【摘要】：隨著光通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，偏振在光纖中的作用也越來越重要。首先，偏振復用技術(shù)通過在正交的偏振態(tài)上加載不同的調(diào)制信號可以非常容易地實現(xiàn)信道容量的加倍。其次，偏振模色散(PMD)等與偏振相關(guān)的問題也會在很大程度上影響高速光通信系統(tǒng)的性能。最后，隨著相干探測的發(fā)展，對偏振態(tài)的追蹤也顯得尤為重要。這樣在高速光通信系統(tǒng)內(nèi)偏振控制器就顯得十分重要。 本論文主要包括兩項內(nèi)容：其一，研究了高速偏振復用系統(tǒng)的實現(xiàn)，通過復用IQ調(diào)制器輸出的25Gbits/s信號實現(xiàn)了50Gbit/s信號的復用輸出并測試了20km傳輸后的情況。其二，以Altera公司Cyclone IV系列FPGA芯片為主控芯片設(shè)計了鈮酸鋰(Lithiumniobate)晶體型偏振控制器的驅(qū)動電路。根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇了高速的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并設(shè)計了相應(yīng)的匹配電路。本設(shè)計完成了硬件電路的原理圖和PCB設(shè)計，完成了相關(guān)軟件代碼的編寫，并在此基礎(chǔ)完成了相關(guān)的測試工作。系統(tǒng)的有效分辨率不低于11位，，可以實現(xiàn)不低于0.1rad的分辨精度。對于較高的驅(qū)動電壓采用電流反饋型運算放大器來實現(xiàn)對高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出信號的放大，對大于10MHz的信號輸入信號可以實現(xiàn)大于13dB的放大。當對較低頻率信號放大時可以達到不小于33dB的增益，完全勝任偏振控制器的驅(qū)動控制工作。 本論文還對幾種常用的實現(xiàn)偏振控制的方式進行了分析，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的軟件程序，在高增益放大輸出的情況下偏振控制時間不大于6ms，有效追蹤速度不小于600rad/s。
[Abstract]:With the rapid development of optical communication technology, polarization plays a more and more important role in optical fiber. Firstly, polarization multiplex technology can easily double the channel capacity by loading different modulation signals on the orthogonal polarization state. Secondly, polarization-related problems such as polarization mode dispersion (PMD) will also affect the performance of high-speed optical communication systems to a great extent. Finally, with the development of coherent detection, the tracking of polarization states is particularly important. In this way, polarization controller is very important in high speed optical communication system. This paper mainly includes two contents: first, the implementation of high-speed polarization reuse system is studied. The multiplex output of 50Gbit/s signal is realized by multiplex the 25Gbits/s signal output from IQ modulator, and the situation after 20km transmission is tested. Secondly, the driving circuit of lithium niobate (Lithiumniobate) crystal polarization controller is designed by using Cyclone IV series FPGA chip of Altera company as the main control chip. According to the requirements of the system, the high-speed digital-to-analog converter and analog-to-digital converter are selected, and the corresponding matching circuit is designed. This design completes the schematic diagram of the hardware circuit and the PCB design, completes the related software code writing, and completes the related test work on this basis. The effective resolution of the system is not less than 11 bits, and the resolution accuracy of the system is not lower than that of 0.1rad. For the higher driving voltage, the current feedback operational amplifier is used to amplify the output signal of the high speed analog-to-digital converter, and the input signal of the signal larger than 10MHz can be amplified larger than 13dB. When the low frequency signal is amplified, the gain of not less than 33dB can be achieved, and it is fully competent for the drive control of polarization controller. In this paper, several commonly used ways to realize polarization control are analyzed, and the software program of the system is designed on the basis of which the polarization control time is not more than 6 Ms in the case of high gain amplification output. The effective tracking speed is not less than 600 rad / s.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.1

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