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当光纤通信波分复用(WDM)系统朝高比特率、大容量和长距离的方向发展时,开关键控(OOK)与差分相移键控(DPSK)码型一起成为光通信领域中的主要码型。围绕OOK和DPSK信号的新技术研究主要集中在全光信号处理、偏振复用传输和电均衡技术等方面。这些技术的发展,能有效地提高WDM系统的性能并降低系统成本,对光纤通信的发展具有重大的意义。本论文将对OOK和DPSK信号在高速WDM系统中的传输与处理关键技术进行研究,具体工作如下:
1.全光码型组合的仿真研究:提出一种基于光纤参量放大效应的全光码型组合方案,将幅移键控(ASK)信号和DPSK信号组合成一路差分相位幅度键控(DPASK)信号,其波长与原DPSK信号相同。给出DPASK脉冲的解调过程,以及输入ASK信号的功率与输出DPASK信号的光信噪比代价之间的关系。
2.DPSK信号的全光2R(再放大和再整形)再生实验研究:利用高非线性光纤中的饱和四波混频效应,对42.8 Gbit/s NRZ-DPSK信号的全光2R再生进行探索性实验,并同RZ-DPSK信号的再生结果进行对比。在信号的平均输入功率相同的条件下,结果显示RZ-DPSK信号具有更好的2R再生性能。
3.混合偏振复用信号的产生和传输研究:对混合偏振复用信号的传输进行探索性实验。两路42.8 Gbit/s NRZ-DPSK和NRZ-OOK信号经过偏振复用后,在101 km的标准单模光纤中进行传输。同单信道DPSK的传输结果相比,混合偏振复用传输后的DPSK信号性能下降较大。仿真结果显示,在偏振模色散较大的条件下,混合偏振复用传输与偏振复用传输后的DPSK信号性能差别较小。
4.40G NRZ-DPSK信号的长距离传输实验研究:在863项目“新型调制格式光信号产生、传输与处理技术”的支持下,本文作者设计光纤链路,与本实验室的老师和同学一起,实现了单通道40G DPSK信号的1230 km长距离环路传输,和40G DPSK信号的WDM传输。
5.利用电均衡技术对OOK信号的非线性传输损伤进行补偿的研究:利用分集残留边带滤波的最大似然序列估计(DVSB-MLSE)的均衡技术,对OOK信号的非线性传输损伤进行补偿。实验中以马赫曾德滤波器作为分集接收滤波器,结果表明相比于传统MLSE技术,DVSB-MLSE对于非线性损伤有很好的补偿效果。同时实验和仿真的结果发现在不同的入纤功率条件下,通过优化分集滤波器参数的方法,可以提高DVSB-MLSE的非线性损伤均衡性能。