高速光传输系统中的调制格式及其性能研究

论文摘要

目前,高速光传输系统正在向着单信道40Gb/s的方向发展,信道容量提高的同时,所带来的传输损伤也更加严重。高级光调制技术作为高速、长距离光传输系统的关键技术之一,可以明显减轻系统的传输损伤,并且不需要对现有的传输线路作大的修改,具有很高的商业价值。现今10Gb/s系统中普遍采用的OOK调制格式已经难以满足更高速率系统性能的要求。本文针对40Gb/s高速光传输系统中的相位调制格式和幅度相位联合键控调制格式进行研究。首先研究了不同相位调制格式的调制接收原理,仿真分析了其传输特性以及由接收机频率失谐、移相误差、延时误差所带来的系统性能影响;然后研究了幅度相位联合键控调制格式的调制接收原理,仿真分析了其传输特性,并就自相位调制(SPM)对幅度相位联合键控调制格式相位支路的影响展开深入分析;根据自相位调制影响相位支路性能的原因——非线性相移,提出了非线性相移的预补偿方式,通过仿真验证了其有效性,并推导出了相位预补偿量参考公式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光网络发展趋势
• 1.3 WDM 超长距离光传输系统的关键技术
• 1.4 WDM 高速光传输系统中的调制技术
• 1.5 本文的主要工作和章节安排
• 第二章 光调制的相关器件与系统模型
• 2.1 马赫-曾德尔调制器
• 2.1.1 电光效应
• 2.1.2 MZ 调制器的调制原理
• 2.2 马赫-曾德尔时延干涉仪
• 2.3 光纤模型
• 2.4 直接检测接收机
• 2.5 平衡光电检测接收机
• 第三章 基于相位的光调制格式
• 3.1 DPSK 调制格式
• 3.1.1 DPSK 信号的调制
• 3.1.2 DPSK 信号的解调
• 3.1.3 DPSK 信号的特点
• 3.2 DQPSK 调制格式
• 3.2.1 DQPSK 信号的调制
• 3.2.2 DQPSK 信号的解调
• 3.2.3 DQPSK 信号的特点
• 3.3 8DPSK 调制格式
• 3.3.1 8DPSK 信号的调制
• 3.3.2 8DPSK 信号的解调
• 3.3.3 8DPSK 信号的预编码
• 3.3.4 8DPSK 信号的特点
• 3.4 相位调制格式传输特性分析
• 3.4.1 色散容限
• 3.4.2 非线性容限
• 3.5 DPSK 和DQPSK 接收机性能分析
• 3.5.1 时延干涉仪（MZI）频率失谐
• 3.5.2 时延干涉仪（MZI）延迟误差
• 3.5.3 DQPSK 移相误差
• 第四章 幅度相位联合键控调制格式
• 4.1 ASK-DPSK 调制格式
• 4.1.1 ASK-DPSK 信号的调制
• 4.1.2 ASK-DPSK 信号的解调
• 4.1.3 ASK-DPSK 信号的最优消光比
• 4.2 ASK-DQPSK 调制格式
• 4.2.1 ASK-DQPSK 信号的调制
• 4.2.2 ASK-DQPSK 信号的解调
• 4.2.3 ASK-DQPSK 信号的最优消光比
• 4.3 幅度相位联合键控调制格式色散传输特性分析
• 4.4 非线性效应对幅度相位联合键控调制格式的影响
• 4.4.1 自相位调制（SPM）
• 4.4.2 SPM 对ASK-DQPSK 信号相位支路的影响
• 4.4.3 非线性相移预补偿
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果