9/10/2004，隨著傳輸距離的增長(zhǎng)和速率的提高，OSNR容限、色散、光纖非線(xiàn)性效應(yīng)等在近距離和低速率傳送中一些可以忽略的因素逐漸凸顯出來(lái)，需要尋求更好更有效的傳輸方式，以滿(mǎn)足下一代光網(wǎng)絡(luò)的要求。一些廠家為此針對(duì)光纖傳送中的碼型調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，推出了一些新的解決方案。Avanex 公司和德國(guó)SHF通信技術(shù)公司最近宣布合作發(fā)展40G 雙二進(jìn)制（duobinary）調(diào)制器驅(qū)動(dòng)組件。該產(chǎn)品包括了SHF公司優(yōu)化的825F 驅(qū)動(dòng)放大器和Avanex PowerBit 40G光強(qiáng)度調(diào)制器，其傳輸距離至少是傳統(tǒng)NRZ強(qiáng)度調(diào)制器產(chǎn)品的5倍，而無(wú)需色散補(bǔ)償。除了性能的改善，由于無(wú)需匹配電路的調(diào)試，該組件還將簡(jiǎn)化40G 板卡的制造。下面就討論該產(chǎn)品采用的雙二進(jìn)制調(diào)制技術(shù)的基本原理。
1雙二進(jìn)制調(diào)制器原理
光通信系統(tǒng)廣泛采用NRZ（非歸零）調(diào)制技術(shù)，NRZ適合在使用負(fù)色散光纖進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膯文９饫w長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)，而對(duì)于沒(méi)有色散補(bǔ)償?shù)膯文す饫w不是最好的選擇。相比之下，雙二進(jìn)制調(diào)制是一個(gè)比較好的選擇，她具有很好的抗色散性能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
雙二進(jìn)制調(diào)制采用的方案是使用低于R/2 Hz的帶寬傳送R bit/s速率的信號(hào)。由奈奎斯特抽樣準(zhǔn)則可知，為了無(wú)碼間干擾（ISI）地傳送R bit/s的信號(hào)，傳輸脈沖所需的最小的帶寬是R/2 Hz。這意味著雙二進(jìn)制調(diào)制存在碼間干擾，實(shí)際上這個(gè)干擾是在可控制之下引入的，在接收端可以去掉這個(gè)干擾，恢復(fù)原始信號(hào)。
雙二進(jìn)制編碼允許一定的ISI，因此其頻域的頻譜變窄，信道的畸變效應(yīng)減小。這也是為什么雙二進(jìn)制調(diào)制具有抗色散能力的原因。
雙二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生方法之一是采用有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器和低通濾波器對(duì)數(shù)據(jù)比特進(jìn)行低通濾波。這兩個(gè)濾波器也可以合成一個(gè)低通濾波器。FIR的輸入是兩個(gè)數(shù)（1和-1），可能的輸出結(jié)果有-1、0和1。因此雙二進(jìn)制信號(hào)也是一個(gè)三電平信號(hào)。這里FIR濾波器輸出特性之一是輸出信號(hào)是相關(guān)的，不是所有可能的三個(gè)電平構(gòu)成的結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生。FIR輸出結(jié)果不可能是{1 –1}或{-1 1}，1和-1之間總要有一個(gè)0，但也不會(huì)出現(xiàn){1 0 1}和{-1 0 –1}這種情況，只能輸出{1 0 –1}或{-1 0 1}，即在一個(gè)0兩邊的電平是相反的。這也是雙二進(jìn)制調(diào)制技術(shù)抗色散的原因之一。編碼舉例如下：
數(shù)字序列： 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1
雙二進(jìn)制碼： 0 1 1 0-1 0 1 0 0 0 0 1 0-10 1 1 1 0-1
2雙二進(jìn)制編碼抗色散性能分析
雙二進(jìn)制編碼和電場(chǎng)之間的影射可以進(jìn)一步減少光纖色散的影響。由于光纖色散，光脈沖在光纖中傳輸將會(huì)展寬。在NRZ編碼中，數(shù)字序列{1 0 1}對(duì)應(yīng)光域{ +E 0 +E}，在雙二進(jìn)制編碼中，數(shù)字序列{1 0 1}不可能發(fā)生，只能是{1 0 –1}，影射到光域是{+E 0 –E}。對(duì)于NRZ編碼，因?yàn)橐粋�(gè)0的兩邊都是1，這樣受色散的影響，NRZ脈沖展寬，使0對(duì)應(yīng)的低電平也變成高電平，中間的0難以恢復(fù)，產(chǎn)生ISI。而對(duì)于雙二進(jìn)制編碼，即使由于色散的影響，中見(jiàn)的檢測(cè)到，但只要檢測(cè)到一個(gè)1后面跟著一個(gè)-1，知道這不是不可能發(fā)生的，所以中間就自動(dòng)加入一個(gè)0。所以受色散影響的雙二進(jìn)制脈沖，可以無(wú)ISI恢復(fù)數(shù)字序列。這就是為什么雙二進(jìn)制編碼受色散的影響比NRZ編碼要小。
3光通信系統(tǒng)中的雙二進(jìn)制調(diào)制
雙二進(jìn)制調(diào)制最后一步是用雙二進(jìn)制信號(hào)的三個(gè)電平去調(diào)制光信號(hào)，得到三種光信號(hào)，這可以通過(guò)MZ調(diào)制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。MZ調(diào)制器輸入和輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系為：{1 0 –1}分別對(duì)應(yīng){+E 0 –E}。但+E和-E電平對(duì)應(yīng)相同的光功率E2，在接收端都被檢測(cè)為1。
整個(gè)雙二進(jìn)制調(diào)制過(guò)程：1、數(shù)字序列先經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器，這個(gè)反相器也可以加在接收端，因?yàn)榛謴?fù)出來(lái)的信號(hào)是反相的，所以要經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器。2、對(duì)反相器輸出數(shù)字序列，進(jìn)行差分編碼，然后影射的相應(yīng)的電平（1對(duì)應(yīng)+E；0對(duì)應(yīng)0；-1對(duì)應(yīng)-E）。3、通過(guò)一個(gè)雙二進(jìn)制編碼的低通濾波器，就得到雙二進(jìn)制碼。4、雙二進(jìn)制碼通過(guò)一個(gè)2Vπ電平驅(qū)動(dòng)，把數(shù)字序列影射到響應(yīng)的電平。5、經(jīng)過(guò)MZ調(diào)制器，把雙二進(jìn)制碼調(diào)制的光信號(hào)送入傳送光纖中。6、在接收端恢復(fù)原始數(shù)字序列。
   雙二進(jìn)制調(diào)制和NRZ調(diào)制相比，在抗色散方面有很好的優(yōu)越性，是一種比較好的提高傳輸速率和傳輸距離的方案。Avanex 和SHF合作發(fā)展40G 雙二進(jìn)制（duobinary）調(diào)制器驅(qū)動(dòng)組件就是雙二進(jìn)制調(diào)制的一個(gè)成功應(yīng)用的例子。(桂林電子工業(yè)學(xué)院 于勝云)