高阶调制格式信号全光幅相再生技术研究
发布时间：2021-01-11 09:05
随着5G技术标准的发布,5G网络预计2020年实现商业部署。巨大的带宽需求及众多的业务种类给底层承载网络带来了空前压力,底层承载网络面临的首要问题是不断提高网络容量以满足上层网络快速增加的带宽需求。高阶调制格式的光信号相比于二进制启闭键控（On-Off Keying,OOK）更能满足底层承载网对带宽的需求,但是光信号随怎调制格式的增加会导致信号的抗干扰能力下降。同时光信号在光纤传输中产生的非线性效应噪声会对信号的传输产生干扰。对高阶调制格式信号再生的研究能够提高光信号在传输过程中的质量。本论文主要工作和研究内容如下:首先对光电光转换的信号处理和全光信号处理进行了探讨,全光信号处理的方式相比于光电光转换的方式更适用于超高速的网络。对全光信号处理中基于相位敏感放大（phase sensitive amplifier,PSA）的高阶调制格式光信号的再生进行调研,对用PSA实现幅相再生中存在的问题进行了探讨。其次对非线性效应在信号上的影响进行了探讨。在通过PSA实现信号的幅相再生的过程中伴随着各种非线性效应的影响。给出了非线性效应对信号幅度和相位影响的理论分析和仿真,同时给出了消除非线性效应噪...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１四个光波进入高非光纤??
°Ｖ?ｍ３??（〇）??图２－２四波混频效应的分类［３７］??四波混频还可以分为简并和非简并的四波混频。在湮灭的光子＾％和⑴２相等??为简并的四波混频，简并的四波混频只需要一个泵浦波就能完成整个过程，如图??２－２?（ａ）。在湮灭的光子频率为叫和奶不相等为非简并的四波混频，在这个条件??发生四波混频需要入射两个频率不相等的栗浦波，如图２－２?（ｂ）和２－２?（ｃ）。四??波混频是一个能量转移的过程，把强栗浦波的能量转移到低能量频率上，强栗浦??的光子湮灭在上下频移的两个波生成。如果低能量的弱信号同高能量的泵浦波一??同进入到非线性介质当中，此时能量会从泵浦波转移到弱信号上，这时候弱信号??会受到放大，同时生成新的闲频波，这种引起放大的增益就是参量增益。由上面??分析四波混频的过程可以看出，四波混频是一个能量守恒的光子湮灭和生成的一??个过程。参与四波混频的光子首先要满足相位匹配
图２－４用四波混频实现谐波叠加??用谐波叠加的方式来实现相位敏感关键在于是如何实现谐波叠加，通过对输??入信号和泵浦的频率控制，用四波混频效应在所需频率产生谐波进行叠加，图２－??４给出了用四波混频实现叠加的结构来说明如何用四波混频实现谐波叠加。泵浦??Ｐ１和栗浦Ｐ２同信号Ｓ１送入高非光纤，信号Ｓ１和泵浦Ｐ２的频率间隔是彳目号Ｓ１??和Ｐ１间隔的三倍。为了方便分析，假设泵浦Ｐ１和泵浦Ｐ２的输入相位为零。泵??浦Ｐ１和信号Ｓ１发生级联的四波混频，在Ｓ３频率处生成相位为刼的谐波。再考??虑信号Ｓ１同栗浦Ｐｌ，Ｐ２发生的四波混频，会在Ｓ３频率处生成了相位为的??谐波。所以Ｓ３的相位为－Ｐ?＋?Ｗ３０。ｍ的功率由输入信号和栗浦来控制。可以发??现通过控制输入信号和泵浦的功率和频率来实现谐波的叠加。??（ａ）?９〇?（ｂ）?９〇??１２０?６０?１２０?６０??１５０?＾?Ｘ?３０?１５０?３０??＾?＼?ｒ＊＇??［?＼?＼?｜??１８０?ｆ?Ｉ?〇?１８０?１?｜?０??＼?／?／?＿?Ｉ??２１０?．＼、?３３０?２１０?３３０??２４０?３００?２４０?３００??２７０?２７０??图２－５谐波叠加的相敏放大星座图??图２－５给出了谐波叠加的相敏放大。输入的信号为而输出信号的相位为??－ｐ?＋?ＯＴ３ｐ。很明显输出信号和输出信号相位发生了改变，输出的信号是相位敏感??的，取决于输入的信号。可以看到输入的全相位信号的星座图为一个完整的圆，??如图２－５?（ａ）。通过相敏放大后的星座图朝２条线聚拢，如图２－５?（ｂ）。用谐波??叠加的方式实现相敏放大具体的方式是多样的
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速相干光通信系统相关技术分析[J]. 于航,刘津铭,冒志敏. 通讯世界. 2017(03)
[2]基于星座图设计的矢量调制误差计量方法研究[J]. 方宏,卞昕,何昭,周鑫. 仪器仪表学报. 2013(01)
[3]光纤通信的发展现状和未来[J]. 王磊,裴丽. 中国科技信息. 2006(04)
[4]掺铒光纤放大器（EDFA）原理及应用[J]. 杜延飞. 聊城大学学报(自然科学版). 2005(03)
硕士论文
[1]基于磁光四波混频的全光再生技术研究[D]. 袁浩.电子科技大学 2014
本文编号：2970487
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１四个光波进入高非光纤??
°Ｖ?ｍ３??（〇）??图２－２四波混频效应的分类［３７］??四波混频还可以分为简并和非简并的四波混频。在湮灭的光子＾％和⑴２相等??为简并的四波混频，简并的四波混频只需要一个泵浦波就能完成整个过程，如图??２－２?（ａ）。在湮灭的光子频率为叫和奶不相等为非简并的四波混频，在这个条件??发生四波混频需要入射两个频率不相等的栗浦波，如图２－２?（ｂ）和２－２?（ｃ）。四??波混频是一个能量转移的过程，把强栗浦波的能量转移到低能量频率上，强栗浦??的光子湮灭在上下频移的两个波生成。如果低能量的弱信号同高能量的泵浦波一??同进入到非线性介质当中，此时能量会从泵浦波转移到弱信号上，这时候弱信号??会受到放大，同时生成新的闲频波，这种引起放大的增益就是参量增益。由上面??分析四波混频的过程可以看出，四波混频是一个能量守恒的光子湮灭和生成的一??个过程。参与四波混频的光子首先要满足相位匹配
图２－４用四波混频实现谐波叠加??用谐波叠加的方式来实现相位敏感关键在于是如何实现谐波叠加，通过对输??入信号和泵浦的频率控制，用四波混频效应在所需频率产生谐波进行叠加，图２－??４给出了用四波混频实现叠加的结构来说明如何用四波混频实现谐波叠加。泵浦??Ｐ１和栗浦Ｐ２同信号Ｓ１送入高非光纤，信号Ｓ１和泵浦Ｐ２的频率间隔是彳目号Ｓ１??和Ｐ１间隔的三倍。为了方便分析，假设泵浦Ｐ１和泵浦Ｐ２的输入相位为零。泵??浦Ｐ１和信号Ｓ１发生级联的四波混频，在Ｓ３频率处生成相位为刼的谐波。再考??虑信号Ｓ１同栗浦Ｐｌ，Ｐ２发生的四波混频，会在Ｓ３频率处生成了相位为的??谐波。所以Ｓ３的相位为－Ｐ?＋?Ｗ３０。ｍ的功率由输入信号和栗浦来控制。可以发??现通过控制输入信号和泵浦的功率和频率来实现谐波的叠加。??（ａ）?９〇?（ｂ）?９〇??１２０?６０?１２０?６０??１５０?＾?Ｘ?３０?１５０?３０??＾?＼?ｒ＊＇??［?＼?＼?｜??１８０?ｆ?Ｉ?〇?１８０?１?｜?０??＼?／?／?＿?Ｉ??２１０?．＼、?３３０?２１０?３３０??２４０?３００?２４０?３００??２７０?２７０??图２－５谐波叠加的相敏放大星座图??图２－５给出了谐波叠加的相敏放大。输入的信号为而输出信号的相位为??－ｐ?＋?ＯＴ３ｐ。很明显输出信号和输出信号相位发生了改变，输出的信号是相位敏感??的，取决于输入的信号。可以看到输入的全相位信号的星座图为一个完整的圆，??如图２－５?（ａ）。通过相敏放大后的星座图朝２条线聚拢，如图２－５?（ｂ）。用谐波??叠加的方式实现相敏放大具体的方式是多样的
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速相干光通信系统相关技术分析[J]. 于航,刘津铭,冒志敏. 通讯世界. 2017(03)
[2]基于星座图设计的矢量调制误差计量方法研究[J]. 方宏,卞昕,何昭,周鑫. 仪器仪表学报. 2013(01)
[3]光纤通信的发展现状和未来[J]. 王磊,裴丽. 中国科技信息. 2006(04)
[4]掺铒光纤放大器（EDFA）原理及应用[J]. 杜延飞. 聊城大学学报(自然科学版). 2005(03)
硕士论文
[1]基于磁光四波混频的全光再生技术研究[D]. 袁浩.电子科技大学 2014
本文编号：2970487
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