空间温度对基于TCFMZDI的DPSK解调性能影响研究

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1、硕士学位论文空间温度对基于TCFMZDI的DPSK解调性能影响研究RESEARCHONSPACETEMPERATUREIMPACTOFTCFMZDI-BASEDDPSKDEMODULATIONPERFORMANCE田亮哈尔滨工业大学2012年07月国内图书分类号：TN929.13学校代码：10213国际图书分类号：621.391.6密级：公开工学硕士学位论文空间温度对基于TCFMZDI的DPSK解调性能影响研究硕士研究生：田亮导师：于思源教授申请学位：工学硕士学科：物理电子学所在单位：光电子信息科学与技术答辩日期：2012年07月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified

2、Index:TN929.13U.D.C:621.391.6DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSPACETEMPERATUREIMPACTOFTCFMZDI-BASEDDPSKDEMODULATIONPERFORMANCECandidate:TianLiangSupervisor:Prof.YuSiyuanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:PhysicalElectronicsDept.ofOptoelectronicInformat

3、ionAffiliation:Science&TechnologyDateofDefence:July,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要卫星通信中，为解决微波通信数据率瓶颈的问题，卫星光通信已经成为未来卫星通信的发展趋势。卫星光通信具有通信终端体积小、通信数据率高、信息保密性好和防止窃听等优势。欧美日本等科技发达国家早已先后开始了相关研究，建立了星地和星间链路并实现通信，并努力实现其向商用化方向发展。差分相移键控（DPSK）是一种用相邻码元间相位差加载信息

4、的调制格式，它对偏振模式色散（PMD）、色度色散(CD)有很好的容忍性。目前，DPSK在光纤高速率通信中的应用十分广泛，并且可以应用密集波分复用（DWDM）增加通信容量。与常用的强度调制/直接解调（IM/DD）方式开关键（OOK）相比，在误码率相同的前提下，采用平衡检测的DPSK格式在接收端的光信噪比（OSNR）有“3dB”优势，而且其接收端结构简单，灵敏度又与零差相干通信相近，在卫星光通信中具有优势。DPSK的关键部分在于其接收端的干涉解调，当前主要的解调器件是光纤1bit延迟干涉仪（DI），而光纤型DI如光纤Mach-ZehnderDI有对温度变化敏感的缺陷，会导致其相位失

5、配而影响通信质量，本文针对双芯光纤（TCF）MZDI，完成的主要工作如下：介绍了光DPSK信号的信息调制，信号解调的基本原理和数学表述，以及影响DPSK通信质量的解调端参数。对TCFDI的结构进行分析，得到温度稳定分布时，其相位随温度变化的表达式以及温度对相位失配量的影响。根据TFCDI结构，建立其温度场模型，分别在恒定温度和有外界热源两种情形下，得到其温度场的分布情况以及相应的形变量，并计算出其相应的光程差变化量。搭建基于归零码(RZ)DPSK的40Gb/s的光通信仿真系统。得到系统在理想状态和两种温度分布情形下对应的接收端眼图以及误码率和Q参数。比较在40Gb/s码率下，T

6、CFMZDI与双臂MZDI的误码率随温度变化关系以及不同码率下，两种DI的误码率随温度的变化情况。关键词：卫星光通信；差分相移键控；相位延迟失配；双芯光纤延迟解调器I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTosolvethebottleneckproblemofmicrowavecommunicationdatarateinsatellitecommunications,satelliteopticalcommunicationhasbecomethedevelopmenttrendinthefuturesatellitecommunications.Satellite

7、opticalcommunication,withtheadvantagesofsmall-sizedcommunicationterminal,highcommunicationdatarate,goodinformationconfidentialityaswellasstronganti-eavesdroppingfeaturehasbeenresearchedintechnologicallydevelopedcountries,someEuropeancountries,theUn