调制器进行DPSK调制，并分别载在两个频率不同的归零码光脉冲信号上。
步骤13、对经过相位调制的，分别载在归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号；
对相位调制信号进行解调，同频率光脉冲经过干涉后，对应不同相位差的光强度，即光脉冲功率的大小不同，从而可以解调得到ASK调制光脉冲信号，其上载有不同频率光脉冲上的数据信号信息。
步骤14、将两路幅度调制光信号合成，并输出归零码频移键控调制光信号。
由于数据1和数据0分别位于两个不同频率光脉冲信号上，将这两个ASK调制光脉冲信号结合，即为输出的RZ-FSK信号。
在上述步骤11之前，还可以包括光信号的产生步骤，即步骤11′、采用载波抑制的方式获取两个频率不同、强度相同的光信号；即，使用一个激光器，其产生的连续波长光信号经过一个时钟信号驱动的MZM后形成载波抑制信号，产生了两个边带，两个边带频率的间隔是时钟信号频率的2倍，这就相当于来自两个激光器输出的频率不同的光信号。
RZ-FSK信号是正交的强度调制和矢量调制，它可以运用在混合调制方式中，以降低数据传输率，或者提高符号率；它也可以被用在正交标记中作为有效载荷或标记的调制格式。
本实施例提供的光发射方法，实现了RZ-FSK调制信号的产生，这种信号的工作频率仅受外调制相位调制器的带宽限制，有希望实现更高速率的RZ-FSK信号；采用载波抑制方法由一个激光器产生2个边带，作为FSK的基本频率，由于载波抑制方法产生的边带频差由RF信号精确控制，克服了2个激光器方案由于激光器频率漂移产生的性能下降；结构简单，易于实现，采用了成熟的方式，使得工艺上更加容易实现。
如图8所示，为本发明光传输系统实施例一的结构示意图。该光传输系统包括：光发射机300、传输网络400及光接收机500；其中，光发射机300为多种码型叠加光发射机，至少输出一种归零码频移键控调制光信号，输出连接传输网络400；光接收机500为用于接收并解调至少一种归零码频移键控调制光信号的多种码型叠加光接收机，输入连接传输网络200。
在上述光发射机300中至少包括：脉冲切割器301，用于对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；相位调制器302，用于对载入该相位调制器302的数据信号进行相位调制，并分别载在经过脉冲切割器301产生的归零码光信号上；延迟干涉仪303，用于对经过相位调制器302相位调制的，分别载在归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。
对应于光发射机300，在光接收机500中可以包括：非相干解调装置501，用于对归零码频移键控调制光信号进行解调；或者相干解调装置502，同样用于对归零码频移键控调制光信号进行解调。
如图8中所示，光发射机(发送节点)300是一个多种码型叠加的光发射机，其中码型之一为RZ-FSK，该多种码型叠加的光发射机可以采用特殊设计的并联结构调制器产生多种码型叠加信号。该光发射机300输出的归零码频移键控调制光信号经过传输网络，可以为光纤的传送，到达光接收机(接收节点)500。该光接收机500至少要包括对RZ-FSK调制光信号的解调，解调可以采用非相干解调装置501，也可以采用相干解调装置502。其中，非相干解调方法比较简单，可以用光带通滤波器滤出FSK信号2个频率中的一个，实现FSK鉴频解调；也可以采用光带阻滤波器，将FSK信号2个频率中的一个抑制掉，光带阻滤波器可以是MZ滤波器，使该MZ滤波器的传输最低点在FSK信号的1个频率上，FSK的另一个频率则要在滤波器的通带内。这种非相干解调方法是单端FSK光接收机。另一种复杂方式是采用2个光滤波器分别滤出FSK的2个频率分量，2个频率分量上接收到的信号为反相信号，即1路信号为0时，另1路信号对应的比特为1；这2路信号分别进入差分接收机进行差分放大，也可以实现FSK解调。该方法由于能同时利用FSK的2个频率，接收机灵敏度比单端FSK解调能提高大约3dB。相干解调装置502就是这样一种复杂的解调方式，是在FSK接收机端用一束连续光(本振localoscillator)与接收信号同时入射到光电探测器，产生差频信号，然后对差频电信号进行检测。如果本地连续光与接收信号同频，称为零差检测，如果本地连续光与接收信号频率相似，称为外差检测。外差检测产生的差频电信号不是基带信号，而是位于中频。差频电信号通过带通滤波器可以将FSK的一个频率滤出，也可以使用2个滤波器分别滤波出FSK的2个频率，然后通过差分放大器后得到解调后的信号。
本实施例提供的光传输系统，可以实现RZ-FSK调制光信号的传输，具体实施中可以根据需要选择FSK信号脉冲的宽度和占空比，越高速的光传输系统FSK信号脉冲的宽度越窄。采用上述光传输系统实现RZ-FSK调制光信号的传输，可以避免在比特边界信号从一个频率跳变到另一个频率时的时间抖动(timing jitter)和振幅抖动(amplitude jitter)，减少信号的码间干扰，同时可以利用RZ信号接收机灵敏度高的优点，增大信号的传输距离，提高系统性能。
如图9所示，为本发明光传输系统实施例二的结构示意图。该光传输系统包括：光发射机300′、传输网络400′及光接收机500′；其中，光发射机300′包括一个RZ-FSK光发射机310，图9中还包括有两个输出其他码型的光发射机320和光发射机330，三个光发射机采用多级串联连接，最后输出连接传输网络200′；光接收机300′包括一个用于接收并解调归零码频移键控调制光信号的归零码频移键控光接收机310，还包括两个对光发射机320和光发射机330中的调制光信号进行解调的光接收机320和光接收机330，三个光接收机分别与传输网络400′相连接。
在上述RZ-FSK光发射机310中包括：脉冲切割器311，用于对两个频率不同、强度相同的光信号进行脉冲切割，产生归零码光信号；相位调制器312，用于对载入该相位调制器312的数据信号进行相位调制，并分别载在经过脉冲切割器311产生的归零码光信号上；延迟干涉仪313，用于对经过相位调制器312相位调制的，分别载在归零码光信号上的数据信号进行解调，得到幅度调制光信号，合成并输出归零码频移键控调制光信号。
对应于RZ-FSK光发射机310，在归零码频移键控光接收机510中可以包括：非相干解调装置511，用于对归零码频移键控调制光信号进行解调；或者相干解调装置512，同样用于对归零码频移键控调制光信号进行解调。
本实施例提供的光传输系统，可以实现RZ-FSK调制光信号的传输，具体实施中可以根据需要选择FSK信号脉冲的宽度和占空比，越高速的光传输系统FSK信号脉冲的宽度越窄。采用上述光传输系统实现RZ-FSK调制光信号的传输，可以避免在比特边界信号从一个频率跳变到另一个频率时的时间抖动(timing jitter)和振幅抖动(amplitude jitter)，减少信号的码间干扰，同时可以利用RZ信号接收机灵敏度高的优点，增大信号的传输距离，提高系统性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。