DPSK和DQPSK光纖通信系統(tǒng)的研究和比較.pdf

1、在近幾年里，光纖通信系統(tǒng)中逐漸開始采用差分相移鍵控(DPSK)的調(diào)制方式，與傳統(tǒng)的OOK調(diào)制方式相比，DPSK調(diào)制能夠提高接收機(jī)3dB的光信噪比，而差分四相相移鍵控(DQPSK)由于在非線性上更好的容忍度也逐漸開始得到人們的關(guān)注和重視。本論文的第三章對40Gb/s的DPSK和DQPSK調(diào)制的光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和研究，并對造成接收機(jī)靈敏度損害的各種影響因素進(jìn)行了全面的分析和比較。 通過仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，激光器和馬赫-曾德爾干涉儀之

2、間的頻率偏差對接收機(jī)造成的損害是最嚴(yán)重的，這樣的頻率偏差可能是由于激光器光源的波長偏移或者干涉儀長久使用后造成的。由于DPSK和DQPSK調(diào)制格式的接收機(jī)是依靠兩個(gè)信號的相互干涉來解調(diào)，因此對于這種相位錯(cuò)誤的容忍度比較差。通過比較，我們發(fā)現(xiàn)頻率偏差對DQPSK光纖通信系統(tǒng)造成的影響比DPSK的光纖通信系統(tǒng)更加嚴(yán)重。隨著差分相位調(diào)制中每個(gè)符號攜帶的信息增多，以及數(shù)據(jù)速率的增加，相同的頻率偏差造成的損害會不斷增大，過高的頻率偏差會導(dǎo)致系統(tǒng)不

3、能正常工作。為了保證差分相位調(diào)制在光纖通信系統(tǒng)中的優(yōu)勢，在40Gb/s的DPSK光纖通信系統(tǒng)中，必須把激光器和馬赫-曾德爾干涉儀之間的頻率偏差控制在10％的偏移以內(nèi)，而對于40Gb/s的DQPSK光纖通信系統(tǒng)，必須把頻率偏差控制在5％的偏移以內(nèi)。 在第四章中，本論文通過仿真對DPSK-ASK和DQPSK-ASK這兩種幅度相位聯(lián)合調(diào)制的光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行了研究。聯(lián)合調(diào)制的應(yīng)用是基于在接收機(jī)的檢測中，幅度調(diào)制和相位調(diào)制的檢測是相互獨(dú)立

4、的，更為重要的一點(diǎn)是聯(lián)合調(diào)制的光纖通信系統(tǒng)是基于差分相位調(diào)制的光纖通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在使用40Gb/s的光器件和電器件的同時(shí)，數(shù)據(jù)速率可以有大幅提高，因此我們對這兩種新型的調(diào)制格式在光纖通信系統(tǒng)中應(yīng)用的研究是非常有必要的。 在80Gb/s的DPSK-ASK和120Gb/s的DQPSK-ASK光纖通信系統(tǒng)中，我們使用第三章的分析方法對造成接收機(jī)靈敏度損害的各種影響因素進(jìn)行了一次全面的分析。由于幅度相位聯(lián)合調(diào)制的光纖通信的誤碼率是兩種

5、調(diào)制接收機(jī)誤碼率的平均值，因此我們首先通過仿真找到了使系統(tǒng)能達(dá)到最佳性能的幅度調(diào)制的消光比，使得兩種調(diào)制方式的接收機(jī)的靈敏度在誤碼率相同的情況下盡量近似。 通過仿真結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)頻率偏差依然是對聯(lián)合調(diào)制系統(tǒng)的接收機(jī)靈敏度影響最嚴(yán)重的因素，但是由于幅度調(diào)制不受到頻率偏差的影響，對于整個(gè)系統(tǒng)來說，頻率偏差造成的損害增大的不是特別明顯，在80Gb/s的DPSK-ASK光纖通信系統(tǒng)中，頻率偏差依然是控制在10％以內(nèi)。而在120Gb/s的D

6、QPSK-ASK調(diào)制的光纖通信系統(tǒng)中，頻率偏差的損害由于數(shù)據(jù)速率的顯著提高而進(jìn)一步增大，為了保證系統(tǒng)的性能，頻率偏差需要控制在2.5％的偏移內(nèi)。 在120Gb/s的DQPSK-ASK光纖通信系統(tǒng)中，本文還首次對影響因素聯(lián)合作用時(shí)造成的損害進(jìn)行了仿真和分析。通過仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多種影響因素同時(shí)作用時(shí)造成的損害并不是各自單獨(dú)作用時(shí)的損害的線性疊加，有可能在相互作用下變得更加嚴(yán)重，甚至還有可能起到抑制的作用，這樣的結(jié)論在40Gb/s的D