相干通信体制下的全光再生技术研究
发布时间：2023-04-22 05:35
目前,随着云计算、物联网和人工智能等技术的高速发展,社会信息化程度不断加深,通信网络带宽需求呈现爆炸式增长。相干光通信以其超高的光传输容量,越来越多地得到应用。将全光再生技术融入相干通信系统,能够进一步延长光传输距离、提升信号质量,已成为全光再生技术的重要研究方向。全光再生技术是一种在光域实现信号处理的技术,避免了传统光/电/光信号再生的带宽和速度瓶颈。本文研究相干通信体制下高阶调制信号的全光再生技术。论文的主要研究内容和创新如下:1.统一了泵浦消耗情形下空域和频域中光纤非线性耦合理论,推导了空频域复用光纤中四波混频在泵浦消耗条件下的解析解。利用上述耦合理论,研究了多模四波混频效应,数值仿真验证了解析解的正确性。研究表明,通过确定四波混频的准相位匹配范围,可简化波分复用或空分复用系统中级联四波混频(FWM)的分析过程;在泵浦消耗情形下,随着转移功率的增大,准相位匹配范围也越来越小。还讨论了解析解在多波耦合方程的简化和大规模并行相位运算器设计等方面的应用。2.提出一种基于码型变换的正交幅度调制(QAM)信号全光再生方案,首先利用四波混频的光相位共轭和参量增益饱和效应实现星型QAM信号到低...
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 光通信发展概述
1.2 相干通信中的全光再生技术现状
1.2.1 相干光通信技术
1.2.2 全光再生技术
1.2.3 高阶调制信号全光再生
1.2.4 全光再生器的性能监测
1.3 论文主要内容
第二章 空频泵浦消耗四波混频的理论研究方法
2.1 光纤非线性耦合模方程和数值方法介绍
2.1.1 光纤非线性耦合模方程
2.1.2 数值计算方法
2.2 单模光纤泵浦消耗下四波混频的解析分析
2.2.1 泵浦消耗相位不敏感FWM的解析方法
2.2.2 泵浦消耗情形的功率转移特性
2.2.3 泵浦消耗情形的相位匹配条件
2.2.4 小信号近似与泵浦消耗情形的比较
2.3 泵浦消耗条件下空频域四波混频的解析分析理论模型
2.3.1 空频域FWM耦合模方程
2.3.2 解析解的验证
2.3.3 解析分析方法的应用
2.4 本章小结
第三章 基于码型转换的星型QAM信号全光再生技术研究
3.1 星型QAM全光再生系统结构
3.2 QAM信号全光格式转换方案
3.2.1 格式转换的原理
3.2.2 调制格式转换方案的系统结构
3.2.3 8QAM格式转换的结果
3.2.4 16QAM情形的仿真结果
3.3 QAM信号的极坐标全光再生方案
3.3.1 极坐标再生器的系统仿真结构
3.3.2 基于NOLM结构的幅度再生优化
3.3.3 基于PSA的相位再生优化
3.3.4 极坐标QAM再生器的系统性能
3.4 本章小结
第四章 全光再生器的带内光信噪比测量技术研究
4.1 光信噪比测量技术简介
4.1.1 光信噪比定义
4.1.2 光信噪比带外测量技术
4.1.3 光信噪比带内测量技术
4.2 全光再生器的带内光信噪比测量方法
4.2.1 全光再生器的非线性噪声转移特性
4.2.2 全光再生器带内光信噪比的测量原理
4.3 基于PSA结构的全光再生器的OSNR测量
4.3.1 系统结构
4.3.2 测量结果和讨论
4.4 本章小结
第五章 基于少模光纤非线性的参量放大和全光再生研究
5.1 少模通信系统中的光放大和再生技术
5.2 少模光纤参量放大器的研究
5.2.1 少模光纤参量放大器的模型
5.2.2 少模非线性光纤优化
5.2.3 少模参量放大的增益特性
5.3 基于NOLM结构的少模多通道全光再生
5.3.1 少模再生器系统结构
5.3.2 FM-NOLM的工作原理
5.3.3 最佳工作点的条件
5.3.4 FM-NOLM的设计
5.3.5 QPSK信号的再生效果
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3797018
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 光通信发展概述
1.2 相干通信中的全光再生技术现状
1.2.1 相干光通信技术
1.2.2 全光再生技术
1.2.3 高阶调制信号全光再生
1.2.4 全光再生器的性能监测
1.3 论文主要内容
第二章 空频泵浦消耗四波混频的理论研究方法
2.1 光纤非线性耦合模方程和数值方法介绍
2.1.1 光纤非线性耦合模方程
2.1.2 数值计算方法
2.2 单模光纤泵浦消耗下四波混频的解析分析
2.2.1 泵浦消耗相位不敏感FWM的解析方法
2.2.2 泵浦消耗情形的功率转移特性
2.2.3 泵浦消耗情形的相位匹配条件
2.2.4 小信号近似与泵浦消耗情形的比较
2.3 泵浦消耗条件下空频域四波混频的解析分析理论模型
2.3.1 空频域FWM耦合模方程
2.3.2 解析解的验证
2.3.3 解析分析方法的应用
2.4 本章小结
第三章 基于码型转换的星型QAM信号全光再生技术研究
3.1 星型QAM全光再生系统结构
3.2 QAM信号全光格式转换方案
3.2.1 格式转换的原理
3.2.2 调制格式转换方案的系统结构
3.2.3 8QAM格式转换的结果
3.2.4 16QAM情形的仿真结果
3.3 QAM信号的极坐标全光再生方案
3.3.1 极坐标再生器的系统仿真结构
3.3.2 基于NOLM结构的幅度再生优化
3.3.3 基于PSA的相位再生优化
3.3.4 极坐标QAM再生器的系统性能
3.4 本章小结
第四章 全光再生器的带内光信噪比测量技术研究
4.1 光信噪比测量技术简介
4.1.1 光信噪比定义
4.1.2 光信噪比带外测量技术
4.1.3 光信噪比带内测量技术
4.2 全光再生器的带内光信噪比测量方法
4.2.1 全光再生器的非线性噪声转移特性
4.2.2 全光再生器带内光信噪比的测量原理
4.3 基于PSA结构的全光再生器的OSNR测量
4.3.1 系统结构
4.3.2 测量结果和讨论
4.4 本章小结
第五章 基于少模光纤非线性的参量放大和全光再生研究
5.1 少模通信系统中的光放大和再生技术
5.2 少模光纤参量放大器的研究
5.2.1 少模光纤参量放大器的模型
5.2.2 少模非线性光纤优化
5.2.3 少模参量放大的增益特性
5.3 基于NOLM结构的少模多通道全光再生
5.3.1 少模再生器系统结构
5.3.2 FM-NOLM的工作原理
5.3.3 最佳工作点的条件
5.3.4 FM-NOLM的设计
5.3.5 QPSK信号的再生效果
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3797018
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3797018.html