光DPSK調(diào)制及MZ干涉儀穩(wěn)定性的研究.pdf

1、調(diào)制在通信系統(tǒng)中有十分重要的作用。差分相移鍵控(DPSK)是一種相位調(diào)制技術(shù)，它利用前后碼元載波相位的差值來(lái)傳送數(shù)字信息。在高速大容量通信網(wǎng)絡(luò)里，光DPSK調(diào)制是最具潛力的一種格式。原因在于它具有接收靈敏度高的特性且其對(duì)各種信號(hào)損傷具有天然抵御力，同時(shí)它克服了絕對(duì)相移鍵控(PSK)信號(hào)在相干解調(diào)時(shí)出現(xiàn)的反相工作狀態(tài)。 現(xiàn)今，光的相位調(diào)制技術(shù)大多是基于馬赫-曾德?tīng)?Mach-Zehnder，MZ)干涉儀型鈮酸鋰調(diào)制器的。其特點(diǎn)是電

2、對(duì)光進(jìn)行調(diào)制。然而電子器件限制高比特率傳輸?shù)钠款i問(wèn)題把傳輸速率限制在40Gbit/s下。 本文提出了一種基于SOA-MZI的光DPSK調(diào)制系統(tǒng)方案。該方案的新穎之處在于實(shí)現(xiàn)了光對(duì)光的調(diào)制，從而擺脫了電子瓶頸的束縛。其原理是利用半導(dǎo)體光放大器(semiconductor optical amplifier,SOA)作為調(diào)制器，在輸入光信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，控制光纖MZ干涉儀兩個(gè)臂的輸出，最后得到DPSK調(diào)制信號(hào)。以SOA作為調(diào)制器主要是基

3、于其非線性效應(yīng)中的交叉增益調(diào)制(XGM)效應(yīng)。理論分析驗(yàn)證了該方案的J下確性。 然而，光纖MZ干涉儀的不穩(wěn)定性將是約束該方案實(shí)現(xiàn)的主要因素。因此，本文還對(duì)光纖MZ干涉儀的不穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了一種相位補(bǔ)償電路。該電路的原理是利用改進(jìn)型光纖MZ干涉儀的三個(gè)輸出光信號(hào)的相位依次相差1200的信息，對(duì)其中兩路信號(hào)進(jìn)行處理，從而達(dá)到控制第三路信號(hào)輸出的目的。本文通過(guò)軟件仿真及實(shí)際搭接電路驗(yàn)證了該電路的正確性和可行性。在此基礎(chǔ)上，完成

4、了補(bǔ)償電路的PCB設(shè)計(jì)、焊接和調(diào)試并搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。當(dāng)輸入波長(zhǎng)為1553.3nm，功率為1.001mW的光信號(hào)時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，加入補(bǔ)償電路前，隨著外界環(huán)境的變化，光纖MZ干涉儀輸出信號(hào)的波動(dòng)比較大，最大波動(dòng)幅度甚至超過(guò)40mV；加入補(bǔ)償電路后，信號(hào)變得很平穩(wěn)，最大波動(dòng)幅度在5mV左右。因此，該電路可以對(duì)光纖MZ干涉儀的的相位進(jìn)行補(bǔ)償。穩(wěn)定性問(wèn)題的解決將極大地促進(jìn)其在實(shí)際中的應(yīng)用。 同時(shí)，本文對(duì)所用光電二極管(PIN)的響應(yīng)度進(jìn)