超高速系统其他调制方式介绍

正交调幅（QAM）可以看成以载波的幅度和相位两个参量同时载荷一个比特或一个多元符号的信息，是一种幅度调制与相位调制联合调制的技术。产生一个光QAM信号有几种方法，一种是在电域中使用数模转换器（DAC）产生多电平信号，如图3-9所示。在被两个多电平电信号驱动的单I/Q调制器中，光载波信号的同向和正交相位成分分别被调制。这种结构对各种QAM格式简单而灵活，但是符号率被DAC的工作速度和精度所限制。8-QAM和32-QAM的调制方式也常被使用。

图3-9 用数模转换器（DAC）实现16QAM信号

另外一种方法是基于光合成技术。在这种技术中，使用几种并联结构的I/Q调制器，每个调制器被二进制电信号驱动，这种方式的16-QAM信号调制器如图3-10所示，这里两个QPSK信号耦合进入I/Q调制器，而两个信号的幅度是2∶1。这种技术适合高速工作，使用n个并行I/Q调制器，可产生2²ⁿ-QAM信号（n为整数）。随着调制器数量的增加，这种调制器的复杂性也会增加。

图3-10 用两个并行I/Q调制器实现16-QAM信号

级联多个光调制器也可以实现多电平QAM调制。在这种情况下，每个调制器被二进制电信号驱动。在这种光合成技术中，每个调制器只要求两个电平驱动信号，从而避免了高速工作时对DAC精度的限制。因为是串联结构，没有并行比特流间的同步问题。使用一个模数转换器（ADC）和一个数字信号处理器（DSP）解调出发送端输入的电信号。因为使用了DSP，这种接收机可以补偿色度色散和偏振模色散引起的损伤。使用偏振复用技术，可以产生偏振分割复用QAM信号，从而使比特率加倍，或者减少符号率，增加光谱利用率。(www.xing528.com)

在前边介绍的QPSK、8QAM、16QAM等调制系统中，输入带通信号通常被分开送入两个信道。如果采用偏振复用QPSK调制（PM-QPSK），两个偏振光信号同时携带编码的数据光信号，即x偏振携带I_x信号和Q_x信号，y偏振携带I_y信号和Q_y信号，即有I_x、Q_x、I_y、和Q_y4个维度（4D）的光信号。两个偏振光分别携带8QAM的3bit编码，则有6个可能的状态，表3-3给出其他调制方式每符号携带的比特数即传输容量（bit/s/Hz），如图3-11所示。

表3-3 偏振复用后不同调制方式每符号携带的比特数

图3-11表示香浓限制和不同调制方式的星座容量极限与SNR的关系。由图中可见，QAM调制比QPSK调制和BPSK调制更容易接近香浓限制。所以下一代海底光缆通信系统采用QAM调制。

图3-11 不同调制方式的极限容量与SNR的关系