光纖通信系統(tǒng)中碼型調(diào)制和性能監(jiān)測技術(shù)的研究.pdf

1、近幾年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛增長對骨干網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shè)計，以提高系統(tǒng)傳輸性能，確保信號傳輸質(zhì)量為目標(biāo)，主要對碼型調(diào)制和性能監(jiān)測技術(shù)進行了研究，具體在以下幾個方面： 基于雙平行調(diào)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(shè)備，它

2、負責(zé)將待發(fā)射的電信號通過調(diào)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(diào)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(yīng)用環(huán)境的不同及時地調(diào)整發(fā)射碼型，在應(yīng)用中具有現(xiàn)實意義。本論文第二章利用雙路Mach-Zehnder調(diào)制器，它可以產(chǎn)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(yīng)用環(huán)境下對不同調(diào)制碼型的要求。通過上述調(diào)制碼型的產(chǎn)生，證

3、明了信號編碼也可以利用雙路Mach-Zehnder調(diào)制器在光上完成。Duobinary和RZ-AMI信號的產(chǎn)生說明對光信號實現(xiàn)了加減運算，Manchester信號的產(chǎn)生說明對光信號產(chǎn)生了等效的異或運算。 基于偏振正交載波復(fù)用的DPSK系統(tǒng)中的頻率偏移監(jiān)測技術(shù)：差分相移鍵控(DPSK)信號是光纖通信中常用的調(diào)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(diào)系統(tǒng)中要求DPSK信號中心頻率與干涉儀中心頻率對準(zhǔn)，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(fù)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(guān)系，這就為DPSK解調(diào)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(nèi)OSNR和光譜監(jiān)測技術(shù)：OSNR監(jiān)測是了解系統(tǒng)工作性能，估計信號傳輸質(zhì)量的一個重要

5、的技術(shù)手段。然而，在可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)中，由于每一信道經(jīng)過的物理路徑不同，使得帶內(nèi)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(shù)的優(yōu)勢和不足，提出了一種基于相干檢測的帶內(nèi)OSNR和光譜監(jiān)測技術(shù)，實驗結(jié)果表明，在16-30dB的范圍內(nèi)，我們提出的OSNR監(jiān)測技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)值相比，最大誤差不超過0.5dB。使用相干檢測技術(shù)，我們還實現(xiàn)了帶內(nèi)ASE光譜和信號光

6、譜的監(jiān)測。測得的帶內(nèi)ASE光譜揭示了濾波器的通帶特性，通過結(jié)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(jié)果表明，我們提出的方法可以較準(zhǔn)確地完成這一功能。 抗偏振傳輸損傷的帶內(nèi)OSNR監(jiān)測技術(shù)：在WDM光纖傳輸系統(tǒng)中，XPM效應(yīng)導(dǎo)致的偏振散射效應(yīng)(PolarizationScattering)會造成信號的偏振狀態(tài)產(chǎn)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(shù)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(shù)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(yīng)存在的情況下所提出的OSNR監(jiān)測方案的性能。實驗結(jié)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(nèi)，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(jié)果表明，對兩個分組的數(shù)據(jù)流