【摘 要】
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驱使于上层业务类型多样复杂化发展,光网络作为通信网络的承载者也通过提高信号波特率,增加信号调制阶数和复用维度等方式来满足容量要求。在光网络朝着大容量、高速低时延、多路多功能与强适应性的灵活光网络(Flexible Optical Network,FON)演进时,光节点的信号处理也面临着更多的挑战。全光处理技术相对于光电光转换处理,在速率瓶颈、处理效率以及功耗成本上有诸多优势。基于相位敏感放大技术(
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驱使于上层业务类型多样复杂化发展,光网络作为通信网络的承载者也通过提高信号波特率,增加信号调制阶数和复用维度等方式来满足容量要求。在光网络朝着大容量、高速低时延、多路多功能与强适应性的灵活光网络(Flexible Optical Network,FON)演进时,光节点的信号处理也面临着更多的挑战。全光处理技术相对于光电光转换处理,在速率瓶颈、处理效率以及功耗成本上有诸多优势。基于相位敏感放大技术(Phase-sensitive Amplifier,PSA)进行全光处理更是有高增益、低噪声等优良特性,在弹性光网络的格式转换、信号再生和低噪放大等需求处理上已有广泛研究。本论文基于PSA技术对全光矢量信号格式转换以及WDM系统中的多波长信号同时再生进行了研究。主要的工作内容与创新点如下:1、针对目前基于相位敏感放大技术完成的格式转换中相位锁定难的问题,提出了一种新型的基于高非线性光学环路镜的BPSK至OOK信号的波长可调全光格式转换方案。得益于信号的重载机制与对称环路的设计,此方案实现了无需锁相的系统结构。方案在完成格式转换功能的同时,提高了信号性能。误码率(Bit Error Rate,BER)为10-3时,在分别输入小噪声和大噪声信号的情况下,转换的OOK信号OSNR提升了 0.7 dB和1.9 dB。2、针对目前光网络各层级间的灵活耦合需求,提出了一种基于非简并相位敏感放大技术和交叉相位调制效应(Cross-phase Modulation,XPM)实现的QPSK到PAM4信号的格式转换方案。QPSK为长距离传输的主流格式,而兼具成本效益与频谱效率的PAM4格式是短距离网络的候选者。因此,方案可用于长距离和短距离网络间的互连,同时可用作复杂调制格式的直接检测,在网间节点处具有应用潜力。3、针对基于相位敏感放大技术实现的多路QPSK信号相位再生后的幅度劣化问题,提出了一种同时利用一模与二模PSA技术实现四通道QPSK信号幅相再生的方案,此方案不仅可减少多路再生的不必要串扰,同时可抑制信号相位再生时产生的幅度恶化,优化了信号质量。
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