160Gbit-s光時分復(fù)用系統(tǒng)中時鐘提取與解復(fù)用器模塊的研究.pdf

1、與當(dāng)前廣泛應(yīng)用的波分復(fù)用系統(tǒng)（WDM）相比，光時分復(fù)用系統(tǒng)（OTDM）有其自身的優(yōu)點。例如不需要復(fù)雜的波長管理、只需要單一的光源等等，同時OTDM配合WDM可以實現(xiàn)超高速率的光傳輸。因此研究高速OTDM系統(tǒng)有著十分重要的意義。而時鐘恢復(fù)與解復(fù)用模塊是OTDM系統(tǒng)的重要組成部分，對系統(tǒng)接收的誤碼率有著重要的影響。本論文圍繞160Gbit/s OTDM系統(tǒng)，對時鐘恢復(fù)與解復(fù)用模塊進(jìn)行以下幾方面的研究： 1、探討了電吸收調(diào)制器（EAM

2、）的工作機(jī)理，和基于EAM的解復(fù)用器的原理。通過實驗觀察EAM的采樣窗口，證明了EAM采樣窗口的工作特性與其本身型號以及驅(qū)動射頻信號頻率密切相關(guān)。從而為160Gbit/s OTDM系統(tǒng)兩級EAM級聯(lián)結(jié)構(gòu)的解復(fù)用器的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。最后在背靠背傳輸?shù)幕A(chǔ)上，利用發(fā)送端時鐘源實現(xiàn)了對160Gbit/s信號的解復(fù)用工作，通過實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)采樣窗口與脈沖信號未對準(zhǔn)時將會造成很大的誤碼，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。 2、從理論上推導(dǎo)了描述電/光電鎖相

3、環(huán)噪聲行為的隨機(jī)微分方程，在此基礎(chǔ)上利用小信號分析法將郎之萬方程線性化。由于電鎖相環(huán)電路與光電鎖相環(huán)電路的噪聲行為有其相似性，可以利用矩陣將前面得到的方程抽象化，得到統(tǒng)一的描述電/光電鎖相環(huán)噪聲行為的矩陣方程。進(jìn)而求出其自相關(guān)函數(shù)與概率密度函數(shù)的統(tǒng)一表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上利用維納辛欽定理，討論鎖相環(huán)參數(shù)對于相位噪聲/抖動的影響。 3、基于偏振主態(tài)模型，討論了一階PMD對于時鐘提取的影響。采用偏振主態(tài)模型，將一階PMD近似為光功率比為

4、γ，時間間隔為DGD（τ）的兩個光脈沖。因此分析PMD對于系統(tǒng)的影響就簡化為分析這兩個光脈沖通過一個系統(tǒng)的影響問題，從而避開了繁瑣的電磁場理論分析。在借鑒已有的一階PMD對于濾波器時鐘恢復(fù)電路的影響的基礎(chǔ)上，獨立得到了PMD對于鎖相環(huán)電路抖動影響的解析表達(dá)式，并做了簡要分析。 4、通過實驗驗證了利用反饋環(huán)路時鐘提取的結(jié)構(gòu)，可以利用低速的（10Gbit/s）SDH商用時鐘與數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊實現(xiàn)高速（160Gbit/s）的OTDM系統(tǒng)的