高速光纖傳輸系統(tǒng)及新型光路交換網(wǎng)的研究.pdf

1、全光網(wǎng)是未來光通信發(fā)展的主要方向，是目前光通信研究的熱點(diǎn)之一。本論文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，圍繞全光網(wǎng)的傳輸和交換兩方面展開，主要研究?jī)?nèi)容包括高速光纖傳輸系統(tǒng)中的信道內(nèi)非線性效應(yīng)、高級(jí)相位調(diào)制技術(shù)、基于啁啾光纖光柵(CFBG)色散補(bǔ)償?shù)母咚傧到y(tǒng)傳輸和基于光路交換的全光交換網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。在深入研究的過程中，取得了以下主要研究成果： 1.首次分析了基于啁啾光纖光柵(CFBG)色散補(bǔ)償?shù)母咚俟饫w傳輸系統(tǒng)中的信道內(nèi)非線性效應(yīng)。利用微

2、擾法推導(dǎo)出了同時(shí)考慮群時(shí)延紋波(GDR)和信道內(nèi)四波混頻(IFWM)時(shí)信號(hào)幅度的計(jì)算公式；同時(shí)，利用變分法推導(dǎo)出了基于CFBG補(bǔ)償色散的傳輸系統(tǒng)中由信道內(nèi)交叉相位調(diào)制(IXPM)引起的相鄰脈沖時(shí)間抖動(dòng)的理論模型。并基于這兩個(gè)模型詳細(xì)的分析了GDR對(duì)信道內(nèi)非線性效應(yīng)的影響，所得到的結(jié)論對(duì)深入研究和設(shè)計(jì)基于CFBG補(bǔ)償?shù)母咚俟饫w傳輸系統(tǒng)具有重要的意義： 2.比較了歸零碼(RZ)、載波抑制歸零碼、歸零-交替反轉(zhuǎn)碼以及載波抑制歸零-交替

3、反轉(zhuǎn)碼對(duì)由IFWM所引起的“影子”脈沖(ghost pulse)的抑制能力。所得結(jié)論為高速光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了參考； 3.分析了歸零-差分相位調(diào)制傳輸系統(tǒng)中的相位噪聲。詳細(xì)比較了幾種相位噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響；推導(dǎo)出了色散預(yù)補(bǔ)償和色散后補(bǔ)償這兩種補(bǔ)償方式下非線性相位噪聲的計(jì)算公式，并對(duì)這兩種色散補(bǔ)償方式下的相位噪聲、功率容限以及最優(yōu)信號(hào)峰值功率進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論，所得結(jié)論對(duì)相位調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有實(shí)際指導(dǎo)意義； 4.實(shí)驗(yàn)比

4、較了40Gbit/s非歸零碼(NRZ)在分別采用CFBG和色散補(bǔ)償光纖補(bǔ)償色散的傳輸系統(tǒng)中的性能；在全組成員的共同努力下，首次實(shí)現(xiàn)了基于CFBG色散補(bǔ)償?shù)?0Gbit/sNRZ信號(hào)無誤碼傳輸500km； 5.分析了單驅(qū)動(dòng)z-切調(diào)制器無法產(chǎn)生占空比為33％和67％RZ光時(shí)鐘脈沖的原因，在此基礎(chǔ)上提出了一種解決方案，利用該方案得到了占空比分別為25％和56％的40Gbit/s無啁啾RZ光時(shí)鐘脈沖： 6.提出了一種新穎的調(diào)節(jié)R