基于SOA-XGM的OTDM/WDM复合传输系统的研究

摘要

目前，挖掘光纤的带宽潜力，提高系统的容量仍然是光通信的主要发展方向，其中WDM(波分复用)和OTDM(时分复用)是二个非常重要的手段。当光网络中既存在波分复用的数据格式又存在光时分复用的数据格式时，如何实现这两种数据格式的相互转换，构成复合的传输系统成了当前研究的热点。 本文理论分析了基于半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制(XGM)效应的波长转换技术，数值仿真了这种波长转换器的啁啾、消光比、转换效率三种特性，实现了WDM和OTDM两种数据格式的相互转换，并利用这种技术实现了复合的传输系统。 首先以法布里-珀罗谐振腔为物理模型分析了半导体激光放大器的光放大原理，从半导体激光器速率方程出发，结合半导体激光放大器中光脉冲传输理论，推导出了半导体激光放大器在光脉冲作用下的增益饱和特性。 然后对SOA建立了动态的分段增益模型，数值分析了波长转换后的转换光的消光比、啁啾、转换效率特性。接着采用双SOA级联的方法对波长转换器进行了改进，并对单SOA和双SOA级联这两种方法的转换性能进行了比较。 最后，在波长转换的基础上重点讨论了OTDM/WDM/OTDM这样一个完整的复合系统，分析了各个节点的波形图，仿真研究了复用信号和解复用信号的传输特性和Q值性能，为系统的设计提供了一些有用的结论。

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2 OTDM技术简介

1.3波长转换技术

1.3.1波长转换器在全光网中的重要性

1.3.2基于半导体光放大器(SOA)的全光波长转换技术

1.4基于SOA-XGM波长转换器的前景分析

1.5全文章节安排

第二章半导体光放大器的理论分析

2.1引言

2.2半导体激光放大器的基本理论

2.3半导体激光放大器速率方程

2.4半导体光放大器中光脉冲传播理论

2.5光脉冲作用下的增益饱和特性

2.6本章小结

第三章基于SOA-XGM波长转换器的研究

3.1引言

3.2基于SOA-XGM波长转换器的数值分析模型

3.2.1动态增益模型

3.2.2分段仿真模型

3.3基于SOA-XGM波长转换器的特性的分析

3.3.1啁啾特性

3.3.2消光比特性

3.3.3半导体光放大器的平均功率转换效率

3.4双级联的SOA的性能研究

3.5本章总结

第四章WDM/OTDM/WDM系统数值分析模型

4.1引言

4.2 WDM-to-OTDM信号转换

4.2.1信号眼图的分析

4.2.2 WDM-to-OTDM信号转换后误码率的分析

4.3 OTDM信号的传输性能

4.3.1分步傅立叶法

4.3.2 OTDM信号的传输

4.4 OTDM信号解复用

4.5本章小结

第五章OTDM/WDM/OTDM系统性能的研究

5.1引言

5.2解复用信号的性能

5.2.1 Q值特性

5.2.2预啁啾对解复用信号Q值的影响

5.3 WDM信号的传输

5.4 OTDM信号性能研究

5.4.1 OTDM信号的性能研究

5.4.2背靠背系统和传输系统的OTDM信号Q值比较

5.5本章小结

总结

致谢

参考文献