全光波长变换及其在光纤无线接入网的应用研究

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1、学校代号：10532学号：B101000017密级：普通湖南大学博士学位论文全光波长变换及其在光纤无线接入网的应用研究堂僮由遣厶丝名!周董迨室簦整旦舅；2Q!垒生鱼旦垒旦筌趱委虽金圭度；拄垩垩Researchonall—opticalwavelengthconversionanditsapplicationinRadio··over-·FibersystembyZHOUHuiB．E．(NationalUniversityofDefenseTechnology)2007M．S．(HunanUniversity)2010Adissertationsubmittedinpartia

2、lsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringComputerApplicationsTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENLinJune．2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明

3、。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：)雅、日期：；!，olV年乡月s日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密d。(请在以上相应方框内打“巾)作者签名：)飘葱导师签名：日期：201(}年6月5日日期：20lOr年6月5日摘要光通信网中的传送网和接入网这两个

4、领域目前正朝着高速大容量方向发展，在有限带宽的情况下如何提高通信容量越来越受到关注。偏振复用可以用来提高单根光纤的通信容量，而单载波技术可以提高单路的通信速率。由偏振复用与单载波技术结合的偏振复用正交相移键控(Polarization—division—multiplexingQuaternaryPhaseShiftKeying，PDM．QPSK)信号可以通过相干检测的方式在数字域上对传输中的损伤进行补偿，而正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术具有频谱利用率高的优点，其应用在光通信中可以抵抗光纤中的色散和

5、偏振模色散的影响。目前骨干网上采用新调制格式传输系统已经成为趋势，为了增进网络互联和组网，需要在传输网的光传输节点处对信号进行全光波长变换(AllOpticalWavelengthConversion，AOWC)。本文对偏振复用信号、PDM．QPSK信号和OFDM信号的全光波长变换特性进行了深入探讨和研究，并开展了将基于四波混频(Fourwavemixing，FWM)效应的全光波长变换原理应用到光纤无线(RadioOverFiber，ROF)系统中产生偏振不敏感光载毫米波的研究。本论文研究主要包括：第一，针对偏振复用信号全光波长变换中的偏振串扰问题，提出了～种可降低偏振复用信

6、号间偏振串扰的偏振分集全光波长变换方案。本文先在理论上研究了在利用半导体光放大器(SemiconductorOpticalAmplifier，SOA)对偏振复用信号进行波长变换过程中存在的偏振旋转效应。在此基础上，采用将两个SOA分别独立地在两个偏振态上实现波长变换的方法降低了偏振复用信道问的串扰并进行了仿真验证，结果表明波长变换系统的性能因此得到了改善。本文还将这种偏振分集的全光波长变换方案应用到波长变换多播系统中并开展了仿真研究，仿真结果表明应用偏振分集的全光波长多播系统与常规多播系统相比性能得到改善。本文提出的方案为全光波长变换器的设计提供了新的思路。第二，通过理论分析

7、以及开展相应实验，研究了在光相干接收系统中利用SOA、高非线性光纤两种非线性介质对PDM．QPSK信号进行的全光波长变换，并得到了使系统达到最佳性能的优化方案。本文首先从理论上研究了SOA注入电流与转换效率、码型效应的关系及其对PDM．QPSK信号全光波长变换的影响，研究结果表明SOA注入电流有一个最佳值；针对理论分析开展了仿真研究，仿真验证了理论分析的正确性，仿真结果还表明：偏振复用信号的一个信号光与泵浦光之间的偏振夹角、泵浦光与信号光之间的频率间隔等因素对系统性能有一定影响，II博士掌位论文而且PD