160gbit2fs光时分复用技术与多电平码光时分复用的分析

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证二f5而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日55致谢本论文的工作是在我的导师李唐军教授的悉心指导下完成的，李唐军教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来李老师对我的关心和指导。感谢

2、光波所简水生院士的教诲，感谢延凤平老师、裴丽老师、王均宏老师、宁提纲老师、陈根祥老师、王目光老师给我的教导和帮助。在实验室工作及撰写论文期间，安婷婷、王晨、段亚飞等同学对我论文的组织结构、相关的知识理论等研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。钟康平博士、贾楠博士对我论文的研究工作也提供了非常有意义的建议和实验指导，在此也向他们表示谢意，祝他们学业JIl页N!另外也感谢我的家人，他们都是勤奋认真的人，不仅理解支持我的工作学习，而且为我树立了好的榜样，激励我努力认真地完成自己的学业。1．1引言1概论现代光通

3、信起步于1960年激光器的问世，早期研究主要集中在老牌电信公司实验室，包括美国电话电报公司(AT&T)、日本电报电话公司(NTT)和英国电信。经过四十多年的发展，光通信同益受到人们的关注并且以其无可比拟的优越性成为了现在通信传输网络的主体。它的优越性主要体现在宽频带、大容量、中继距离长、免电磁干扰等。研究光纤通信的历史就不得不提及光器件的革新，光通信的发展几乎是紧紧跟随着器件的革新。1966年，高锟博士及其同事首次提出石英光纤的损耗主要源于光纤中的杂质，并指出通过减少杂质可以大大降低光纤的损耗，从而使光纤成为可供使用

4、的传输介质【lJ。1970年，Coming公司生产出世界上第一根损耗为20dB／km的低损耗光纤，之后不久出现了第一代光通信系统，可以说低损耗光纤成就了第一代光通信系统【2】【3】。N80年代中期，光纤的损耗已经降到了0．2dB／km。另一个在光通信历史上具有划时代意义的器件是掺铒光纤放大器(EDFA)。1987年英国南安普敦大学和AT&T贝尔实验室的研究人员率先报道了EDFA。EDFA能够避免频繁的电再生，使得无电再生的传输距离不再受限于传输光纤的光学损耗，更为重要的是，所有光信号信道通过一根光纤在EDFA内同时得

5、到放大，不仅能够降低成本同时也造就了波分复用(WDM)技术本身【4】。任何行业的发展都离不开需求的增加，需求是促进一个行业发展的内在因素，通信行业也不例外。为了满足人们不断增长的通信需求，技术上采用复用技术来极大地提高信息的传输速率。多路复用指两个或多个用户共享公用信道的一种机制。通过多路复用技术，多个终端能共享一条高速信道，从而达到节省信道资源提高速率的目的。传统的电域复用技术有频分复用(FDM)、电时分复用(ETDM)、码分复用(CDM)等。这些复用技术都得到了广泛的应用。传统的频分复用应用于广电HFC网络电视信

6、号的传输，正交频分复用(OFDM)技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中；电时分多路复用用于数字通信，例如PCM通信；码分复用则主要应用在目前移动通信的3G业务，以及全球定位系统(GPRS)中。鉴于复用技术能够极大地提高系统速率，人们开始思考在光纤通信系统中采用复用技术来达到扩大系统容量的目的。波分复用(WDM)和光时分复用(OTDM)技术就是在这样的背景下产生的。WDM技术是光通信发展史上的一个里程碑。它的产生要追溯至tJ20世纪80年代后期。那时国际上开始设想利用一根光纤同时传输多个光载波，并

7、受数字信号的调制。如果这些光载波的波长相互间有足够的间隔．则每路的数字信号可同在一根光纤上传输而不会相互干扰，那么就能够极大地提高信息的传输速率。光波分复用技术打破了电子瓶颈对传输速率的限制，能够成几倍、几十倍甚至上百倍地提高传输速率。20世纪90年代因特网的兴起和发展，使得人们之间的联系更加地紧密，通信已经不仅仅局限于传统的话音业务，数据业务的需求成指数上升。人们之间的通信开始同益丰富起来，语音、图像、视频等业务逐渐成为主流，对信息容量的需求也越来越迫切。为了能够最大限度的利用光纤的带宽，增加一根光纤上传输的光路数

8、，1995年，国际上开始研究密集波分复用技术(DWDM)。到1998年，大约90％的长途通信线路使用了DwDM技术【51。目前，WDM技术己基本成熟，其发展趋势是向更高信道速率和更多复用信道数方向发展。国外的相关报道有：1)1998年LucentBellLab报道的1Tbit／s传输400kmt61。采用100个10Gbit／s信道，非零色散位