基于保偏光纤和半导体光放大器的DPSK信号2R再生研究

摘要

相对于传统开关键控(OOK)调制格式，差分相移键控(DPSK)调制格式在高速长距离光传输中显示出巨大的优越性，而全光再生能进一步提高传输性能、延长传输距离，因此DPSK信号的全光2R再生技术具有良好的研究价值和应用前景。
　　 本论文采用Optisystem系统仿真软件，仿真研究了基于保偏光纤（PMF）解调和半导体光放大器（SOA）中交叉增益压缩效应的DPSK信号2R再生器的性能，并研究了其再生级联传输特性。本论文的主要研究工作如下：
　　 (1)研究了DPSK调制格式的调制和解调方法及其仿真实现，仿真分析了基于保偏光纤的DPSK信号解调性能。
　　 (2)在仿真40和80Gbit/s RZ-DPSK、CSRZ-DPSK和NRZ-DPSK信号无再生传输系统的基础上，研究了该2R再生单元的再生性能，结果表明当SOA处于深饱和状态时，都有再生后的Q因子都比再生前高，眼图眼睛张开度变大，且输入信号的光信噪比越高，再生效果越好。CSRZ-DPSK和RZ-DPSK信号再生后的眼图相对再生前有向NRZ-DPSK变化的趋势，分析表明这是由于CSRZ-DPSK和RZ-DPSK信号经过SOA再生后脉冲被展宽。
　　 (3)仿真分析了该再生器的再生级联传输特性，并计算得到再生率。结果表明80Gbit/s传输的再生率比40Gbit/s小，并且有NRZ-DPSK的再生率最大，CSRZ-DPSK次之，RZ-DPSK最小，这是因为后两者的码型随着再生级联次数的增大而向NRZ过渡，传输性能相对下降。研究了入纤功率和传输跨距不同时对再生级联传输的影响。
　　 (4)在10Gbit/s速率下，实验研究了基于PMF和SOA的DPSK信号2R再生，结果表明随注入电流或注入光功率的增大，XGC效应加强，再生更显著。