论文部分内容阅读
与当前广泛应用的波分复用系统(WDM)相比,光时分复用系统(OTDM)有其自身的优点。例如不需要复杂的波长管理、只需要单一的光源等等,同时OTDM配合WDM可以实现超高速率的光传输。因此研究高速OTDM系统有着十分重要的意义。而时钟恢复与解复用模块是OTDM系统的重要组成部分,对系统接收的误码率有着重要的影响。本论文围绕160Gbit/s OTDM系统,对时钟恢复与解复用模块进行以下几方面的研究:1、探讨了电吸收调制器(EAM)的工作机理,和基于EAM的解复用器的原理。通过实验观察EAM的采样窗口,证明了EAM采样窗口的工作特性与其本身型号以及驱动射频信号频率密切相关。从而为160Gbit/s OTDM系统两级EAM级联结构的解复用器的实现奠定了基础。最后在背靠背传输的基础上,利用发送端时钟源实现了对160Gbit/s信号的解复用工作,通过实验发现当采样窗口与脉冲信号未对准时将会造成很大的误码,严重影响系统的性能。2、从理论上推导了描述电/光电锁相环噪声行为的随机微分方程,在此基础上利用小信号分析法将郎之万方程线性化。由于电锁相环电路与光电锁相环电路的噪声行为有其相似性,可以利用矩阵将前面得到的方程抽象化,得到统一的描述电/光电锁相环噪声行为的矩阵方程。进而求出其自相关函数与概率密度函数的统一表达式。在此基础上利用维纳辛钦定理,讨论锁相环参数对于相位噪声/抖动的影响。3、基于偏振主态模型,讨论了一阶PMD对于时钟提取的影响。采用偏振主态模型,将一阶PMD近似为光功率比为γ,时间间隔为DGD(τ)的两个光脉冲。因此分析PMD对于系统的影响就简化为分析这两个光脉冲通过一个系统的影响问题,从而避开了繁琐的电磁场理论分析。在借鉴已有的一阶PMD对于滤波器时钟恢复电路的影响的基础上,独立得到了PMD对于锁相环电路抖动影响的解析表达式,并做了简要分析。4、通过实验验证了利用反馈环路时钟提取的结构,可以利用低速的(10Gbit/s)SDH商用时钟与数据恢复模块实现高速(160Gbit/s)的OTDM系统的时钟提取与数据恢复。并且尝试了利用SOA的交叉增益调制效应进行全光时钟恢复的实验,并对结果进行了分析,探讨了该方案失败的原因,并提出了一些改进想法。