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基于光纤自相位调制全光再生技术的研究

作　者: 张婧
导　师: 潘炜
学　校: 西南交通大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 光通信全光再生色散自相位调制多波长色散管理 Q因子
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着波分复用技术的发展,全光再生技术成为未来全光网络的核心技术之一。基于光纤自相位调制的全光再生技术,由于其受环境和速率影响较小,可以改善误码率和Q因子,并且具有可操作性强,成本较低,易于向多波长方向拓展等优点,因而得到国内外的广泛关注。本文围绕光纤自相位调制加偏移滤波型全光再生的设计方案,从单波长和多波长两个方面对再生器参数以及性能优化进行研究。首先在非线性薛定谔方程的基础上,分析了光纤传输中各种非线性效应以及光纤自相位调制全光再生的基本原理。其次,针对单波长全光再生,讨论了色散效应对再生器转移函数和Q因子改进量的影响,分析了再生器中色散和自相位调制的相互作用,提出一种通过改变再生器光纤结构实现转移函数平坦区改善的方法；同时对于RZ-DPSK信号,研究了利用自相位调制实现再生的局限性,给出了利用四波混频实现再生的初始条件。最后讨论了多波长全光再生中光纤平均色散对再生性能的影响,提出一种基于色散管理的再生器优化方法,有效克服了波长间色散差异导致的再生器性能稳定性的下降。研究结果表明：单波长再生器中,色散会调节展宽的各频谱分量,使Q因子改进量变小；当色散和自相位调制相互作用保持稳定时,再生器的性能基本不变；在两段高非线性光纤间加入适当长度色散补偿光纤,可使转移函数的平坦区范围显著增加；利用光纤自相位调制的结构不能直接对RZ-DPSK信号实现再生,利用四波混频实现再生的初始条件是不仅要确保四波混频有较高的转换效率,泵浦光波长小于零色散波长,还要保证两波长间隔以及信号光和泵浦光波长间隔满足一定的关系。基于色散管理的多波长再生系统中,光纤平均色散为正值时再生效果较好；通过选择色散补偿光纤和单模光纤的长度,使其合成的色散曲线与各波长分别达到最优再生性能时对应的色散曲线近似拟合,同时保证该色散曲线落在性能满意度高的色散区域,调整信号输入功率和滤波器偏移量,可有效的改善多波长再生性能的稳定性,实现再生器的优化。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-16
  1.1 全光再生研究背景  11
  1.2 全光再生研究方向  11-12
  1.3 光纤自相位调制全光再生研究现状  12-15
    1.3.1 单波长全光再生  12-13
    1.3.2 多波长全光再生  13-15
  1.4 论文结构安排  15-16
第二章全光再生的理论基础  16-25
  2.1 脉冲在光纤中的传输  16
  2.2 自相位调制  16-19
    2.2.1 非线性相移  16-18
    2.2.2 脉冲频谱的变化  18-19
  2.3 交叉相位调制与四波混频  19-21
  2.4 群速度色散  21-23
  2.5 光纤自相位调制全光再生的基本原理  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第三章基于光纤的单波长全光再生的研究  25-40
  3.1 全光再生的结构模型  25
  3.2 色散效应对全光再生性能的影响  25-33
    3.2.1 色散与自相位调制的相互作用  25-29
    3.2.2 转移函数平坦区的改进  29-33
  3.3 RZ-DPSK全光再生的研究  33-38
    3.3.1 自相位调制全光再生的局限性  33-36
    3.3.2 四波混频全光再生的初始条件  36-38
  3.4 本章小结  38-40
第四章基于光纤的多波长全光再生的研究  40-48
  4.1 多波长全光再生结构模型  40-41
  4.2 光纤平均色散对再生器的影响  41-44
  4.3 多波长全光再生的色散管理优化  44-47
    4.3.1 色散管理优化方案  44-46
    4.3.2 优化结果比较  46-47
  4.4 本章小结  47-48
结论与展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-56
攻读硕士学位期间发表的论文  56-57

基于光纤自相位调制全光再生技术的研究

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