差分相移键控DWDM系统四波混频噪声建模方法的研究

发布时间：2017-09-29 08:49

  本文关键词：差分相移键控DWDM系统四波混频噪声建模方法的研究

  更多相关文章： 密集波分复用 非线性效应 八进制幅度差分相移键控 八进制差分相移键控

【摘要】：随着密集波分复用系统(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)越来越广泛的运用,该系统中包括四波混频效应(Four Wave Mixing,FWM)在内非线性效应越来越受到人们的关注。为了缩短对DWDM系统数值优化和评估的时间以及提高光纤通信系统频谱利用率,本文主要做了两项工作。第一,采用半解析模型来计算色散管理DWDM系统的简并和非简并四波混频的方差,其中调制格式为纯的和混合的正交差分相移键控(Differential Quadrature Phase Shift Keying,DQPSK)/差分相移键控(Differential Phase Shift Keying,DPSK)/开关键控(On Off Keying,OOK)。该模型包括了对于精确数值结果的各种传播效应。本文色散管理使用了新的色散图,由增大有效面积的正色散光纤(Enlarged Effective Area Positive Dispersion Fiber,EF-PDF),色散斜率补偿光纤(Slope Compensating and Dispersion Compensation Fiber,SCDCF),非归零色散位移光纤(No-Zero Dispersion Shifted Fiber,NZDSF)组成。用此新模型验证了,在所有信道具有相同的平均发射功率和波特率时,混合DQPSK/OOK信道中的FWM噪声的影响比纯DQPSK和混合DQPSK/DPSK信道更严重。也表明了对于大量信道而言FWM效率对发射脉冲的峰值功率有很强的依赖性,主要归因于由交叉相位调制(Cross Phase Modulation,XPM)诱导的泵浦信道脉冲形状的准线性演进。第二,基于Optisystem软件搭建了2.88Tb/s(40-Gbaud/ch)150GHz信道间隔的八进制调制DWDM系统。这里的八进制调制格式包括两种类型:八进制幅度差分相移键控(8 Amplitude Phase Shift Keying,8APSK)和八进制差分相移键控(8 Differential Phase Shift Keying,D8PSK)。仿真结果表明:当探测信道为8APSK,随着8APSK幅度调制指数的增大,抗非线性能力也随之增大,但综合考虑到非线性、色散及各种噪声的影响,调制指数存在一个最佳范围;幅度调制指数优化的8APSK信号传输性能要优于D8PSK,抗非线性的能力也相对较强;在每信道的平均功率一致的情况下,D8PSK调制的泵浦信道相对于8APSK调制的泵浦信道对四波混频噪声贡献要更大一些。
【关键词】：密集波分复用 非线性效应 八进制幅度差分相移键控 八进制差分相移键控
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 光纤通信系统发展历程及概况7-8
• 1.2 课题的研究背景及研究目的8-10
• 1.3 本文主要内容与结构安排10-12
• 第二章 二进制及四进制差分相移键控12-37
• 2.1 色散图12-13
• 2.2 RZ-DPSK与RZ-OOK的比较13-20
• 2.2.1 使用DPSK传输格式后接收机灵敏度的优势14-17
• 2.2.2 RZ-DPSK和RZ-OOK之间非线性容限的比较17-20
• 2.3 用数值模拟建模DPSK性能20-23
• 2.4 平衡检测DQPSK23-36
• 2.4.1 对于单跨传输纯DQPSK信道的简并FWM模型23-27
• 2.4.2 单跨度的非对称非简并模型和DQPSK/DPSK/OOK信道的混合组合27-30
• 2.4.3 对于多跨传输的FWM模型和DQPSK/DPSK/OOK信道的各种组合30-34
• 2.4.4 对于DQPSK接收器的FWM噪声导致系统性能的降低34-35
• 2.4.5 数值结果与讨论35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 单信道D8PSK与8APSK传输特性分析37-49
• 3.1 D8PSK信号的调制与解调37-40
• 3.1.1 D8PSK传输系统37
• 3.1.2 D8PSK的编码器37-39
• 3.1.3 D8PSK解调器和接收器39-40
• 3.2 8APSK信号的调制与解调40-41
• 3.2.1 8APSK的编码器40
• 3.2.2 8APSK解调器和接收器40-41
• 3.3 D8PSK信号的数值模拟41-43
• 3.4 D8PSK系统的非线性损耗分析43-45
• 3.5 模拟结果与讨论45-47
• 3.6 本章小结47-49
• 第四章 多信道D8PSK与8APSK传输特性分析49-54
• 4.1 基于OptiSystem的仿真模型49-50
• 4.1.1 仿真系统基本参数设置49
• 4.1.2 非线性分离模型中相关参数的设置49-50
• 4.1.3 8APSK调制的探测信道误码率近似计算方法50
• 4.2 仿真结果与分析50-53
• 4.2.1 中心信道为8APSK调制时的情况51-52
• 4.2.2 中心信道为D8PSK调制时的情况52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 总结与展望54-55
• 参考文献55-58
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文58-59
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目59-60
• 致谢60

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本文编号：941082