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、隨著人們對信息需求的快速增長，現(xiàn)代光傳輸網(wǎng)絡正朝著超高速、超大容量和超長距離傳輸?shù)姆较虬l(fā)展。新型調(diào)制格式信號由于具有高頻譜效率和較強的色散和非線性抗性，已經(jīng)被廣泛應用在傳輸網(wǎng)絡中來進一步提高單個信道信號的比特速率和傳輸距離。各種復用技術(shù)也已經(jīng)被廣泛應用在傳輸網(wǎng)絡中來進一步地提高信道數(shù)，從而增大傳輸容量。另一方面，為了確保每個網(wǎng)絡中能夠長距離地傳輸最合適的碼型信號，網(wǎng)絡節(jié)點必須具備全光碼型轉(zhuǎn)換和信號再生的功能。所以，各種復用方式的新型調(diào)制

2、格式信號的全光并行碼型轉(zhuǎn)換和再生的研究對于光通信網(wǎng)絡的意義重大。
　　本論文在國家973計劃和國家自然科學基金項目的資助下，理論模擬研究了波分復用（WDM）信號以及偏振復用（PDM）信號在半導體光放大器（SOA）中并行信號處理時引入的串擾情況，并分析了減小并行信號處理過程中引入的串擾的方法。在此基礎(chǔ)上利用SOA中的交叉相位調(diào)制（XPM）效應和增益飽和效應實現(xiàn)了WDM和PDM的新型調(diào)制格式信號的全光并行低串擾碼型轉(zhuǎn)換和信號再生。概括

3、全文，主要研究成果和學術(shù)貢獻有如下幾個方面：
　?。?）總結(jié)了偏振光的基本理論知識和幾種描述光偏振態(tài)的方法，歸納了偏振復用和解復用的方法。在此基礎(chǔ)上分析了偏振復用信號解復用時的串擾情況，為后面說明PDM信號并行處理過程中的串擾問題打下基礎(chǔ)。詳細分析了兩種相位調(diào)制格式信號的調(diào)制產(chǎn)生和解調(diào)的方法，并比較說明了不同信號的特點。分析了SOA中的多種非線性效應。
　?。?）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）信號碼型轉(zhuǎn)換的效果和串擾情況，解釋了轉(zhuǎn)換過程中減小串擾的機理和方法，用實驗實現(xiàn)了的低串擾的多信道NRZ開關(guān)鍵控（OOK）到RZ-OOK信號以及多信道NRZ正交相移鍵控（QPSK）到RZ-QPSK信號的并行碼型轉(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信號轉(zhuǎn)換的過程，分析了窄帶濾波器對轉(zhuǎn)換后信號幅度抖動的影響，最后用實驗實現(xiàn)了多信道RZ-QP

5、SK信號到NRZ-QPSK信號的并行碼型轉(zhuǎn)換。
　?。?）利用SOA模型模擬了信號經(jīng)過SOA后經(jīng)緯度的變化，直觀地說明了SOA中的偏振旋轉(zhuǎn)效應。分析了兩個偏振態(tài)正交的信號在不同的泵浦光功率下通過不同偏振相關(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信號并行處理過程中引入的串擾的方法，并用實驗驗證了模擬的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，利用單個SOA和延時干涉儀（DI）實現(xiàn)了總速率為80

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