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1、南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工学光学工程 研究方向：光纤通信与光波技术 Y1 4 1 1 3 92 作 者：二塑兰级研究生贾成指导教师陈鹤鸣 题目：利用D F B 激光器自脉动实现时钟恢复的研究 英文题目：S t u d yo nC l o c kR e c o v e r yB a s e do nt h eS e l f - p u l s a t i o n o fD F BL a s e r s 主题词：全光3 R 再生D F B 激光器自脉动时钟恢复 K e y w o r d s ：A l l o p t i c a l3 RR e g e n e r a t i
2、o nD F BL a s e r s S e l f p u l s a t i o n C l o c kR e c o v e r y I 白求f I l l ；I U 人莩帧卜学f 量论乏捅让 摘要 在光纤通信系统中，光信号的传输会受到光纤的色散、非线性效应以及放大器的白发 辐射噪声等不利因素的影响，造成光脉冲信号的衰减和畸变，引起误码率的增高，限制r 通信距离。因此，需要对光信号进行再生。在目自仃的传输系统罩，都是将传输的光信号转 换成电信号，在电域罩进行再生。由于电子器件本身的物理极限，随着传输速率的提高， 这种再生方式成了传输速率的瓶颈。全光3 R 再生( 再定时、再整形、再放大
3、) 是全光通信 网的核心技术之一，其中时钟恢复是再整形的基础。时钟恢复输出的时钟脉冲须具有高速、 低相位噪声、高灵敏度、偏振不敏感和稳定的特点。 论文首先介绍T 3 R 再生的研究背景和研究现状，分析了全光3 R 再生的基本原理，接着 分析T 3 R 再生中所使用的几种时钟恢复方法，并对其优缺点进行了比较，然后对半导体激 光器自脉动产生的机理进行了分析和研究。 论文重点对利用D F B 激光器的自脉动来实现全光3 R 的时钟恢复的方法进行了分析，利 用电路模型仿真D F B 激光器的自脉动，先通过方程推导来建立模型，接着讨论模型参数对 自脉动光功率和频率的影响。 最后，通过建立3 R 系统模型
4、，把利用D F B 激光器自脉动提取的光时钟信号应用到其中， 仿真结果表明利用D F B 激光器自脉动实现时钟恢复有很大的应用潜力，并对以后的研究方 向进行了讨论。 关键字：全光3 R 再生D F B 激光器 自脉动时钟恢复 A b s t r a c t I no p t i c a l - f i b e rc o m m u n i c a t i o n s y s t e m s o p t i c a ls i g n a l ss u f f e rf r o mi m p a i r m e n t si n d u c c db y f a c t o r ss u c ha
5、 sd i s p e r s i o n 、n o n l i n e a r i t yo fo p t i c a lf i b e r sa n da m p l i f i e ds p o n t a n e o u se m i s s i o n t h e r e f o r er e s u l ti n p o w e rw e a k e n i n ga n dp u l s ed i s t o r t i o n ，a n di n c r e a s et h eB E R ，S Ot h e c o m m u n i c a t i o nd i s t a
6、 n c ei sl i m i t e d T h e r e f o r e ，o p t i c a ls i g n a ls h o u l db er e g e n e r a t e d I nc u r r e n t t r a n s f e rs y s t e m ，o p t i c a ls i g n a li st r a n s l a t e di n t oe l e c t r i c a ls i g n a l ，a n dr e g e n e r a t e di ne l e c t r i c a l a r e a A l l o p t
7、 i c a l3R ( R e t i m i n g 、R e s h a p i n g 、R e a n a p l i f i c a t i o n ) r e g e n e r a t i o ni so n eo ft h ec o r e t e c h n o l o g i e si na l l - o p t i c a lc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k O p t i c a lc l o c kr e c o v e r yi st h ef u n d a m e n t a lo f R e s h a p i
8、n g V a r i o u sp r o p e r t i e so ft h er e c o v e r e dc l o c kc a nb ea c h i e v e d ，s u c ha sh i g h s p e e d ，l o w p h a s en o i s e ，h i 【g hs e n s i t i v i t y , p o l a r i z a t i o n i n s e n s i t i v i t ya n ds t a b i l i t y A tf i r s t ，t h e b a c k g r o u n da n dd
9、e v e l o p m e n ts t a t u so fa l l o p t i c a l3 Rr e g e n e r a t i o na r e i n t r o d u c e d ，a n dt h ep a p e ra n a l y z e st h eb a s i cp r i n c i p l eo fa l l - o p t i c a l3 Rr e g e n e r a t i o n T h e nt h e p a p e ri n t r o d u c e sa n dc o m p a r e sa l lk i n d so fm
10、 e t h o da b o u tc l o c kr e c o v e r y 。L a t e r ，t h ep a p e r i n t r o d u c e sa n dr e s e a r c h e st h ep r i n c i p l eo fs e l f - p u l s a t i o no fs e m i c o n d u c t o rl a s e r s T h i sp a p e rm a i n l ye x p a t i a t et h ec l o c kr e c o v e r yu s i n gs e l f - p
11、u l s a t i o no fD F Bl a s e r so f a l l o p t i c a l3 Rr e g e n e r a t i o n ，s i m u l a t i n gt h es e l f - p u l s a t i o no fD F B l a s e r sw i t hc i r c u i tm o d c l T h e c i r c u i tm o d e li se s t a b l i s h e du s i n ge q u a t i o nd e d u c t i o na tf i r s t ，a n dt
12、h e nt h ei m p a c to ft h em o d e l p a r a m e t e r st ot h eo p t i c a lp o w e ra n df r e q u e n c yo fs e l f - p u l s a t i o ni sd i s c u s s e d F i n a l l y t h e3 Rs y s t e mm o d e li se s t a b l i s h e d ，a n dt h eo p t i c a ls i g n a lo fc l o c ke x t r a c t e db y s e
13、l f - p u l s a t i o no fD F B l a s e r si sa p p l i e di nt h e3 Rs y s t e mm o d e l T h es i m u l a t i o nr e s u l t s s h o wt h a t t h ec l o c kr e c o v e r yu s i n gs e l f - p u l s a t i o no fD F Bl a s e r sw i l lp l a ya ni m p o r t a n tr o l ei no p t i c a l c o m m u n i
14、c a t i o n A n dt h er e s e a r c ht r e n di Sd i s c u s s e d K e yw o r d s ：A l l o p t i c a l3 RR e g e n e r a t i o n D F BL a s e r s S e l f - p u l s a t i o n C l o c kR e c o v e r y 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果
15、，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：日期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：导师签名：日期： 1 1 研究背景
16、第一章绪论 随着通信技术的弋速发展，一方面，通过波分复用技术大大提高了光纤带宽的# J J ；lJ 率： 另一方面，单波长信道的传输容量也越来越大。这为高速大容量的宽带综合、I k 务的化输提 供了有效途径。而传输容量的飞速增长带来的是对交换系统的压力。基于波长路d I 概念发 腱起柬的令光通信网正是为适应这利，需要而诞生的。在全光网络技术中，光丌关、波长转 换、解复用、上一- i 路、光交叉连接等技术都在光域中完成，因而和点到点的W D M 系统相比 较，伞光网具有对业务和传输速率透明的特点，而且由于它的动态路由选择能力，使网络 更灵活、更【1 r 靠。i F 阕为这些优点，全光网被认为足网络升级的优选方案，是未来光通信 发糙的趋终m 。 竹：高速大容最的光网络中，有些因素会明显地影响光信号的质量。光放大器的f 1 发 辐射噪声( A S E ) 、群速度色散( G V D ) 、偏振模色散( P M D ) 和光纤的非线性效应( 例如自卡【1 位 渊；p J s l ，M 、交叉相位
