基于光纖非線性效應(yīng)的碼型轉(zhuǎn)換研究.pdf

1、因?yàn)殡娮油ㄐ旁O(shè)備對輸入功率和邏輯轉(zhuǎn)換速率等有一定的限制，不能滿足人們對更高速率、更長帶寬通信網(wǎng)絡(luò)的需要。于是研究者就展開了光通信的研究。而碼型轉(zhuǎn)換器是光通信中重要的通信設(shè)備。非歸零碼（NRZ）因?yàn)閭鬏斁嚯x短且有較高的色散容忍度而適用于短距離 WDM系統(tǒng)中；而歸零碼（RZ）因?yàn)閾碛休^好的非線性容忍度而常應(yīng)用于 TDM中。因此NRZ碼和RZ碼之間的轉(zhuǎn)換有助于實(shí)現(xiàn)WDM和TDM系統(tǒng)之間的通信交流。
　　本文利用的核心非線性效應(yīng)是四波混頻

2、，并結(jié)合MATLAB仿真軟件實(shí)現(xiàn)NRZ到RZ的碼型轉(zhuǎn)換，主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　(1)從光傳輸方程出發(fā)，分析耦合方程，重點(diǎn)說明了本文所采用的碼型轉(zhuǎn)換依據(jù)的核心非線性效應(yīng)，即簡并FWM，并對碼型轉(zhuǎn)換的原理進(jìn)行了介紹。
　　(2)設(shè)計(jì)出了光電碼型轉(zhuǎn)換仿真結(jié)構(gòu)裝置。該方案能完成光 NRZ到電 RZ的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，從時(shí)域、頻域和眼圖進(jìn)行MATLAB仿真，證明了碼型轉(zhuǎn)換的成功實(shí)現(xiàn)。并分析了輸入泵浦光功率和輸入時(shí)鐘寬度對生成的RZ信號(hào)的

3、影響。以及交換輸入泵浦和 NRZ信號(hào)位置后的碼型轉(zhuǎn)換仿真。結(jié)果表明：交換輸入泵浦和 NRZ信號(hào)的位置都能很好的實(shí)現(xiàn)碼型轉(zhuǎn)換。電域下得到的兩路RZ信號(hào)的功率將會(huì)隨著輸入泵浦光功率的增加而增加。并且，得到的兩路RZ信號(hào)的時(shí)間寬度也會(huì)隨著輸入時(shí)鐘寬度的增加而增加。整個(gè)裝置在輸入功率很小的情況下就可以發(fā)生。整個(gè)轉(zhuǎn)換速率是40 Gb/s。
　　(3)設(shè)計(jì)出了基于M-Z干涉結(jié)構(gòu)的全光碼型轉(zhuǎn)換方案。并采用MATLAB仿真驗(yàn)證了從NRZ到RZ全光

4、碼型轉(zhuǎn)換的成功實(shí)現(xiàn)。采用和光電碼型轉(zhuǎn)換相同的討論分析法，得出了類似的結(jié)論，差別是能夠得到3路RZ信號(hào)。此外，還在此基礎(chǔ)上，仿真討論了XPM和SPM對轉(zhuǎn)換過程的影響。結(jié)果表明，這兩種非線性效應(yīng)會(huì)造成干涉不完全，影響碼型轉(zhuǎn)換。驗(yàn)證完成40 Gb/s的NRZ到3*40 Gb/s RZ的轉(zhuǎn)換。
　　(4)設(shè)計(jì)出了基于Sagnac干涉結(jié)構(gòu)的全光碼型轉(zhuǎn)換方案。采用和M-Z干涉裝置相同的分析方法。區(qū)別M-Z方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)交換泵浦和NRZ碼的