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基于SOA四波混频全光组播的研究

发布时间:2018-02-20 23:03

  本文关键词: 全光信号处理 全光组播技术 半导体光放大器 四波混频 级联 出处:《电子科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着信息时代的到来,为了满足人们巨大的信息需求,目前的光纤通信网络正朝着大容量、高速率的方向发展。要实现大容量、高速率的光纤通信网络,就要求通信网络节点对信号处理的速度能与在光纤中传输信号的速率相匹配。由于“电子瓶颈”的存在,传统的光-电-光信号处理方式难以实现这一目标,为此人们提出了全光通信网络,在光域上直接进行信号处理。其中全光组播技术是全光网络的重要组成部分,通过全光组播技术可以提高网络的灵活性,更充分地利用网络资源,并且全光组播是解决“电子瓶颈”的重要手段,所以对于全光组播技术的研究是非常重要的。本文介绍了光纤通信发展的现状和趋势,综述了全光组播技术的种类、工作原理、以及国内外发展现状及方向,并得出基于半导体光放大器四波混频的全光组播技术是未来的发展趋势。推导了半导体光放大器的理论模型,建立了半导体光放大器中四波混频的模型,针对基于半导体光放大器四波混频全光组播方案进行了详细的讨论和研究。本论文的主要工作包括:1、研究了半导体光放大器的基本理论,推导了半导体光放大器的基本方程和耦合方程,并在此基础上得到了半导体光放大器的理论模型和基于半导体光放大器四波混频模型。2、通过仿真研究了基于半导体光放大器四波混频全光组播,得到了不同因素与基于半导体光放大器四波混频全光组播转换效率的关系,为之后的实验提供参考。3、通过实验实现了基于半导体光放大器四波混频全光组播,验证了各个因素对基于半导体光放大器四波混频全光组播转换效率的影响,并通过测试转换信号的眼图和误码率,确定了各个因素与转换信号质量的曲线关系。4、研究了基于半导体光放大器四波混频全光组播转换效率低的原因及解决方案,通过仿真,实现了采用注入短波长辅助光提高转换效率的方案,并提出了一种基于级联半导体光放大器四波混频全光组播的解决方案,使得组播信号转换效率平均提高了3-4dB,信号质量得到明显改善,功率代价得到降低。5、对论文工作进行总结,并对基于半导体光放大器四波混频全光组播的前景进行了展望,制订了下一步的研究计划。
[Abstract]:With the arrival of the information age, in order to meet the huge information needs of people, the current optical fiber communication network is developing towards the direction of large capacity and high speed. It is required that the speed of signal processing in communication network nodes can match the rate of signal transmission in optical fiber. Due to the existence of "electronic bottleneck", traditional optical-electric-optical signal processing methods are difficult to achieve this goal. For this reason, all-optical communication networks are proposed to process signals directly in the optical domain, in which all-optical multicast technology is an important part of all-optical networks, and the flexibility of the network can be improved by all-optical multicast technology. Making full use of network resources, and all optical multicast is an important means to solve the "electronic bottleneck", so the research of all optical multicast technology is very important. In this paper, the types, working principle, development status and direction of all optical multicast technology are summarized. It is concluded that the all-optical multicast technology based on semiconductor optical amplifier four-wave mixing is the development trend in the future. The theoretical model of semiconductor optical amplifier is derived, and the model of four-wave mixing in semiconductor optical amplifier is established. In this paper, a four-wave mixing all-optical multicast scheme based on semiconductor optical amplifier is discussed and studied in detail. The main work of this thesis includes: 1. The basic theory of semiconductor optical amplifier is studied. The basic equation and coupling equation of semiconductor optical amplifier are derived. On this basis, the theoretical model of semiconductor optical amplifier and the four-wave mixing model of semiconductor optical amplifier based on .2are obtained, and the four-wave mixing all-optical multicast based on semiconductor optical amplifier is studied by simulation. The relationship between the different factors and the conversion efficiency of four-wave mixing all-optical multicast based on semiconductor optical amplifier is obtained, which provides a reference for the later experiments. Through the experiment, the four-wave mixing all optical multicast based on semiconductor optical amplifier is realized. The effects of various factors on the conversion efficiency of four-wave mixing all-optical multicast based on semiconductor optical amplifier are verified, and the eye pattern and bit error rate of the converted signal are tested. The relationship between each factor and the conversion signal quality is determined. 4. The reason and solution of the low conversion efficiency of four-wave mixing all-optical multicast based on semiconductor optical amplifier are studied. The scheme of improving conversion efficiency by injecting short wavelength auxiliary light is realized, and a solution based on cascade semiconductor optical amplifier four-wave mixing all optical multicast is proposed. The efficiency of multicast signal conversion is improved by 3-4dB on average, the signal quality is obviously improved, the power cost is reduced by .5. the work of this paper is summarized, and the prospect of four-wave mixing all-optical multicast based on semiconductor optical amplifier is prospected. A plan for the next step was drawn up.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.1

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本文编号:1520279


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