微环中定时抖动现象的研究

摘要

近年来，随着可重构光上下路复用（ROADM）技术的迅猛发展，新型微环ROADM模块相继提出。然而，随着单波长信道传输速率提升，微环ROADM中高速光脉冲的定时抖动越来越严重。论文通过建立分析模型，对不同调制码型光脉冲信号通过微环时产生的定时抖动现象进行研究，寻求降低抖动的途径，具有重要的理论与实际意义。 论文第一章简要介绍了微环ROADM技术，重点介绍了微环的结构和功能，分析了引起信号定时抖动的主要原因。 第二章描述了微环谐振条件、传输性能参数以及脉冲传输的基本过程，推导出基于微扰理论的非平行波导耦合模方程，求解得出环形和直波导的耦合系数，分析了微环结构参数对耦合性能的影响。给出了通过微环后高速脉冲信号眼图的快速计算方法。 第三章对单环结构微环进行建模，获得其反射谱模型；在输入不同速率、加载白噪声和自发放大辐射噪声的高斯脉冲信号条件下，改变不同调制码型，分析了信号所产生的定时抖动。第四章对双环和四环结构微环进行建模，建立了其反射谱模型，分析了不同条件下信号的定时抖动。 第五章提出了新型的嵌套式微环结构，理论与数值分析结果表明，信号脉冲速率是决定信号定时抖动幅度的主要原因，嵌套式微环结构综合了单环结构微环传输能量损耗小和多环结构微环频率响应快两者的优点，有效地减小了传输信号的定时抖动。

目录

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声明

第一章 绪论

1.1 可重构光上下路复用器

1.2 微环ROADM技术

1.2.1 微环的主要功能

1.2.2 微环的结构

1.3 脉冲信号传输

1.3.1 高速脉冲信号的传输特性

1.3.2 定时抖动及其产生的主要原因

1.3.3 微环引起的定时抖动

1.4 本文的主要研究内容

第二章 耦合模理论研究

2.1 微环工作原理

2.1.1 传输矩阵

2.1.2 性能参数

2.2 直波导与环形波导的耦合

2.2.1 基于微扰的耦合模理论

2.2.2 非平行波导的耦合模方程的推导

2.2.3 环形波导和直波导的耦合系数

2.2.4 微环结构参数对耦合性能的影响

2.3 眼图计算方法

2.4 本章小结

第三章 单环结构传输模型分析

3.1 单环微环模型建立

3.2 传输谱分析

3.3 不同输入脉冲信号条件下定时抖动分析

3.3.1 无噪声的不同传输速率脉冲信号

3.3.2 加载白噪声的不同传输速率脉冲信号

3.3.3 加载自发放大辐射噪声的脉冲信号

3.3.4 不同调制码型输入脉冲信号

3.4 本章小结

第四章 多环结构传输模型分析

4.1 多环微环模型建立

4.2 传输谱分析

4.3 不同输入脉冲信号条件下定时抖动分析

4.3.1 无噪声的不同传输速率脉冲信号

4.3.2 加载白噪声的脉冲信号

4.3.3 加载自发放大辐射噪声的脉冲信号

4.3.4 不同调制码型输入脉冲信号

4.4 四环阵列结构

4.5 本章小结

第五章 嵌套式微环传输模型分析

5.1 嵌套式微环结构模型建立

5.2 传输谱分析

5.3 不同输入脉冲信号条件下定时抖动分析

5.3.1 无噪声的不同传输速率脉冲信号

5.3.2 加载白噪声的脉冲信号

5.3.3 加载自发放大辐射噪声的脉冲信号

5.3.4 不同调制码型输入脉冲信号

5.4 本章小结

全文总结

参考文献

致谢