高速光通信全光關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)流量增速迅猛、用戶需求呈現(xiàn)急劇擴(kuò)大化與多媒體化等態(tài)勢均對光通信容量、光層功能提出了更高的要求，促使研究者不斷尋求技術(shù)突破。本文圍繞高速光通信中的全光關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合國家973項(xiàng)目“面向光路交換網(wǎng)絡(luò)的光纖器件理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”、國家863計(jì)劃項(xiàng)目“160 Gb/s一泵多纖光傳輸技術(shù)的研究”、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“全光波長交換關(guān)鍵技術(shù)研究”等，針對光時(shí)分復(fù)用(OTDM)及解復(fù)用技術(shù)和傳輸鏈路管理、全光時(shí)鐘提取技術(shù)、光延時(shí)技術(shù)、全光

2、交換等方面進(jìn)行了深入的理論、仿真及實(shí)驗(yàn)研究，取得的主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下:
　　1、采用自制的色散漸減光纖和色散位移光纖進(jìn)行皮秒脈沖壓縮，并利用調(diào)相方式對受激布里淵散射進(jìn)行了有效抑制，使入纖功率提高約10 dB。利用研制的光時(shí)分復(fù)用器產(chǎn)生復(fù)用信號。采用對稱的強(qiáng)色散圖譜實(shí)現(xiàn)了100 km傳輸鏈路的色散及色散斜率的精確補(bǔ)償，同時(shí)抑制了信道內(nèi)非線性損傷。提出了一種基于級聯(lián)電吸收調(diào)制器和時(shí)鐘提取模塊的反饋環(huán)結(jié)構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘增強(qiáng)、提取以及解復(fù)

3、用。最終實(shí)現(xiàn)了160 Gb/s OTDM信號100 km兩小時(shí)無誤碼傳輸及解復(fù)用。提出一種通過設(shè)計(jì)解復(fù)用窗口的匹配光濾波器來提高OTDM信號光譜利用率的方案，與原始40 Gb/s OTDM信號相比，光譜利用率提高了約3倍。
　　2、深入研究了基于受激布里淵散射的全光時(shí)鐘提取技術(shù)，建立了數(shù)值模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。分析了非等幅及非均勻光時(shí)分復(fù)用信號引入的時(shí)鐘分量增強(qiáng)，提出了單路或群路時(shí)鐘的提取方案，并實(shí)現(xiàn)了幀時(shí)鐘提取。研究多路歸零碼信號的

4、時(shí)鐘提取，理論分析并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩路信號時(shí)鐘提取的最大頻率間隔，在此基礎(chǔ)上提出一種布里淵增益帶寬的測量方法。提出了基于半導(dǎo)體放大器和啁啾光纖光柵(CFBG)的改進(jìn)型時(shí)鐘分量增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，利用建立的數(shù)值模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及參數(shù)優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)研究時(shí)鐘分量增強(qiáng)和提取結(jié)構(gòu)對輸入信號惡化程度的容忍度，實(shí)現(xiàn)了惡化非歸零碼(NRZ)信號以及兩路NRZ信號的時(shí)鐘增強(qiáng)并提取。
　　3、設(shè)計(jì)了一種基于微環(huán)諧振腔的集成波導(dǎo)光延時(shí)線，深入研究微環(huán)數(shù)目及微環(huán)諧振頻率偏

5、差對延時(shí)特性的影響，采用一種高效的熱光調(diào)諧方案，在保證最大延時(shí)量的同時(shí)能有效提高延時(shí)帶寬，完成微環(huán)光延時(shí)線的制備及封裝測試，實(shí)現(xiàn)延時(shí)量從213 ps到0 ps的連續(xù)調(diào)節(jié)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多支路延時(shí)量高精度連續(xù)可調(diào)。
　　4、提出了一種基于CFBG的改進(jìn)型下路和續(xù)傳結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)光層組播的光交叉連接功能，實(shí)驗(yàn)表明還可實(shí)現(xiàn)波長選擇和色散補(bǔ)償。實(shí)現(xiàn)了具有魯棒性、資源可配置性的實(shí)時(shí)視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的組播。引入了分布式網(wǎng)絡(luò)管理方案，實(shí)現(xiàn)對基于光路交