光纖通信系統(tǒng)中碼型調制和性能監(jiān)測技術的研究.pdf

1、近幾年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的迅猛增長對骨干網(wǎng)絡和接入網(wǎng)絡的傳輸和處理能力提出了更高的要求，刺激了光纖通信新技術的發(fā)展，出現(xiàn)和發(fā)明了大量新型的光纖通信器件，新型的光纖通信子系統(tǒng)也取得重要進展，光纖通信又一次出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面。本論文圍繞光纖通信系統(tǒng)中的子系統(tǒng)設計，以提高系統(tǒng)傳輸性能，確保信號傳輸質量為目標，主要對碼型調制和性能監(jiān)測技術進行了研究，具體在以下幾個方面： 基于雙平行調制器的多碼型發(fā)射機：光發(fā)射機是光纖通信中的基本設備，它

2、負責將待發(fā)射的電信號通過調制等方式變換成光信號，并送入光纖傳輸。目前，雖然光發(fā)射機研究較多，但是碼型可調的光發(fā)射機的研究很少見諸報道。多碼型發(fā)射機可以根據(jù)應用環(huán)境的不同及時地調整發(fā)射碼型，在應用中具有現(xiàn)實意義。本論文第二章利用雙路Mach-Zehnder調制器，它可以產生Duobinary，RZ-AMI以及Manchester等碼型，并可以方便地在各種信號格式之間切換，適用于不同應用環(huán)境下對不同調制碼型的要求。通過上述調制碼型的產生，證

3、明了信號編碼也可以利用雙路Mach-Zehnder調制器在光上完成。Duobinary和RZ-AMI信號的產生說明對光信號實現(xiàn)了加減運算，Manchester信號的產生說明對光信號產生了等效的異或運算。 基于偏振正交載波復用的DPSK系統(tǒng)中的頻率偏移監(jiān)測技術：差分相移鍵控(DPSK)信號是光纖通信中常用的調制格式之一，由于判決門限固定，采用平衡接收的DPSK信號相比OOK信號接收而言對光信號的功率變化提供了更高的容忍度。然而，在

4、DPSK解調系統(tǒng)中要求DPSK信號中心頻率與干涉儀中心頻率對準，而激光器長期工作的不穩(wěn)定性會給DPSK信號接收帶來功率代價。本文在第三章詳細報道了我們提出的基于偏振正交載波復用的頻率偏移監(jiān)測方法，它具有監(jiān)測裝置簡單，監(jiān)測靈敏度高等特點，且監(jiān)測信號輸出與頻率偏移之間近似為線性關系，這就為DPSK解調系統(tǒng)的反饋控制提供了良好的條件。 基于相干檢測的帶內OSNR和光譜監(jiān)測技術：OSNR監(jiān)測是了解系統(tǒng)工作性能，估計信號傳輸質量的一個重要

5、的技術手段。然而，在可重構光網(wǎng)絡中，由于每一信道經過的物理路徑不同，使得帶內OSNR監(jiān)測成為一個重要的問題。本論文第四章詳細分析了已有的OSNR監(jiān)測技術的優(yōu)勢和不足，提出了一種基于相干檢測的帶內OSNR和光譜監(jiān)測技術，實驗結果表明，在16-30dB的范圍內，我們提出的OSNR監(jiān)測技術可以較精確地監(jiān)測信號的OSNR，使用相干檢測方法得到的OSNR值與標準值相比，最大誤差不超過0.5dB。使用相干檢測技術，我們還實現(xiàn)了帶內ASE光譜和信號光

6、譜的監(jiān)測。測得的帶內ASE光譜揭示了濾波器的通帶特性，通過結合信號光譜，可以用來監(jiān)測濾波器中心與信號中心波長的頻率飄移。實驗結果表明，我們提出的方法可以較準確地完成這一功能。 抗偏振傳輸損傷的帶內OSNR監(jiān)測技術：在WDM光纖傳輸系統(tǒng)中，XPM效應導致的偏振散射效應(PolarizationScattering)會造成信號的偏振狀態(tài)產生隨機變化，這就破壞了已有的OSNR監(jiān)測方案成立的條件，給OSNR監(jiān)測帶來很大的誤差。因此，尋找

7、一種抗偏振傳輸損傷的OSNR監(jiān)測技術就顯得愈發(fā)重要。本文第五章提出了一種基于拍頻噪聲測量的OSNR監(jiān)測方案，該技術適用于光同步傳輸數(shù)據(jù)。對于類SONET數(shù)據(jù)流，實驗驗證了在偏振散射效應存在的情況下所提出的OSNR監(jiān)測方案的性能。實驗結果表明，所提出的方案可以抵抗偏振傳輸損傷，在10-27dB的范圍內，OSNR監(jiān)測誤差不超過0.8dB。同時，驗證了所提出的OSNR監(jiān)測方案對同步分組數(shù)據(jù)流的OSNR監(jiān)測效果，所得結果表明，對兩個分組的數(shù)據(jù)流