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(diào)制信號(hào)在光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用，全光再生技術(shù)不再局限于開(kāi)關(guān)鍵控（On-Off Keying,OOK）信號(hào)，逐漸向多元數(shù)字光信號(hào)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(diào)制（M-Pulse Amplitude Modulation,MPAM）光信號(hào)再生器的實(shí)現(xiàn)方案及其性能表征方法，并借助OptiSystem軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　主要研究工作內(nèi)容和創(chuàng)新如下：
　　1.提出用線性增益和增益斜率兩個(gè)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(duì)歸一化輸入功率的導(dǎo)數(shù)，與再生器的整形特性息息相關(guān)；并推導(dǎo)出實(shí)現(xiàn)多電平全光幅度再生功能應(yīng)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(shù)和最佳工作點(diǎn)等特性。同時(shí)采用噪聲抖動(dòng)抑制比（Noise Reduction Ratio,NRR），即再生前后信號(hào)的平均歸一化幅度抖動(dòng)比值，能夠很好的反應(yīng)再生器對(duì)

3、信號(hào)質(zhì)量的改善，噪聲抖動(dòng)抑制比越大，再生器的整形效果越好。
　　2.以馬赫-曾德?tīng)枺∕ach-Zehnder Interferometer,MZI）多電平全光再生器方案為例，詳細(xì)描述了線性增益和增益斜率的確定過(guò)程。MZI多電平幅度再生器的增益斜率曲線是一個(gè)周期為1的余弦振蕩函數(shù)，其再生電平數(shù)可由振蕩幅度來(lái)表征，振蕩幅度越小表明支持的再生電平數(shù)越多。根據(jù)整形區(qū)域的分布特點(diǎn)以及再生電平數(shù)與振蕩幅度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于MZI結(jié)構(gòu)的

4、4PAM再生器，并采用OptiSystem軟件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。仿真結(jié)果表明，對(duì)于放大自發(fā)輻射（Amplified Spontaneous Emission,ASE)）聲劣化的4PAM信號(hào)，當(dāng)輸入平均歸一化幅度抖動(dòng)為0.0103時(shí)，使用該MZI再生器，抖動(dòng)抑制比為6.79dB，能夠有效抑制PAM光信號(hào)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