面向新型調(diào)制格式的全光多信道并行碼型轉(zhuǎn)換及再生的研究.pdf

1、隨著人們對(duì)信息需求的快速增長(zhǎng)，現(xiàn)代光傳輸網(wǎng)絡(luò)正朝著超高速、超大容量和超長(zhǎng)距離傳輸?shù)姆较虬l(fā)展。新型調(diào)制格式信號(hào)由于具有高頻譜效率和較強(qiáng)的色散和非線性抗性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在傳輸網(wǎng)絡(luò)中來(lái)進(jìn)一步提高單個(gè)信道信號(hào)的比特速率和傳輸距離。各種復(fù)用技術(shù)也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在傳輸網(wǎng)絡(luò)中來(lái)進(jìn)一步地提高信道數(shù)，從而增大傳輸容量。另一方面，為了確保每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中能夠長(zhǎng)距離地傳輸最合適的碼型信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)必須具備全光碼型轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生的功能。所以，各種復(fù)用方式的新型調(diào)制

2、格式信號(hào)的全光并行碼型轉(zhuǎn)換和再生的研究對(duì)于光通信網(wǎng)絡(luò)的意義重大。
　　本論文在國(guó)家973計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，理論模擬研究了波分復(fù)用（WDM）信號(hào)以及偏振復(fù)用（PDM）信號(hào)在半導(dǎo)體光放大器（SOA）中并行信號(hào)處理時(shí)引入的串?dāng)_情況，并分析了減小并行信號(hào)處理過(guò)程中引入的串?dāng)_的方法。在此基礎(chǔ)上利用SOA中的交叉相位調(diào)制（XPM）效應(yīng)和增益飽和效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了WDM和PDM的新型調(diào)制格式信號(hào)的全光并行低串?dāng)_碼型轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生。概括

3、全文，主要研究成果和學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)有如下幾個(gè)方面：
　?。?）總結(jié)了偏振光的基本理論知識(shí)和幾種描述光偏振態(tài)的方法，歸納了偏振復(fù)用和解復(fù)用的方法。在此基礎(chǔ)上分析了偏振復(fù)用信號(hào)解復(fù)用時(shí)的串?dāng)_情況，為后面說(shuō)明PDM信號(hào)并行處理過(guò)程中的串?dāng)_問(wèn)題打下基礎(chǔ)。詳細(xì)分析了兩種相位調(diào)制格式信號(hào)的調(diào)制產(chǎn)生和解調(diào)的方法，并比較說(shuō)明了不同信號(hào)的特點(diǎn)。分析了SOA中的多種非線性效應(yīng)。
　?。?）利用量子阱SOA模型模擬了不同情況下非歸零（NRZ）到歸零（R

4、Z）信號(hào)碼型轉(zhuǎn)換的效果和串?dāng)_情況，解釋了轉(zhuǎn)換過(guò)程中減小串?dāng)_的機(jī)理和方法，用實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了的低串?dāng)_的多信道NRZ開(kāi)關(guān)鍵控（OOK）到RZ-OOK信號(hào)以及多信道NRZ正交相移鍵控（QPSK）到RZ-QPSK信號(hào)的并行碼型轉(zhuǎn)換。從理論上解釋了多信道RZ-QPSK到NRZ-QPSK信號(hào)碼型轉(zhuǎn)換的原理，并模擬了不同占空比的多信道RZ-QPSK到NRZ-QPSK信號(hào)轉(zhuǎn)換的過(guò)程，分析了窄帶濾波器對(duì)轉(zhuǎn)換后信號(hào)幅度抖動(dòng)的影響，最后用實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了多信道RZ-QP

5、SK信號(hào)到NRZ-QPSK信號(hào)的并行碼型轉(zhuǎn)換。
　　（3）利用SOA模型模擬了信號(hào)經(jīng)過(guò)SOA后經(jīng)緯度的變化，直觀地說(shuō)明了SOA中的偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。分析了兩個(gè)偏振態(tài)正交的信號(hào)在不同的泵浦光功率下通過(guò)不同偏振相關(guān)增益的SOA后的偏振正交性的變化情況，從模擬結(jié)果中得出減小偏振態(tài)正交性變化量的方法，歸納出了減小PDM信號(hào)并行處理過(guò)程中引入的串?dāng)_的方法，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模擬的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，利用單個(gè)SOA和延時(shí)干涉儀（DI）實(shí)現(xiàn)了總速率為80

6、0Gb/s的WDM-PDM-NRZ-QPSK信號(hào)到WDM-PDM-RZ-QPSK信號(hào)的全光并行低串?dāng)_的碼型轉(zhuǎn)換。
　?。?）利用SOA中的增益飽和效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了偏振復(fù)用的RZ二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）信號(hào)的并行幅度再生，通過(guò)優(yōu)化信號(hào)的入射偏振態(tài)減小了并行幅度再生過(guò)程中引入的信道間串?dāng)_，并研究了幅度再生過(guò)程中減小自相位調(diào)制（SPM）效應(yīng)引入相位噪聲的方法。接著利用兩個(gè)串聯(lián)的SOA和DI實(shí)現(xiàn)了NRZ-BPSK信號(hào)的幅度再生。
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