一種高速rz/nrz轉(zhuǎn)換裝置和nrz/rz轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置和NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置，屬于光纖通信技術領域。
【背景技術】
[0002]光時分復用(OTDM)與波分復用(WDM)是光纖通信系統(tǒng)中兩種最主要的信號復用方式，前者的主要特點為普遍采用歸零碼格式，因為其具有小的占空比、較高的偏振模色散容限、良好的抗線路非線性損傷能力、單波可實現(xiàn)超高速傳輸，主要應用于骨干網(wǎng)中，非常適用于高速率長距離傳輸；后者以其具有密集的波長通道間距、較高的光譜效率、較強的時間抖動和色散容忍度、及對電子器件的友好性等優(yōu)點，主要用于城域網(wǎng)和接入網(wǎng)中，主要采用非歸零碼格式。為了滿足不斷出現(xiàn)的各種多媒體業(yè)務，如電子商務、網(wǎng)絡視頻、遠程醫(yī)療和視頻會議等對網(wǎng)絡帶寬的迫切需求，未來的光網(wǎng)絡必然采用OTDM與WDM相結合的系統(tǒng)結構，以便充分利用這兩種技術的優(yōu)點組建智能化的超高速大容量光子網(wǎng)絡。在這樣的OTDM和WDM混合系統(tǒng)中，網(wǎng)絡的不同部分將具有不同的信號調(diào)制格式，因此，歸零碼和非歸零碼之間的碼型互相轉(zhuǎn)換，是將光網(wǎng)絡中的不同部分(廣域網(wǎng)/城域網(wǎng)/接入網(wǎng))相結合的關鍵接口技術。
[0003]目前存在著多種全光碼型轉(zhuǎn)換方法，如基于半導體光放大器(SOA)的碼型轉(zhuǎn)換方案、基于非線性光纖環(huán)路鏡的碼型轉(zhuǎn)換方案和利用光纖延時干涉儀的碼型轉(zhuǎn)換方案等。但基于半導體光放大器的碼型轉(zhuǎn)換方案，轉(zhuǎn)換后的RZ碼信號質(zhì)量較差，存在幅值噪聲較高、峰-峰值抖動較大的問題；在NRZ碼轉(zhuǎn)RZ碼的轉(zhuǎn)換中，由于載流子恢復時間較長，會出現(xiàn)碼型效應?；诜蔷€性光纖環(huán)路鏡的碼型轉(zhuǎn)換方案和利用光纖延時干涉儀的碼型轉(zhuǎn)換方案，都對偏振態(tài)敏感，需要各種保偏結構來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。此外，在光纖延時干涉儀的方案中，需要對系統(tǒng)進行溫度控制，無疑增加了系統(tǒng)的復雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置和NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置，用以解決轉(zhuǎn)換后的信號質(zhì)量差、存在幅值噪聲高、峰-峰值抖動大的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置，包括移相器、邊沿D觸發(fā)器和差分放大器，RZ信號連接到邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖通過移相器連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器的輸出端連接差分放大器的輸入端，差分放大器的輸出端輸出NRZ信號。
[0006]移相器的控制輸入端連接一個可調(diào)電阻，可調(diào)電阻的另一端連接一個電壓源。
[0007]本發(fā)明還提供一種高速NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置，包括一個邊沿D觸發(fā)器和一個與門，NRZ信號連接到邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器的輸出端和時鐘脈沖連接到與門的輸入端，與門的輸出端輸出RZ信號。
[0008]本發(fā)明中的RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置中，使用邊沿D觸發(fā)器，當輸入時鐘上升沿到來時，邊沿D觸發(fā)器對輸入數(shù)據(jù)進行鎖存，其它時刻輸出數(shù)據(jù)不發(fā)生變化，并且通過控制輸入時鐘信號的占空比，可以實現(xiàn)不同占空比RZ信號到NRZ信號的轉(zhuǎn)換。
[0009]另外，利用移相器調(diào)整時鐘上升沿與RZ信號的相位關系，使邊沿D觸發(fā)器穩(wěn)定工作。
[0010]而且，通過后端的差分放大器可提升整個電路的驅(qū)動能力和NRZ信號的抗干擾能力。
[0011]本發(fā)明中的NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置中，利用邊沿D觸發(fā)器的輸入時鐘信號，首先對輸入NRZ數(shù)據(jù)進行一級觸發(fā)，然后利用邏輯“與”門器件，對輸出的NRZ信號和時鐘信號進行邏輯與運算，通過改變邏輯與運算中輸入時鐘信號的占空比，可以實現(xiàn)得到不同占空比的RZ信號。
[0012]本發(fā)明的兩個轉(zhuǎn)換裝置具有體積小、功耗低、實現(xiàn)簡單、成本低、輸出信號質(zhì)量高等優(yōu)點，并且對前端光信號的功耗要求低，對光信號偏振態(tài)不敏感，可以實現(xiàn)RZ碼和NRZ碼之間的相互轉(zhuǎn)換功能，應用前景廣闊。
【附圖說明】
[0013]圖1是高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置的結構示意圖；
[0014]圖2是高速NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0016]—種高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置，包括移相器、邊沿D觸發(fā)器和差分放大器，RZ信號連接到邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖通過移相器連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器的輸出端連接差分放大器的輸入端，差分放大器的輸出端輸出NRZ信號。
[0017]一種高速NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置，包括邊沿D觸發(fā)器和與門，NRZ信號連接到邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器的輸出端和時鐘脈沖連接到所述與門的輸入端，與門輸出RZ信號。
[0018]基于以上技術方案，結合附圖，給出以下一個【具體實施方式】。
[0019]如圖1所示，為RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置的結構示意圖，該RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置包括移相器3、邊沿D觸發(fā)器7和差分放大器9，時鐘脈沖通過移相器3連接到邊沿D觸發(fā)器7的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器7的輸出端連接差分放大器9的輸入端。移相器3的控制輸入端和電壓源5之間連接可調(diào)電阻器4。
[0020]邊沿D觸發(fā)器7的數(shù)據(jù)端D輸入RZ信號I，輸入時鐘信號2首先經(jīng)過移相器3對其相位進行微調(diào)，通過改變電壓源5與移相器3之間的滑動變阻器4的阻值，可以實現(xiàn)對輸入時鐘信號2的相位從0°到360°之間的調(diào)整，然后將相移時鐘信號6輸入到D觸發(fā)器7的時鐘輸入端CLK，當相移時鐘信號6的時鐘上升沿到來時輸出NRZ信號8，NRZ信號8通過差分放大器9差分輸出NRZ信號10。這樣，當相移時鐘信號6的上升沿與RZ信號的有效電平對齊時，能夠輸出穩(wěn)定的NRZ信號，實現(xiàn)RZ到NRZ的碼型轉(zhuǎn)換。
[0021]通過控制輸入時鐘信號2的占空比，可以實現(xiàn)不同占空比的NRZ信號的轉(zhuǎn)換，利用移相器3調(diào)整時鐘上升沿與RZ信號的相位關系，使邊沿D觸發(fā)器7穩(wěn)定工作。此外，通過后端的差分放大器9提升整個電路的驅(qū)動能力和輸出的NRZ信號的抗干擾能力。
[0022]如圖2所示為NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置的結構示意圖。該NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置包括邊沿D觸發(fā)器16和與門14，時鐘脈沖連接到邊沿D觸發(fā)器16的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器16的輸出端和上述時鐘脈沖同時連接到與門14的輸入端。
[0023]邊沿D觸發(fā)器16的數(shù)據(jù)端D輸入NRZ電信號11，時鐘端輸入觸發(fā)時鐘信號12，通過該時鐘信號上升沿對數(shù)據(jù)進行觸發(fā)，得到第I級鎖存輸出數(shù)據(jù)信號13，輸出信號13與觸發(fā)時鐘信號12通過邏輯“與”門器件14進行與運算后，輸出RZ信號15，實現(xiàn)NRZ到RZ的碼型轉(zhuǎn)換。
[0024]以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換裝置包括移相器、邊沿D觸發(fā)器和差分放大器，RZ信號連接到所述邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖通過所述移相器連接到所述邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，所述邊沿D觸發(fā)器的輸出端連接所述差分放大器的輸入端，差分放大器的輸出端輸出NRZ信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述移相器的控制輸入端連接一個可調(diào)電阻，所述可調(diào)電阻的另一端連接一個電壓源。
3.一種高速NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換裝置包括一個邊沿D觸發(fā)器和一個與門，NRZ信號連接到所述邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，所述邊沿D觸發(fā)器的輸出端和所述時鐘脈沖連接到所述與門的輸入端，所述與門的輸出端輸出RZ信號。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置和NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置。RZ/NRZ轉(zhuǎn)換裝置包括移相器、邊沿D觸發(fā)器和差分放大器，RZ信號連接到邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖通過移相器連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器的輸出端連接差分放大器的輸入端，差分放大器的輸出端輸出NRZ信號。NRZ/RZ轉(zhuǎn)換裝置包括邊沿D觸發(fā)器和與門，NRZ信號連接到邊沿D觸發(fā)器的輸入端，時鐘脈沖連接到邊沿D觸發(fā)器的時鐘信號輸入端，邊沿D觸發(fā)器的輸出端和上述時鐘脈沖連接到與門的輸入端，與門輸出RZ信號。兩個轉(zhuǎn)換裝置具有體積小、功耗低、實現(xiàn)簡單、成本低、輸出信號質(zhì)量高等優(yōu)點，并且對前端光信號的功耗要求低，對光信號偏振態(tài)不敏感，應用前景廣闊。
【IPC分類】H03K3-017
【公開號】CN104682922
【申請?zhí)枴緾N201410723064
【發(fā)明人】劉安良, 王文革, 劉暢, 趙楠, 吳晨光, 戚曉勇, 殷洪璽
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司信息通信公司, 大連理工大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月2日