多電平全光再生器及其性能表征方法研究.pdf

1、伴隨著高階光調制信號在光纖通信系統(tǒng)的應用，全光再生技術不再局限于開關鍵控（On-Off Keying,OOK）信號，逐漸向多元數字光信號的幅度再生和相位再生發(fā)展。本論文研究多電平脈沖幅度調制（M-Pulse Amplitude Modulation,MPAM）光信號再生器的實現(xiàn)方案及其性能表征方法，并借助OptiSystem軟件進行仿真驗證。
　　主要研究工作內容和創(chuàng)新如下：
　　1.提出用線性增益和增益斜率兩個參量分別表征

2、多電平全光幅度再生器的放大和整形性能，其中增益斜率定義為再生器歸一化增益對歸一化輸入功率的導數，與再生器的整形特性息息相關；并推導出實現(xiàn)多電平全光幅度再生功能應滿足的增益斜率條件。研究表明，利用增益斜率曲線不但可以方便地分析全光再生器的整形范圍，還可以確定全光再生器的可再生電平數和最佳工作點等特性。同時采用噪聲抖動抑制比（Noise Reduction Ratio,NRR），即再生前后信號的平均歸一化幅度抖動比值，能夠很好的反應再生器對

3、信號質量的改善，噪聲抖動抑制比越大，再生器的整形效果越好。
　　2.以馬赫-曾德爾（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）多電平全光再生器方案為例，詳細描述了線性增益和增益斜率的確定過程。MZI多電平幅度再生器的增益斜率曲線是一個周期為1的余弦振蕩函數，其再生電平數可由振蕩幅度來表征，振蕩幅度越小表明支持的再生電平數越多。根據整形區(qū)域的分布特點以及再生電平數與振蕩幅度的對應關系，設計了一個基于MZI結構的

4、4PAM再生器，并采用OptiSystem軟件進行了動態(tài)仿真。仿真結果表明，對于放大自發(fā)輻射（Amplified Spontaneous Emission,ASE)）聲劣化的4PAM信號，當輸入平均歸一化幅度抖動為0.0103時，使用該MZI再生器，抖動抑制比為6.79dB，能夠有效抑制PAM光信號的幅度噪聲。
　　3.提出一種基于MZI和非線性光纖環(huán)形鏡（Nonlinear Optical Loop Mirror,NOLM）的光