基于四波混频效应的多波长全光3R再生关键技术研究

摘要

信息产业的不断发展,对扩展光通信网络容量的需求逐渐增强。同时,传输系统对40 Gbit/s及以上传输速率的要求不断提高,而且信号需要进行长距离传输,途经很多个转换节点。如此高速的传输系统,对于由色散、非线性效应、放大器的噪声所导致的信号恶化有更为严格的要求,光信号在传递过程中的恶化成为必需解决的问题。所以,高速的3R(Reamplification、Reshaping、Retiming)再生系统将成为光传输网络中一个必不可少的元素。理论上讲,非线性光纤和波导可以同时对多波长信号进行并行处理。本论文针对全光3R再生系统中需要解决的关键问题进行了理论和实验研究,主要展开了以下工作:
　　在对光的四波混频理论模进行分析的基础上,对光纤中四波混频效应在闲频光波长处的增益和输入输出特性进行了分析,理论仿真了光纤四波混频效应的非线性增益特性。并在进行了高非线性光纤的输入输出特性曲线测试,验证了其应用于全光判决的可能性。
　　研究了一种利用DSF中四波混频效应的多路再生方案,并且进行了系统实验研究。与已有利用四波混频效应进行再生的方案相比,利用恶化信号抽运作为光判决门的开关,可同时对信号“0”码和“1”码上的噪声进行抑制,解决时钟抽运方案再生不均匀的问题。利用双向注入,双路信号偏振正交以及时序上延时半个码元周期的方式解决由于非线性光纤中存在的交叉相位调制(XPM)和交叉增益调制(XGM)等非线性效应导致的信道间串扰问题。最终实验完成了对波长为1547.72 nm、1550.92 nm、1557.36 nm、1560.61 nm的4路40 Gb/s恶化信号的再生实验,并进行了系统的误码率测试。多波长再生信号的接收机灵敏度改善量最大为5.6 dB。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 3R再生技术简述

1.3本文主要工作和创新点

第二章 非线性光纤中四波混频效应理论与特性研究

2.1四波混频的基本理论研究

2.2光参量放大及其增益饱和特性分析

2.3本章小结

第三章 基于四波混频效应的全光判决技术的研究

3.1基于数据抽运的光纤参量增益特性及再生原理的研究

3.2速率为40 Gb/s的信号3R再生实验的研究

3.3本章小结

第四章 全光时钟恢复技术的研究

4.1基于法-珀滤波器的时钟恢复原理分析

4.2基于法-珀滤波器的全光时钟恢复实验

4.3本章小结

第五章 四波长全光3R再生实验的研究

5.1四波长全光再生方案研究

5.2四波长全光3R再生器的系统实验

5.3 3R再生系统的输入Q值-输出Q值特性曲线

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

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