本文關(guān)鍵詞：面向相位調(diào)制信號的若干全光信號處理技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、視頻業(yè)務(wù)的增加以及大數(shù)據(jù)時代的到來,使得網(wǎng)絡(luò)信息容量不斷增加,網(wǎng)絡(luò)傳輸速率由10 Gb/s提升到40 Gb/s及以上,傳統(tǒng)的強度調(diào)制信號不再適用于高速光通信。相位編碼格式憑借其更高的頻譜效率、有效地提高了系統(tǒng)的非線性容限、本征色散及偏振模色散容限等優(yōu)點,在高速光通信網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。相位編碼格式在40 Gb/s及以上高速光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,不僅傳輸鏈路的技術(shù)需要改變,同時還對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、全光信號處理技術(shù)等帶來了新問題。作為全光交換網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一——全光緩存技術(shù),也需要適應(yīng)這種編碼格式的變化。本文在國家自然基金項目“面向40 Gb/s以上新型編碼格式的全光緩存、慢光與凈負荷提取研究”的支持下,就相位編碼格式的全光網(wǎng)絡(luò)中全光緩存技術(shù)和與之相關(guān)的信號處理技術(shù)進行了研究,主要研究包括：研究了DPSK信號與QPSK信號的調(diào)制解調(diào)原理,為了適應(yīng)全光網(wǎng)的帶寬動態(tài)分配中的變速率問題,針對變速率的相位調(diào)制信號解調(diào)進行了研究,提出了一種可調(diào)諧的NRZ-DPSK解調(diào)器,實現(xiàn)不同比特速率NRZ-DPSK信號轉(zhuǎn)換：為解決高速率電信號產(chǎn)生困難的問題,利用基于NRZ-DPSK信號的可調(diào)諧解調(diào)器實現(xiàn)了10 Gb/s電信號倍速為20 Gb/s光信號,同時為解決全光網(wǎng)的各個全光信號處理單元(比如各個緩存器單元)之間的同步問題,對NRZ-DPSK信號的時鐘提取技術(shù)進行了相關(guān)的研究,提出了一種基于可調(diào)諧解調(diào)器的全光時鐘提取技術(shù);對全光信號處理(全光緩存與全光時鐘提取)技術(shù)中關(guān)鍵器件半導(dǎo)體光放大器(SOA)的性能進行了深入研究,提出了SOA吸收損耗因子及線寬增強因子新的測量方法；基于以上研究,為解決交換節(jié)點處的數(shù)據(jù)包競爭及擁堵現(xiàn)象,提出了一種基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)的面向相位調(diào)制格式的全光緩存技術(shù),利用第3章提出的可調(diào)諧解調(diào)器對緩存效果進行了解調(diào)分析,并為今后按比特緩存和全光時序交換打下基礎(chǔ)。本論文的主要創(chuàng)新性工作如下：1.針對NRZ-DPSK信號的調(diào)制解調(diào)進行了深入研究,介紹了NRZ-DPSK信號的可調(diào)諧解調(diào)器的原理,提出了一種基于斐索干涉儀的NRZ-DPSK信號的可調(diào)諧解調(diào)器。通過實驗證明了可調(diào)諧解調(diào)器能夠解調(diào)2.5 Gb/s-40 Gb/s的NRZ-DPSK信號。與現(xiàn)有解調(diào)器相比,提出的基于自由空間光的NRZ-DPSK信號具有連續(xù)可調(diào)且調(diào)諧范圍大、調(diào)諧速度快等優(yōu)點。2.提出了一種基于外調(diào)制器、NRZ-DPSK信號可調(diào)諧解調(diào)器及延遲合成器的電光倍速方法,實現(xiàn)了10 Gb/s電信號倍速至20 Gb/s光信號,通過脈沖壓縮獲得了20 ps的窄脈沖：其次提出基于斐索干涉儀·的NRZ-DPSK信號的可調(diào)諧解調(diào)器的時鐘提取方法,并實驗實現(xiàn)了2.5Gb/s和5 Gb/s NRZ-DPSK信號的全光時鐘提取,對影響時鐘信號消光比的因素進行了分析。3.對全光信號處理(全光緩存與全光時鐘提取)的關(guān)鍵器件——SOA的性能進行了深入研究,提出并實驗驗證了一種計算SOA線寬增強因子的方法�；赟OA的非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng),考慮偏振相關(guān)增益的影響,理論推導(dǎo)Stokes矢量、SOA增益與線寬增強因子之間的關(guān)系,通過實驗測得斯托克斯矢量并計算得到線寬增強因子的數(shù)值,得到注入電流與線寬增強因子之間的變化關(guān)系。注入光功率由50μW至1 mW范圍內(nèi),注入電流在90 mA至170 mA范圍內(nèi)變化時,TE模線寬增強因子在10.5至8.5范圍內(nèi)變化,TE線寬增強因子在8.2至5.8范圍內(nèi)變化。4.研究了SOA內(nèi)部損耗因子,對原有SOA增益公式進行修正并通過實驗和仿真得到不同注入電流時內(nèi)部損耗因子的數(shù)值及變化曲線,給出了內(nèi)部損耗因子與注入電流之間關(guān)系的經(jīng)驗公式,同時測定了小信號增益系數(shù)和飽和輸出功率,實驗計算結(jié)果與理論相符。5.對一種基于SOA的非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)實現(xiàn)對DPSK信號的全光緩存進行了研究�；赟OA中非線性偏振旋轉(zhuǎn)光開關(guān),實現(xiàn)了10 Gb/sNRZ-DPSK信號的全光緩存,緩存粒度0.4μS、緩存時間達到4μS,緩存深度達到90%,緩存后的NRZ-DPSK信號經(jīng)過基于自由空間光的快速可調(diào)諧的NRZ-DPSK信號解調(diào)器解調(diào),解調(diào)后信號BER低于10-9；研究了不同光功率NRZ-DPSK信號的非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)及NRZ-DPSK信號緩存時的增益均衡問題。
【關(guān)鍵詞】：相位調(diào)制格式 半導(dǎo)體光放大器 可調(diào)諧解調(diào)器 電光倍速 時鐘提取 非線性偏振旋轉(zhuǎn) 全光緩存器
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 序言12-16
• 1 緒論16-36
• 1.1 高速光通信與新型調(diào)制格式16-19
• 1.2 采用新型調(diào)制格式光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展19-21
• 1.3 面向新型調(diào)制格式的全光信號處理技術(shù)21-33
• 1.3.1 NRZ-DPSK信號的可調(diào)諧解調(diào)器22-24
• 1.3.2 面向新型調(diào)制格式的全光邏輯24-26
• 1.3.3 相位調(diào)制信號的時鐘提取26-30
• 1.3.4 全光緩存器30-33
• 1.4 本論文的主要研究工作33-36
• 2 NRZ-DPSK及QPSK信號的調(diào)制與解調(diào)36-60
• 2.1 引言36
• 2.2 NRZ-DPSK信號的調(diào)制36-42
• 2.2.1 NRZ-DPSK信號的調(diào)制原理36-38
• 2.2.2 NRZ-DPSK信號的調(diào)制仿真及實驗38-42
• 2.3 基于斐索干涉儀的NRZ-DPSK信號可調(diào)諧解調(diào)器42-49
• 2.3.1 NRZ-DPSK信號可調(diào)諧解調(diào)器原理42-44
• 2.3.2 NRZ-DPSK信號可調(diào)諧解調(diào)器的實驗44-49
• 2.4 QPSK信號調(diào)制解調(diào)的研究49-59
• 2.4.1 QPSK信號調(diào)制仿真50-53
• 2.4.2 QPSK信號調(diào)制實驗53-55
• 2.4.3 QPSK信號的解調(diào)55-59
• 2.5 本章小結(jié)59-60
• 3 基于NRZ-DPSK可調(diào)諧解調(diào)器的光信號處理60-84
• 3.1 引言60
• 3.2 NRZ-DPSK信號解調(diào)為不同占空比的RZ信號60-63
• 3.2.1 不同占空比RZ信號的解調(diào)原理60-61
• 3.2.2 不同占空比RZ信號的解調(diào)實驗61-63
• 3.3 基于可調(diào)諧解調(diào)器的電光倍速63-71
• 3.3.1 電光倍速器原理63-65
• 3.3.2 電光倍速實驗65-71
• 3.4 全光時鐘提取71-82
• 3.4.1 NRZ-DPSK信號時鐘提取原理72
• 3.4.2 NRZ-DPSK信號時鐘提取的實驗系統(tǒng)72-75
• 3.4.3 實驗結(jié)果75-82
• 3.5 本章小結(jié)82-84
• 4 SOA對相位調(diào)制信號的影響及其特性的研究84-112
• 4.1 引言84-85
• 4.2 SOA對相位調(diào)制格式信號的作用85-93
• 4.2.1 SOA對NRZ-DPSK信號的作用85-91
• 4.2.2 SOA對QPSK信號的作用91-93
• 4.3 基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)線寬增強因子的測量93-105
• 4.3.1 非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)原理96-97
• 4.3.2 SOA線寬增強因子測量原理97-100
• 4.3.3 實驗及計算結(jié)果100-105
• 4.4 SOA內(nèi)部損耗因子研究105-111
• 4.4.1 內(nèi)部損耗因子理論分析106-107
• 4.4.2 實驗測量及數(shù)據(jù)分析107-111
• 4.5 本章小結(jié)111-112
• 5 相位調(diào)制信號的全光緩存研究112-132
• 5.1 引言112
• 5.2 基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)的全光緩存器原理與結(jié)構(gòu)112-115
• 5.3 NRZ-DPSK信號的非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)115-119
• 5.4 NRZ-DPSK信號的全光緩存119-131
• 5.4.1 NRZ-DPSK信號全光緩存實驗系統(tǒng)119-120
• 5.4.2 NRZ-DPSK信號緩存增益均衡120-123
• 5.4.3 NRZ-DPSK信號全光緩存實驗結(jié)果123-131
• 5.5 本章小結(jié)131-132
• 6 總結(jié)與展望132-134
• 6.1 論文完成的主要工作132-133
• 6.2 進一步工作展望133-134
• 參考文獻134-142
• 索引142-144
• 作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果144-148
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集148

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Akira Hirano,Yutaka Miyamoto,Shoichiro Kuwahara;A Spectral-Mode-Splitting Scheme for CSRZ and CSRZ-DPSK Signal Transmission[J];光學(xué)學(xué)報;2003年S1期

2 鄧大鵬;林初善;趙峰;李洪順;;DPSK/SCM組合調(diào)制在光標記交換中的應(yīng)用性能評估[J];光通信技術(shù);2007年06期

3 ;The effects of PMD and PDL on the performance of OOK and DPSK systems[J];Optoelectronics Letters;2008年01期

4 季福良;史忠科;;DPSK調(diào)制方式在S模式數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2008年04期

5 蘇翼凱;昌慶江;;光載無線信號的OCS-DPSK調(diào)制格式[J];中興通訊技術(shù);2009年03期

6 殷愛菡;周薇;焦曰里;劉方仁;;基于仿真軟件的DPSK光纖傳輸性能研究[J];光通信技術(shù);2010年03期

7 張俊文;邵宇豐;方武良;黃博;陶理;朱江波;遲楠;;Novel orthogonal modulation format DRZ-FSK/DPSK for high-speed long-haul optical communication[J];Chinese Optics Letters;2010年09期

8 尹立強;高玲;;2DPSK系統(tǒng)克服反相工作的分析[J];內(nèi)江科技;2011年10期

9 劉東華,袁嗣杰;一種基于數(shù)字測頻的PCM/DPSK解調(diào)方法[J];電訊技術(shù);2004年06期

10 劉東華,王元欽,馮春燕;PCM/DPSK信號軟件解調(diào)方法研究[J];裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2005年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 付奔;胡毅;;光DPSK調(diào)制原理[A];中國電子學(xué)會第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

2 任宇林;劉賢炳;;差分相移鍵控DPSK在40Gb/sDWDM系統(tǒng)中的仿真[A];中國通信學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 張錦南;袁學(xué)光;任曉敏;黃永清;張陽安;張明倫;;采用下行IRZ上行DPSK信號的新型再調(diào)制DWDM-PON方案[A];2008年中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集（下冊）[C];2009年

4 王地;袁嗣杰;;基于虛擬無線電的DPSK信號解調(diào)算法[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(CCSP-2009)論文集[C];2009年

5 曾曉東;;自動補償型DPSK光零差接收技術(shù)[A];2009年西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

6 鄭建;顏恒平;高天德;;一種超聲波2DPSK編碼通信系統(tǒng)[A];第三屆上�！靼猜晫W(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

7 王昕;;基于DPSK調(diào)制的PC機無線設(shè)備監(jiān)控設(shè)計[A];2008年中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集（下冊）[C];2009年

8 劉竹;許渤;;DPSK與DQPSK光通信系統(tǒng)的影響因素比較[A];2008年中國西部青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

9 王地;袁嗣杰;章蘭英;;一種新穎的DPSK信號軟件解調(diào)算法[A];浙江省電子學(xué)會2009學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉國棟;面向相位調(diào)制信號的若干全光信號處理技術(shù)的研究[D];北京交通大學(xué);2015年

2 張錚;面向新型調(diào)制格式的全光信號處理[D];華中科技大學(xué);2011年

3 黃學(xué)田;下一代光網(wǎng)絡(luò)中的全光信息處理技術(shù)[D];北京郵電大學(xué);2005年

4 張錚;面向新型調(diào)制格式的全光信類號理[D];華中科技大學(xué);2011年

5 師嚴;光標記交換中關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

6 哈米迪（Mahamadou Hamidine）;高速光纖通信系統(tǒng)信號質(zhì)量優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2013年

7 何舟;高速光通信系統(tǒng)中先進調(diào)制格式研究[D];華中科技大學(xué);2011年

8 邵宇豐;高速光通信中新型調(diào)制碼的產(chǎn)生及傳輸[D];湖南大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 齊鳴;DPSK信號解調(diào)及傳輸特性的研究[D];華中科技大學(xué);2007年

2 馬磊;RZ-DPSK光信號新型解調(diào)譯碼系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];山東大學(xué);2015年

3 宋偉偉;基于保偏光纖和半導(dǎo)體光放大器的DPSK信號2R再生研究[D];華中科技大學(xué);2009年

4 武曉霞;基于DPSK的新型調(diào)制格式在高速光纖傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2006年

5 盧宏旺;高速DPSK與相干光通信系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2009年

6 楊俊麒;40G DPSK模塊平衡接收的研究[D];武漢郵電科學(xué)研究院;2010年

7 袁博;采用平衡接收直接檢測的DPSK接收機噪聲分析[D];蘭州大學(xué);2007年

8 王濱;DPSK高速光信號的測量[D];北京交通大學(xué);2012年

9 熊湘軍;DPSK光纖通信系統(tǒng)的分析和模擬實現(xiàn)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

10 鄧青;DPSK光纖通信系統(tǒng)性能研究[D];吉林大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：面向相位調(diào)制信號的若干全光信號處理技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：459473