四波混頻效應(yīng)在Radio-over-Fiber系統(tǒng)和全光波長變換中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)今通信網(wǎng)絡(luò)有兩個主要發(fā)展方向,一個方向是光纖無線融合。光載無線通信(radio-over-fiber,ROF)系統(tǒng)是未來寬帶無線接入的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 本文針對ROF系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)以及系統(tǒng)的偏振敏感特性進(jìn)行了研究,提出利用四波混頻(FWM)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的偏振不敏感。另一個發(fā)展方向是全光網(wǎng)絡(luò),全光波長變換技術(shù)(AOWC)是全光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,可以有效解決波長爭用問題。將正交頻分復(fù)用信號(OFDM)信號應(yīng)用在光通信中

2、在一定程度上可以抵抗色散和偏振模色散的影響,偏振復(fù)用信號可以調(diào)高系統(tǒng)的通信容量。因此,本文開展了利用四波混頻的全光波長變換實(shí)現(xiàn)方式,對OFDM信號及偏振復(fù)用信號的全光波長變換進(jìn)行研究。
　　 本論文對四波混頻效應(yīng)在ROF系統(tǒng)與全光波長變換中的應(yīng)用開展了理論與實(shí)驗(yàn)性的研究,對未來光通信網(wǎng)的發(fā)展具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。本論文獲得主要成果如下:
　　 第一、提出了一種利用多個級聯(lián)強(qiáng)度調(diào)制器產(chǎn)生高倍頻毫米波的方案,理論發(fā)現(xiàn)

3、了這種系統(tǒng)產(chǎn)生毫米波的規(guī)律,依據(jù)此規(guī)律實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了采用兩個調(diào)制器級聯(lián)產(chǎn)生四倍頻毫米波的ROF系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)有n個級聯(lián)外部調(diào)制器時(shí),通過調(diào)節(jié)每個外部調(diào)制器之間相位關(guān)系以及射頻信號驅(qū)動頻率ωe,我們可以在最后一個外部調(diào)制器輸出端得到頻率為2nωe毫米波。我們驗(yàn)證了在消光比無窮大和消光比有限兩種情況下的系統(tǒng)。利用這個規(guī)律,我們實(shí)驗(yàn)上利用三個級聯(lián)的外部調(diào)制器得到高達(dá)八倍頻的光毫米波。我們還實(shí)驗(yàn)搭建了利用一個集成外部調(diào)制器實(shí)現(xiàn)ROF-WDM-PO

4、N系統(tǒng)的三重服務(wù)平臺。
　　 第二,提出并實(shí)現(xiàn)了利用SOA中的四波混頻效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)偏振不敏感的高倍頻光載毫米波的ROF系統(tǒng)。
　　 我們提出在ROF系統(tǒng)中,分別采用奇數(shù)邊帶抑制方法和載波抑制方法產(chǎn)生的兩個邊帶,作為四波混頻效應(yīng)的雙泵浦光,由于這兩個泵浦光都來自同一個光源,其偏振方向相同,相位鎖定,所以兩個泵浦光是平行的。由于基于FWM平行泵浦的全光波長變換系統(tǒng)是偏振不敏感的,因此將此原理應(yīng)用在ROF系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)偏振不敏感

5、的ROF系統(tǒng),這樣可以降低傳統(tǒng)ROF系統(tǒng)中需要使用過多偏振控制器來控制毫米波傳輸方向的系統(tǒng)復(fù)雜度。兩種方案的接收端功率代價(jià)很小,因此,將基于FWM的全光波長變換技術(shù)應(yīng)用在ROF系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)偏振不敏感的ROF系統(tǒng)是一種有效可行的方法。
　　 第三,理論與實(shí)驗(yàn)研究了基于四波混頻效應(yīng)的OFDM信號的全光波長變換系統(tǒng)。
　　 理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于四波混頻效應(yīng)的單泵浦,平行泵浦,垂直泵浦三種結(jié)構(gòu)的OFDM信號的全光波長變換系統(tǒng),得

6、到了基于單泵浦結(jié)構(gòu)的OFDM信號全光波長變換系統(tǒng)是偏振敏感的,而且若要得到轉(zhuǎn)換光上攜帶的OFDM信號,需要取靠近原始信號光頻率的轉(zhuǎn)換光,且得到的OFDM信號的頻譜反相。基于雙泵浦結(jié)構(gòu)的OFDM信號全光波長變換系統(tǒng)是偏振不敏感的。并分析了系統(tǒng)中若干因素對系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的影響。
　　 第四,理論與實(shí)驗(yàn)研究了基于四波混頻效應(yīng)的偏振復(fù)用信號的全光波長變換,推導(dǎo)了轉(zhuǎn)換后可以無串?dāng)_接收偏振復(fù)用信號的條件。
　　 理論與實(shí)驗(yàn)研究了在高非