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中国电子科学研究院学报 2016年第1期11卷 25-28页

作者：余文科卿苏德陈新娄采云霍力中国电子学会北京100036 中国信息通信研究院北京100191 清华信息科学与技术国家实验室(筹) 集成光电子国家重点实验室清华大学电子工程系北京100084

全光2R再生技术是光通信中的关键光信号处理技术,本文提出了基于半导体光放大器(SOA)的瞬时交叉相位调制效应(T-XPM)结合交叉增益压缩效应(XGC)实现光归零码(RZ-OOK)信号的全光2R再生方案,进行了25-Gb/s、50-Gb/s及100-Gb/s RZ信号的的... 详细信息

全光2R再生技术是光通信中的关键光信号处理技术,本文提出了基于半导体光放大器(SOA)的瞬时交叉相位调制效应(T-XPM)结合交叉增益压缩效应(XGC)实现光归零码(RZ-OOK)信号的全光2R再生方案,进行了25-Gb/s、50-Gb/s及100-Gb/s RZ信号的的全光2R再生实验。实验结果表明,提出的2R再生方案能够有效改善受自发辐射噪声(ASE)恶化的RZ-OOK信号的信号质量,恶化信号的误码率平台被消除,该全光2R再生器还具有可集成、波长保持及适用于NRZ-OOK信号的全光2R再生等特点。

关键词：光通信半导体光放大器交叉增益压缩 2R再生

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SOA中的交叉增益压缩效应及其在DPSK信号全光2R再生中的应用

SOA中的交叉增益压缩效应及其在DPSK信号全光2R再生中的应用

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作者：李珂华中科技大学

学位级别：硕士

半导体光放大器(SOA)有非线性系数高、增益谱宽、体积小和易于集成的优点,因此在全光信号处理领域受到了广泛的关注。差分相移键控(Differential Phase-Shift Keying, DPSK)调制方式与传统的OOK(On-Off Keying)调制方式相比,具有更高的... 详细信息

半导体光放大器(SOA)有非线性系数高、增益谱宽、体积小和易于集成的优点,因此在全光信号处理领域受到了广泛的关注。差分相移键控(Differential Phase-Shift Keying, DPSK)调制方式与传统的OOK(On-Off Keying)调制方式相比,具有更高的非线性容限,结合干涉仪解调和平衡探测可以明显提高接收机的灵敏度,成为高速、长距离光纤传输系统研究的热点。本文对深饱和SOA中的交叉增益压缩(Cross-Gain Compression,XGC)效应进行了理论研究,在此基础上对基于该效应的DPSK信号2R再生(Reamplifying, Reshaping)进行了再生性能的分析。本论文首先建立了包含两个偏振态的SOA理论模型,其中考虑了纵向载流子浓度的非均匀分布以及增益谱随载流子浓度的漂移,载流子加热、光谱烧孔等高阶非线性效应造成的增益压缩用增益压缩因子描述。在分析SOA静态和动态特性的基础上,分析了SOA的物理参数和外部工作条件对XGC效应整形作用的影响,如有源区长度、载流子寿命、增益压缩因子、模场限制因子、入射光功率、光波长等,结果表明XGC效应可以明显抑制振幅噪声,且通过SOA的物理参数和外部工作条件的优化设计可以实现XGC效应的增强。为了全面分析基于XGC效应的DPSK信号2R再生方案的再生性能,对SOA可能引入的相位噪声进行了详细的研究,结果表明XGC效应在抑制振幅噪声的同时,SOA引入的非线性相位噪声会使得相位出现一定程度的劣化,但是相位劣化不足以抵消XGC效应对振幅噪声的抑制作用,通过选择适当的SOA物理参数和外部工作条件,可以尽可能地抑制非线性相位噪声的产生,从而提高再生器的再生能力。总体而言,XGC效应对信号的振幅噪声有良好的抑制作用,基于该效应的DPSK信号2R再生应用达到了良好的效果。

关键词：半导体光放大器差分相移键控交叉增益压缩 2R再生

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100Gb/s归零码信号的2R再生

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物理学报 2016年第5期65卷 151-157页

作者：陈新霍力娄采云王强余文科姜向宇赵之玺章恩耀清华大学电子工程系清华信息科学与技术国家实验室北京100084

本文提出了基于半导体光放大器(SOA)中的瞬态交叉相位调制(T-XPM)效应与交叉增益压缩(XGC)效应的全光2R再生方法,同时研究了SOA中的T-XPM效应获得反逻辑码信号以及XGC效应光开关门的特性,实现了100 Gb/s归零码信号的2R再生,接收机灵敏... 详细信息

本文提出了基于半导体光放大器(SOA)中的瞬态交叉相位调制(T-XPM)效应与交叉增益压缩(XGC)效应的全光2R再生方法,同时研究了SOA中的T-XPM效应获得反逻辑码信号以及XGC效应光开关门的特性,实现了100 Gb/s归零码信号的2R再生,接收机灵敏度提高了1.7—2 d B;对该方案中的反逻辑码对于再生效果的影响进行了量化研究,并在C波段范围内研究了该再生方案的再生效果,实现了覆盖1535—1555 nm的全光2R再生.

关键词：全光再生半导体光放大器交叉增益压缩瞬态交叉相位调制

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基于半导体光放大器光判决门的光2R再生研究

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光学学报 2013年第9期33卷 97-102页

作者：陈新娄采云王强赵晓凡余文科霍力清华大学电子工程系北京100084

数值仿真半导体光放大器(SOA)-延迟干涉仪(DI)光判决门的功率传输曲线,给出在40Gb/s速率以下SOA-DI光开关的再生特性,进行了10～40Gb/s恶化信号的再生实验验证。由于SOA的交叉增益调制(XGM)极度依赖于载流子的恢复时间,在高速时,基于SOA... 详细信息

数值仿真半导体光放大器(SOA)-延迟干涉仪(DI)光判决门的功率传输曲线,给出在40Gb/s速率以下SOA-DI光开关的再生特性,进行了10～40Gb/s恶化信号的再生实验验证。由于SOA的交叉增益调制(XGM)极度依赖于载流子的恢复时间,在高速时,基于SOA的XGM效应的反逻辑信号存在明显的码型效应,提出基于SOA的瞬时交叉相位调制效应结合交叉增益压缩(XGC)效应的全光2R(再放大、再整形)再生方案,实现了100Gb/s的归零(RZ)信号的全光2R再生。

关键词：光通信全光2R再生半导体光放大器交叉增益压缩瞬时交叉相位调制

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RZ-DQPSK信号全光再生的仿真研究

RZ-DQPSK信号全光再生的仿真研究

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作者：李旭峰华中科技大学

学位级别：硕士

差分正交相移键控(DQPSK: differential quardrature phase shift keying)调制格式相对于传统的OOK(on-off keying)调制信号格式，对于光纤非线性与色散容限更高，频谱效率也更加突出，已经成为当今高速大容量光纤传输系统研究的热点。... 详细信息

差分正交相移键控(DQPSK: differential quardrature phase shift keying)调制格式相对于传统的OOK(on-off keying)调制信号格式，对于光纤非线性与色散容限更高，频谱效率也更加突出，已经成为当今高速大容量光纤传输系统研究的热点。半导体光放大器(SOA)有非线性系数高、工作波长范围宽、体积小、功耗低以及易于集成等优点，在全光信号处理领域扮演越来越重要的角色。本文对SOA的交叉增益压缩效应(XGC)中的噪声抑制机制进行了理论上的研究，以及采用Matlab和Optisystem7软件对基于级联SOA的RZ-DQPSK信号全光2R(Reamplifying, Reshaping)再生传输性能进行了仿真分析。本文的主要工作如下： (1)研究了基于SOA的交叉增益调制效应(XGM)的波长转换原理以及SOA的交叉增益压缩效应(XGC)的物理机制。建立SOA数值模型，对XGC的噪声抑制机制进行了理论上的分析。 (2)研究了RZ-DQPSK信号的调制和解调原理，以及在仿真中实现。 (3)首先在仿真40Gb/s和80Gb/s速率下RZ-DQPSK信号无再生传输系统的基础上仿真分析基于级联SOA再生单元的RZ-DQPSK信号再生传输性能，分别对第一级SOA和第二级SOA的电流，光源的输出功率和延时时间进行仿真优化，以致整个再生单元的性能达到最佳。在优化的基础上对40Gb/s和80Gb/s速率下的再生单元的性能进行进一步仿真，结果表明，当SOA的输入功率在一定值时，再生后的Q值提高明显，眼图展开度也变大。最后仿真分析两种速率下RZ-DQPSK信号在不同传输距离处再生前后Q值的提高情况，根据在不同传输距离处再生前后Q值的情况，设置2R再生点，得到传输-再生-传输模式下的最远传输距离。还研究了跨距大小从50km变成100km之后，对RZ-DQPSK信号再生传输系统带来的影响。

关键词：差分正交相移键控半导体光放大器全光2R再生交叉增益调制交叉增益压缩

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基于保偏光纤和半导体光放大器的DPSK信号2R再生研究

基于保偏光纤和半导体光放大器的DPSK信号2R再生研究

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作者：宋伟伟华中科技大学

学位级别：硕士

相对于传统开关键控(OOK)调制格式,差分相移键控(DPSK)调制格式在高速长距离光传输中显示出巨大的优越性,而全光再生能进一步提高传输性能、延长传输距离,因此DPSK信号的全光2R再生技术具有良好的研究价值和应用前景。本论文采用Optisys... 详细信息

相对于传统开关键控(OOK)调制格式,差分相移键控(DPSK)调制格式在高速长距离光传输中显示出巨大的优越性,而全光再生能进一步提高传输性能、延长传输距离,因此DPSK信号的全光2R再生技术具有良好的研究价值和应用前景。本论文采用Optisystem系统仿真软件,仿真研究了基于保偏光纤(PMF)解调和半导体光放大器(SOA)中交叉增益压缩效应的DPSK信号2R再生器的性能,并研究了其再生级联传输特性。本论文的主要研究工作如下: (1)研究了DPSK调制格式的调制和解调方法及其仿真实现,仿真分析了基于保偏光纤的DPSK信号解调性能。 (2)在仿真40和80Gbit/s RZ-DPSK、CSRZ-DPSK和NRZ-DPSK信号无再生传输系统的基础上,研究了该2R再生单元的再生性能,结果表明当SOA处于深饱和状态时,都有再生后的Q因子都比再生前高,眼图眼睛张开度变大,且输入信号的光信噪比越高,再生效果越好。CSRZ-DPSK和RZ-DPSK信号再生后的眼图相对再生前有向NRZ-DPSK变化的趋势,分析表明这是由于CSRZ-DPSK和RZ-DPSK信号经过SOA再生后脉冲被展宽。 (3)仿真分析了该再生器的再生级联传输特性,并计算得到再生率。结果表明80Gbit/s传输的再生率比40Gbit/s小,并且有NRZ-DPSK的再生率最大,CSRZ-DPSK次之,RZ-DPSK最小,这是因为后两者的码型随着再生级联次数的增大而向NRZ过渡,传输性能相对下降。研究了入纤功率和传输跨距不同时对再生级联传输的影响。 (4)在10Gbit/s速率下,实验研究了基于PMF和SOA的DPSK信号2R再生,结果表明随注入电流或注入光功率的增大, XGC效应加强,再生更显著。

关键词：半导体光放大器差分相移键控全光2R再生交叉增益压缩保偏光纤

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