高速全光調(diào)制碼型轉(zhuǎn)換的研究與應(yīng)用.pdf

1、全光信號處理技術(shù)，由于不需要進行光－電－光轉(zhuǎn)換，逐漸成為全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中前景廣闊的領(lǐng)域之一。如今已有大量的研究集中于全光信號再生和波長轉(zhuǎn)換。全光調(diào)制碼型轉(zhuǎn)換也開始引起人們的注意，它是采用不同碼型的兩個光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)之一。除了傳統(tǒng)的調(diào)制碼型——非歸零碼（NRZ）與歸零碼（RZ）之外，大量的研究集中于各種特殊碼型，它們具有不同的抗色散性能和抗非線性性能，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需要被應(yīng)用于不同的傳輸系統(tǒng)中。 本文首先介紹了各種光調(diào)制碼型的調(diào)制與

2、解調(diào)方法，并分析了它們的傳輸性能。然后我們揭示了各種碼型之間的內(nèi)在關(guān)系。最后我們集中研究了四種新型的全光碼型轉(zhuǎn)換方案： 1. NRZ 到二相移鍵控碼（BPSK）及四相移鍵控碼（QPSK）的轉(zhuǎn)換NRZ 由于發(fā)射接收簡單，被廣泛地應(yīng)用于覆蓋距離較短的區(qū)域光網(wǎng)絡(luò)中；BPSK和QPSK 由于接收靈敏度高，抗色散、抗非線性性能好，成為長途傳輸系統(tǒng)的首選碼型。為了實現(xiàn)這兩種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，有必要在其中間節(jié)點進行NRZ 到BPSK 或QPSK的碼

3、型轉(zhuǎn)換。本文利用級聯(lián)的硅基微環(huán)形諧振腔的非線性相移大和幅度響應(yīng)平坦的特性，實現(xiàn)了160 Gb/s NRZ 到BPSK的全光碼型轉(zhuǎn)換。將兩個NRZ/BPSK轉(zhuǎn)換器置于馬赫曾德干涉儀的兩臂，又配置成了NRZ/QPSK轉(zhuǎn)換器。 2. NRZ 到頻移鍵控碼（FSK）的轉(zhuǎn)換由于FSK具有恒定的幅度和良好的抗非線性性能，經(jīng)常被用于無源光網(wǎng)絡(luò)中，傳輸下行數(shù)據(jù)，并且作為上行數(shù)據(jù)的載波進行再調(diào)制。 因此，為了實現(xiàn)區(qū)域光網(wǎng)與無源光網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)

4、，有必要在其中間節(jié)點實現(xiàn)NRZ 到FSK的轉(zhuǎn)換。本文利用半導體光放大器中的交叉增益調(diào)制成功地實現(xiàn)了NRZ 到FSK的轉(zhuǎn)換,并提出了基于NRZ/FSK轉(zhuǎn)換器的區(qū)域網(wǎng)與無源光網(wǎng)的全光接口技術(shù)。 3. 載波抑制歸零碼（CSRZ）到雙二進制碼（Duobinary）的轉(zhuǎn)換CSRZ 能很好地抵制長途傳輸鏈路中的線性濾波效應(yīng)和非線性損傷；Duobinary 頻譜帶寬窄，具有很大的色散容忍度，特別適合無色散補償?shù)某怯蚓W(wǎng)或局域網(wǎng)。本文首次提出并實