全光3R再生系统中的全光时钟提取技术研究

摘要

随着通信容量需求地不断增加,光传送网向着高速率、长距离方向发展,并在此基础之上,最终实现全光网络.由于色散、非线性效应以及其它不利因素地影响,使得信号在传输过程中,质量下降,导致传输距离、传输速率受限.为解决信号恶化的问题,全光3R(Re-amplifying,Re-shaping,Re-timing)技术应运而生.全光3R中的关键技术是全光时钟提取,同时,它也是全光网的关键环节,本论文工作围绕基于F-P滤波器的全光时钟提取技术展开.对基于SOA的XGM效应的波长变换进行了分析,研究了各种外部参数和SOA内部参数对波长变换的影响,利用Optisystem3.0进行了仿真.进行相应实验时,在综合考虑影响波长变换效果的各条件的前提下,取得了良好的实验效果,为以后时钟提取中的波长变换,奠定了工作基础.利用SOA的传输函数的频域形式,对SOA对信号调制深度地改变进行了理论分析,并得到结论:SOA对低频频率成份有很好地抑制作用.随后通过实验进行了验证.针对全光时钟提方案中的关键器件F-P滤波器,进行了详尽的理论分析.在此基础之上,利用仿真软件Optisystem3.0模拟了F-P滤波器不同精细度、激光器中心波长偏移对全光时钟提取的影响.为了使全光判决取得良好效果,确定了以下全光时钟提取方案:首先对信号进行波长变换,将其所携带的信息转移到波长稳定的激光器所产生的连续光上,继而用高精细度的F-P滤波器进行时钟提取.利用Optisystem3.0对拟采取的实验方案进行全面仿真,并提出了利用窄带滤波器改善时钟信号消光比的方法:窄带滤波器要有足够小的带宽,且相对于光载波的中心波长有一定的偏移.随后利用SOA来抑制时钟的低频噪声.最后进行了全面实验,成功地利用此方案实现了40Gbps时钟提取实验,得到了较高质量的时钟.不但验证了前述工作的正确性,并取得了良好的实验结果.

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号对照表、单位符号表

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

1.1光纤通信的发展

1.2 3 R再生的发展

1.2.1全光3 R再生技术

1.2.2光时钟提取技术

1.3本论文的主要工作和创新点

第二章半导体光放大器(SOA)的分析

2.1 SOA的理论分析

2.1.1 SOA的增益特性

2.1.2 SOA的载流子特性

2.1.3 SOA的传输函数

2.2利用SOA-XGM进行全光波长变换的分析

2.2.1利用SOA-XGM进行全光波长变换的仿真分析

2.2.2利用SOA-XGM全光波长变换的实验研究

2.3 SOA对信号调制深度地改变

2.3.1 SOA改变信号调制深度的理论分析

2.3.2 SOA改变信号调制深度的实验及分析

2.4本章小结

第三章F-p滤波器的理论分析及特性研究

3.1 F-P滤波器基本原理

3.2基于F-P滤波器的全光时钟提取分析

3.2.1 F-P滤波器的时钟提取理论推导

3.2.2基于F-P滤波器的全光时钟提取的仿真

3.3 40 Gbps全光时钟提取系统仿真

3.4本章小结

第四章基于F-P滤波器的40 Gbps全光时钟提取实验

4.1 40 Gbps全光时钟提取系统结构

4.2 40 Gbps全光时钟提取实验研究

4.2.1 40 Gbps光源

4.2.2 40 Gbps光源恶化

4.2.3波长变换部分的意义及实验结果

4.2.4基于F-P滤波器全光时钟提取

4.3 40 Gbps全光判决结果

4.4 40 Gbps全光3 R再生实验指标

4.5本章小节

结束语

参考文献

发表论文和参加科研情况

致 谢