相干QPSKOOK系统中色散补偿光纤的交叉相位调制作用.pdf

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3、＇ｒＶｖ；＼ｖ；房产．ｙ．Cross-PhaseModulationInducedbyDispersionCompensationFibersinCoherentQPSK/OOKSystemThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYulongWangSupervisor:Prof.JianChenMay2015摘要随着宽带业务的迅猛发展，特别是流媒体技术、高清电视、云计算和点

4、对点业务的爆发式发展，提高现有骨干网的数据传输能力势在必行。由于通信网络直接升级改造的成本很大，所以复用现有的强度调制/直接检测（IM/DD）光纤通信网络，降低网络的升级改造成本具有很强的实际意义。混合调制波分复用系统是解决这一难题最具吸引力的选择，而最典型的就是混合相干QPSK/OOK系统。交叉相位调制（XPM）是限制该系统发展的主要因素，但是以前的XPM研究忽略了光纤链路中色散补偿光纤（DCF）的非线性。不断增加的信道速率、信道数和传输距离，都直接导致了光纤链路入纤功率的提高和信道间隔的减小，光纤链路的XPM效应也更为明显，同时由于DCF横截面积小、非线

5、性系数大等特点，其在补偿光纤链路色散的同时引入的非线性效应是不能忽略的。因此，本文研究了混合相干QPSK/OOK系统中的XPM效应，同时考虑了DCF的非线性，并分析了其对相干QPSK信道的影响。本文首先介绍了混合相干QPSK/OOK波分复用系统，然后分析了光信号在非线性色散光纤中强度调制和相位调制之间的转换关系，同时阐述了XPM效应的产生机理和研究XPM效应的泵浦-探测模型。其次，建立了线性滤波器模型来分别描述色散补偿光纤链路中XPM引起的强度噪声和相位噪声，然后分析各自的传输特性，同时讨论了考虑光纤链路中DCF的非线性对XPM强度噪声滤波器和XPM相位噪声

6、滤波器分别造成的影响。最后，研究了混合相干QPSK/OOK系统中QPSK信道受到的XPM相位噪声，并在频域给出了XPM相位噪声方差的计算方法。同时文章推导了ASE噪声和XPM相位噪声作用时，相干QPSK信号的接收误码率。最后在VPI仿真平台上搭建了混合相干QPSK/OOK系统，验证了理论分析，结果表明：DCF的非线性虽然不影响XPM滤波器的整体传输特性，但是会使XPM滤波器的幅度产生震荡，同时DCF引起的XPM效应损害QPSK信道的性能。因此，色散补偿光纤链路中DCF的非线性对混合相干QPSK/OOK系统有一定的影响，应该在系统设计时加以考虑。关键词:混合相

7、干QPSK/OOK系统，交叉相位调制（XPM），色散补偿光纤（DCF）IAbstractWiththerapiddevelopmentofbroadbandservices,especiallytheexplosivedevelopmentofstreamingmediatechnology,high-definitiontelevision,cloudcomputingandpeertopeer(P2P)service,itisimperativetoimprovethedatatransmissioncapacityofbackbonenetwork.D

8、uetothedirectupgradingcost