光纖通信系統(tǒng)中碼型調(diào)制和性能監(jiān)測(cè)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(duì)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(jìn)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(jì)，以提高系統(tǒng)傳輸性能，確保信號(hào)傳輸質(zhì)量為目標(biāo)，主要對(duì)碼型調(diào)制和性能監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究，具體在以下幾個(gè)方面： 基于雙平行調(diào)制器的多碼型發(fā)射機(jī)：光發(fā)射機(jī)是光纖通信中的基本設(shè)備，它

2、負(fù)責(zé)將待發(fā)射的電信號(hào)通過調(diào)制等方式變換成光信號(hào)，并送入光纖傳輸。目前，雖然光發(fā)射機(jī)研究較多，但是碼型可調(diào)的光發(fā)射機(jī)的研究很少見諸報(bào)道。多碼型發(fā)射機(jī)可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同及時(shí)地調(diào)整發(fā)射碼型，在應(yīng)用中具有現(xiàn)實(shí)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(hào)格式之間切換，適用于不同應(yīng)用環(huán)境下對(duì)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(hào)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(hào)的產(chǎn)生說明對(duì)光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了加減運(yùn)算，Manchester信號(hào)的產(chǎn)生說明對(duì)光信號(hào)產(chǎn)生了等效的異或運(yùn)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(cè)技術(shù)：差分相移鍵控(DPSK)信號(hào)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(hào)相比OOK信號(hào)接收而言對(duì)光信號(hào)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(hào)中心頻率與干涉儀中心頻率對(duì)準(zhǔn)，而激光器長期工作的不穩(wěn)定性會(huì)給DPSK信號(hào)接收帶來功率代價(jià)。本文在第三章詳細(xì)報(bào)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(cè)方法，它具有監(jiān)測(cè)裝置簡單，監(jiān)測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)，且監(jiān)測(cè)信號(hào)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(cè)的帶內(nèi)OSNR和光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)：OSNR監(jiān)測(cè)是了解系統(tǒng)工作性能，估計(jì)信號(hào)傳輸質(zhì)量的一個(gè)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(cè)成為一個(gè)重要的問題。本論文第四章詳細(xì)分析了已有的OSNR監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足，提出了一種基于相干檢測(cè)的帶內(nèi)OSNR和光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在16-30dB的范圍內(nèi)，我們提出的OSNR監(jiān)測(cè)技術(shù)可以較精確地監(jiān)測(cè)信號(hào)的OSNR，使用相干檢測(cè)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(cè)技術(shù)，我們還實(shí)現(xiàn)了帶內(nèi)ASE光譜和信號(hào)光

6、譜的監(jiān)測(cè)。測(cè)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(hào)光譜，可以用來監(jiān)測(cè)濾波器中心與信號(hào)中心波長的頻率飄移。實(shí)驗(yàn)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(cè)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(huì)造成信號(hào)的偏振狀態(tài)產(chǎn)生隨機(jī)變化，這就破壞了已有的OSNR監(jiān)測(cè)方案成立的條件，給OSNR監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)量的OSNR監(jiān)測(cè)方案，該技術(shù)適用于光同步傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)于類SONET數(shù)據(jù)流，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在偏振散射效應(yīng)存在的情況下所提出的OSNR監(jiān)測(cè)方案的性能。實(shí)驗(yàn)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(cè)誤差不超過0.8dB。同時(shí)，驗(yàn)證了所提出的OSNR監(jiān)測(cè)方案對(duì)同步分組數(shù)據(jù)流的OSNR監(jiān)測(cè)效果，所得結(jié)果表明，對(duì)兩個(gè)分組的數(shù)據(jù)流