先进光网络中光信号处理关键技术地研究——码型转换、光时分解复用、光频变换

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1、北京邮电大学博士论文摘要先进光网络中的光信号处理关键技术研究摘要在将近半个世纪的发展中，光纤通信经历了一系列革命性的变化，在更高容量和更长中继距离方面取得了长足发展。随着互联网和多媒体技术的飞速发展，对光网络技术提出了更大挑战。先进的光通信技术以其高速、宽带的明显特征为世人瞩目。在先进光网络中，迫切需要高性能、新型的光信号处理技术，来避免电子处理的瓶颈，提高网络的吞吐量和灵活性。光信号处理技术涉及光通信、光电子、半导体物理、非线性光学等多学科知识，是目前研究的热点，也是一个难点。本论文对先进光网络中的光信号处理关键技术进行了探索性、前瞻性的理论研究，主要包括基于

2、半导体光放大器(SOA)和量子点半导体光放大器(QD．SOA)的码型转换、光时分解复用和光频变换等光信号处理技术。主要研究工作和创新点为：分析了先进光网络中光逻辑、光波长转换和光时分解复用等光信号处理技术的研究现状，评述了各种基于SOA的光信号处理方案的工作机理和系统性能，阐述了QD．SOA的工作原理和特点，给出了QD．SOA的理论分析模型。提出了一种QD．SOA和马赫．增德尔干涉仪相结合(QDSOA．MZI)的非归零码(NRZ)到归零码(I屹)的码型转换方案，建立了数学分析模型，验证了所提方案的有效性。深入分析了此高速码型转换器的性能，得出了设计该类码型转换器

3、的若干规则和关键参数的取值范围。提出了基于QD．SOA的光时分解复用方案，对320Gbit／s和160Gbit／s的高速解复用操作进行了数值仿真，分析了QD．SOA参数和注入光脉冲等参数对解复用器性能的影响，得出了设计此类光时分解复用器的若干规则和关键参数的取值范围。提出了基于SOA中双泵浦四波混频效应的光频率转换方案，通过理论分析和数值仿真初步验证了方案的可行性，并分析了偏置电流、泵浦功率和频率间隔对上行转换效率的影响。结果表明该方案可应用于北京邮电大学博士论文摘要RoF系统中，实现光射频信号的频率转换以及光毫米波的产生。关键词：先进光网络光信号处理半导体光放

4、大器(SOA)量子点半导体光放大器(QD．SOA)北京邮电大学博士论丈AbstractSTUDIESONKEYTECHNoLOGIESOFoPTICALSIGNALPROCESSINGSINADVANCEDOPTICALNETWoRKSABSTRACTWiththedeVelopmentofIrItemet&multimediateclulology，theopticaInetworks1．ace黟eaterchallellgesinprocessingmuchhi曲erspeeda11d鲈aterdatacapacity．AdVancedopticalsi印a

5、lprocessingtechnologyi8expectedtorele硒emene咐ork舶muIld商rablelatenciesrelatcdtoo／彤0C0nVersiollSattheswitcMngnodes，锄derIh锄c锯thecapabilityoftheopticalneMorks．Thisdissenationaimst0tacl【leseVeralkeyteChnolo百esofopticalsignalprocessinginadVaIlced叩ticaInetworks，andtllemainContentisaboutthesi

6、印alprocessingtcchn010百esbasedonthenolllinearityofsenliconductoroptical锄plifier(SOA)andq啪tum-dotSOA(QD-SOA)，Such嬲datafonnatconversion，opticaltimedivisiond锄ultiplexingandoptical丘equellcyconVersion．Theresearchstatllsofopticalsi印alproceSsingtechllolo西esinadvallcedopticalnet、ⅣorksareaIlal

7、yzedinChapterl，includingthe0pticallo西cgates，0pticalwaVelengtllconVerterandopticaltimedevisiond唧ultiplexing。Andthentheoperationalpdncipl鼯andthesystempeIrf．o彻anceofopticalsignalprocessingsch锄esutilizingSOAareremarl(edon．InCh印ter2，thestmctu=re，Ⅱleoperationalprincipleandtheuniquepropeni姻

8、ofQD-SOAarci