用于WDM-PON中再调制的RSOA的优化设计

摘要

波分复用无源光网络(WDM-PON)被认为是用以满足一直在增长的带宽需求的下一代技术中最有前途的候选方案。再调制下行信号来产生上行信号的方案可以降低WDM-PON的建设和维护成本，因为其重新利用了光波从而使光网络单元(ONU)无色化。反射式半导体光放大器(RSOA)是实现无色化 ONU的有吸引力的解决方案之一，因为它有很大的带宽且它的增益特性可以为上行信号提供足够的光功率。然而就我们所知文献中还未有报道用于WDM-PON中再调制的RSOA的全局优化，因此本文就这一问题做了如下的研究工作：
　　（1）研究了SOA的理论模型，按照理论模型利用Matlab编写了仿真程序，得到了SOA的静态和动态仿真结果并做了讨论，重点指出用RSOA做再调制主要利用了其增益饱和效应。
　　（2）利用Optisystem搭建了基于RSOA再调制的WDM-PON系统结构，得到了从下行信号发射到上行信号接收全过程的完整结果；在此基础上研究了部分RSOA参数对上行信号接收机灵敏度的影响，结果说明通过参数优化可以得到令上行信号质量更好的全局最优解。同时确定了优化的参数及它们相应的取值范围。
　　（3）运用遗传算法进行了用于WDM-PON中再调制的RSOA的参数优化，试图找到全局最优解。首先在不考虑模场限制因子的情况下进行优化，将优化情况分为三种：只优化器件参数、只优化工作条件以及器件参数和工作条件一起优化。优化结果显示本文所采用的优化算法是有效的。
　　（4）研究了模场限制因子与有源区厚度之间的关系，并在引入该关系的基础上将模场限制因子作为新的优化参数与之前的参数一起再次进行了优化。结果显示模场限制因子对优化结果影响很大。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 WDM-PON系统概述

1.3 本课题的主要研究内容以及章节安排

2 理论模型及SOA仿真结果

2.1 引言

2.2 SOA理论模型

2.3 SOA的仿真结果

2.4 本章小结

3 仿真系统及SOA参数研究

3.1 引言

3.2 仿真系统结构

3.3 部分SOA参数对接收机灵敏度的影响

3.4 本章小结

4 遗传算法及优化结果

4.1 引言

4.2 遗传算法

4.3 优化结果及讨论

4.4 考虑模场限制因子后的优化结果及讨论

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1：论文中数值计算所采用参数值

附录2：攻读硕士学位期间发表论文目录