先進調(diào)制格式的產(chǎn)生及其全光信號處理.pdf

1、先進調(diào)制格式因其在頻譜利用率和抗色散或抗非線性上的優(yōu)異性，成為了未來光通信系統(tǒng)中最有潛力的技術(shù)之一，而全光信號處理是未來高速大容量全光交換網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，全光信號處理技術(shù)還主要針對的是傳統(tǒng)的開關(guān)鍵控 (OOK) 調(diào)制格式。本論文圍繞新型先進調(diào)制格式的產(chǎn)生及其相關(guān)的全光信號處理展開研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)提出了一種改進的40G/bs載波抑制頻率調(diào)制(FSK)信號產(chǎn)生方案，并且通過數(shù)值仿真驗證了方案的可行性?？?/p>

2、查了新產(chǎn)生FSK信號的傳輸性能。詳細討論了平衡探測、鑒頻濾波器中心頻率與信號中心頻率失諧以及濾波器帶寬變化對FSK信號質(zhì)量的影響。而且，為改善生成FSK信號的質(zhì)量，對產(chǎn)生方案進行了優(yōu)化?；谘訒r干涉儀(DI)和光延時線，提出了一個利用歸零差分相位調(diào)制(RZ-DPSK)信號差分解調(diào)產(chǎn)生相位輔助40-Gbs 曼徹斯特(Manchester)信號的方案，并實驗驗證了該方案的可行性。由于光譜更窄，新生成的相位輔助Manchester信號比傳統(tǒng)單

3、純強度調(diào)制的Manchester(ASK-Manchester)信號具有更好的抗色散能力。
　　 (2)基于載波抑制FSK信號，提出了一種適用與光標記交換網(wǎng)絡(luò)的新型頻率調(diào)制信號/強度調(diào)制(FSK/IM)正交調(diào)制格式并利用仿真進行了驗證。其中，載荷用40Gb/s FSK信號調(diào)制，標記用2.5Gb/sIM信號調(diào)制。不僅詳細討論了標記調(diào)制深度以及信號傳輸距離對FSK/IM信號接收性能的影響。而且，還給出了優(yōu)化標記調(diào)制深度取值范圍的方

4、法。仿真驗證了利用半導(dǎo)體光放大器(SOA)的增益飽和效應(yīng)實現(xiàn)FSK/IM信號標記更新的過程，考查了標記擦除前FSK/IM信號的傳輸距離、標記調(diào)制深度以及更新時SOA的工作點參數(shù)變化時對標記擦除后信號質(zhì)量的影響。
　　 (3)對基于SOA中四波混頻(FWM)效應(yīng)的FSK/IM正交調(diào)制信號的波長轉(zhuǎn)換進行了仿真研究?？疾榱诵盘柵c泵浦的頻率失諧以及IM調(diào)制深度對轉(zhuǎn)換后載荷與標記信號質(zhì)量的影響。詳細分析了泵浦光和信號光之間的功率比變化時

5、對波長轉(zhuǎn)換結(jié)果的影響，區(qū)分了FWM波長變換對于FSK/IM正交調(diào)制格式的透明轉(zhuǎn)換區(qū)和不透明轉(zhuǎn)換區(qū)。提出了一種基于全光波長轉(zhuǎn)換器的新型多功能分組轉(zhuǎn)發(fā)單元，并對其進行了仿真分析。該單元可以簡便地提供對不同類型的數(shù)據(jù)分別進行透明的波長轉(zhuǎn)換和帶標記更新波長轉(zhuǎn)換的功能。
　　 (4)提出了一種將40Gb/s FSK信號作為下行信號，2.5G/bs IM信號作為上行信號的高速波分復(fù)用式-光無源接入網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)方案，并對系統(tǒng)性能進

6、行了仿真分析。討論了通帶寬度、頻率調(diào)制到強度調(diào)制轉(zhuǎn)換(FSK-to-IM)以及單纖雙向系統(tǒng)中寄生反射等問題對信號質(zhì)量的影響。在此基礎(chǔ)上仿真分析了攜帶2.5Gb/s IM下行廣播信號的WDM-PON。方案中，在下行廣播信號被反射式SOA(RSOA)擦除的同時上行信號也被調(diào)制到下行載波上。此外，該方案與無線接入系統(tǒng)融合的一種混合應(yīng)用方案也被提出并驗證。
　　 (5)基于增益透明SOA(GT-SOA)的交叉相位調(diào)制(XPM)效應(yīng)，提

7、出了一種全光實現(xiàn)10Gb/s 反轉(zhuǎn)RZ信號/差分相位調(diào)制信號 (IRZ/DPSK) 正交調(diào)制的方案，并對信號的傳輸性能進行了仿真。討論了DPSK信號的中心波長，SOA注入功率的變化以及保持光的作用對正交調(diào)制后IRZ/DPSK信號質(zhì)量的影響。此外，以DPSK作為廣播信號，同時產(chǎn)生多路IRZ/DPSK信號的WDM-PON方案也被提出并仿真。并依此提出了一種有助于實現(xiàn)接入網(wǎng)中信號透明復(fù)用的全光非本地信號接入方案。
　　 (6)理論分

8、析了利用SOA的交叉增益壓縮(XGC)效應(yīng)實現(xiàn)信號再生的機理，推導(dǎo)了考慮和不考慮增益壓縮時SOA的傳遞函數(shù)，以及SOA輸出噪聲同相和正交分量的方差。討論了SOA注入功率、物理參數(shù)和輸入噪聲帶寬等對SOA噪聲壓縮效應(yīng)的影響。并將利用SOA的XGC效應(yīng)對40Gb/s PolSK信號2R再生的仿真結(jié)果與理論推導(dǎo)的結(jié)果進行了對比驗證。
　　 (7)利用SOA的XGC效應(yīng)，實驗研究了10Gb/s PolSK信號，40Gb/s NRZ-D