波长保持的全光格式转换的研究

作     者：钟知来 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王宏祥

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：相位敏感放大器 四波混频 交叉相位调制 相位量化 格式转换 

摘      要：随着大数据、云计算、5G等技术的提出,对现有通信网络的传输速率的容量有了更高的要求。光通信网因其有着高速率、大容量、保密性好等特点而得到飞速发展。在信道带宽资源越来越少的情况下,为了进一步满足这一需求,具有高频谱效率的高阶调制格式信号得到广泛关注。在未来的光网络中,不同网络之间因为业务需求不同,在其中传输的信号调制格式也不尽相同。因此,不同网络间的格式转换就有重要的研究价值。全光格式转换技术因其直接在光域上完成格式的转换,无需进行“光-电-光转换过程,从而能够从根本上克服“电子速率的瓶颈限制而具有重要的开发潜力。本论文针对几种常见的波长保持的全光格式转换方案进行了深入研究,提出了几种全光格式转换方案,主要的工作和研究内容如下:1)针对BPSK信号与星型8QAM信号的全光格式转换。本文采用相位敏感放大、自相位调制、交叉相位调制等多种非线性效应完成了 BPSK信号与星型8QAM信号间的格式转换,一方面,转换前后的信号波长保持不变,另一方面,保证了转换后的信号信息的无丢失与无冗余。2)针对BPSK信号与16QAM信号的全光格式转换,首先使用三次相干叠加技术实现BPSK信号向16QAM信号的格式转换。在16QAM信号转换回BPSK信号的方案中,采用二阶相位量化技术和频谱搬移装置实现了原信号与共轭谐波相干叠加得到两路PAM4信号,再利用简并四波混频和相干叠加将PAM4转换为BPSK信号。该方案在保证转换前后信号波长不变的情况下,能够无失真的恢复出输入的四路BPSK信号,从而可以将其数据发送到对应的接收器完成接收。