基于偏振态调制的OCDMA编码器研究

摘要

近年来,随着光通信的发展,通信容量需求不断增加,对通信系统的安全性要求也不断增强。光码分多址(OCDMA)技术的出现,恰恰能满足这些要求,逐渐受到了人们的重视。
　　 本文首先介绍了OCDMA的原理、理论背景,编解码器的发展现状。并对现有OCDMA系统编解码器的优劣,进行了讨论。提出了基于偏振态编码方案的优势,并进行了细致的理论分析。利用半导体光放大器(SOA)进行偏振态调制的编码系统,具有强安全性、高带宽利用率的特点。采用了光控的解决方案,利用两信号光的相互作用实现编码功能,对全光通信的发展是一种有益的探索,具有很大的应用价值。
　　 其次,搭建、调试了一套基于偏振态的双极性码分多址编码器系统,利用半导体光放大器(SOA)偏振旋转效应实现偏振态的OCDMA用户正交编码。在该系统中,用户信息由双极性m序列进行扩频编码,利用扩频后信号对光开关进行控制,产生泵浦光信号,光信号的高低光功率分别与m序列的±1编码相对应。泵浦光信号注入到SOA后,利用其偏振旋转效应对探测光进行偏振态控制,使探测光由单一线偏振态产生相互正交的两线偏振态,分别记为p态和s态。从而使双极性m序列用户地址码中“+1”、“-1”分别与光信号中的两正交偏振态p态和s态相对应,实现了利用偏振光进行双极性编码的传输。
　　 再次,围绕偏振态码分多址编码系统,完成了CW激光器、SOA、外调制器的制作和实验验证。对以上设备提出了实现编码系统的设计指标,并完成了电路的焊接、调试工作。经过实验验证,以上设备性能保证了本文编码系统的功能实现。
　　 最后,分析了系统性能并对系统中用户间干扰(MUI)的抑制相关问题进行了初步探讨。本论文研究的单信道偏振态编码OCDMA系统,当比特“0”传输时,s态、p态数据不同时为“0”,系统自身的编码原理便在一定程度上避免了MUI。

目录

文摘

英文文摘

致谢

序

1 引言

1.1 光码分多址系统

1.2 用户地址码字

1.2.1 地址码相关性的定义

1.2.2 双极性编码的m序列

1.2.3 OCDMA系统的多维编码

1.3 OCDMA系统编解码器

1.3.1 光纤延迟线时域编解码器

1.3.2 衍射光栅/相位掩模板频域编解码器

1.3.3 光纤光栅FBG编解码器谱域编解码

1.4 国内外研究现状

1.5 本文的主要工作及意义

2 基于SOA偏振旋转的OCDMA编码系统

2.1 半导体光放大器SOA偏振特性描述

2.1.1 交叉偏振调制

2.1.2 SOA偏振态描述

2.2 总体方案

2.2.1 偏振编码系统设计方案

2.2.2 实验框图

2.2.3 方案分析

2.3 编码系统的仪器设备制作

2.3.1 CW激光器

2.3.2 半导体放大器SOA

2.3.3 外调制器

2.4 系统搭建

2.4.1 系统的初步搭建

2.4.2 系统的完善

2.4.3 功率均衡问题

2.5 小结

3 偏振编码实现

3.1 偏振编码系统环境介绍

3.1.1 实验仪器

3.1.2 测试设备

3.1.3 环境要求

3.2 实验调节过程

3.3 实验结果及分析

4 总结与展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集