本文選題：全光信號處理 + TOAD　； 參考：《北京交通大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：偽隨機碼(PRBS)因其表現(xiàn)的良好隨機特性,廣泛應(yīng)用于全光通信網(wǎng)絡(luò)中,例如誤碼率的檢測、編碼/解碼(擾碼器)、加密\解密(保密傳輸)、白噪聲模擬、擴頻調(diào)制(碼分多址)等。傳統(tǒng)電域的PRBS發(fā)生技術(shù)雖已十分成熟,但全光PRBS的發(fā)生還處于研究階段,目前提出的一些全光發(fā)生方案大多面臨結(jié)構(gòu)復(fù)雜,產(chǎn)生的PRBS周期短,速率較低等問題。本文提出了一種新的全光PRBS發(fā)生方案,產(chǎn)生了超長周期的PRBS,該結(jié)構(gòu)拋開傳統(tǒng)線性移位寄存器的限制,使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡化。另一方面針對速率問題,提出了三種PRBS速率倍增方案,其研究成果對光通信技術(shù)的發(fā)展有重要意義。本論文的主要研究成果包括：1、提出了一種測量半導(dǎo)體光放大器(SOA)群速度色散的簡單易行的實驗方法,并在小信號輸入條件下通過實驗驗證該方法的可靠性�；赟OA的增益函數(shù),理論仿真了不同開關(guān)窗口和控制光能量下TOAD的輸出特性。分析了TOAD伴隨窗口的產(chǎn)生原因并提出了有效的抑制方法。利用開關(guān)窗口連續(xù)可調(diào)的TOAD對RZ碼占空比進行調(diào)節(jié),實驗上將2.5Gb/s的RZ碼占空比由50%(200ps)壓縮至25%(100ps)和10%(40ps),以及由25%展寬到50%。2、提出了一種基于TOAD及分路延遲結(jié)構(gòu)的全光時鐘速率倍增方案,理論仿真了時鐘二、三、四倍速率提升。實驗上實現(xiàn)了時鐘的二倍速率提升,即由200MHz至400MHz以及1GHz至2GHz。利用TOAD實現(xiàn)了波長變換、全光與邏輯、異或邏輯和或邏輯等PRBS發(fā)生和速率倍增系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。3、提出了一種基于全光同或邏輯和波長變換的PRBS發(fā)生方案,拋開了傳統(tǒng)線性移位寄存器的限制,大大簡化系統(tǒng)。實驗上產(chǎn)生了1Gb/s速率周期為263-1的PRBS信號,測出了B-2-B信號和輸出PRBS信號的誤碼率曲線。利用Diehard隨機性檢驗包對產(chǎn)生的PRBS進行檢驗,通過了其全部的18項測試,并給出了對應(yīng)的p值。4、基于m序列的性質(zhì),提出了三種保持碼型不變的全光PRBS速率倍增系統(tǒng)。1)基于TOAD或邏輯反饋的全光PRBS速率倍增系統(tǒng),實現(xiàn)了不同周期最終速率為4Gb/s的PRBS四倍速和八倍速。2)基于功率均衡器的全光PRBS速率倍增系統(tǒng),實現(xiàn)了周期27-1的PRBS由2.5Gb/s至10Gb/s的速率提升。3)基于TOAD對RZ碼占空比壓縮的全光PRBS速率倍增系統(tǒng),實現(xiàn)了周期27-1的PRBS由2.5Gb/s至10Gb/s的速率提升。
[Abstract]:Pseudorandom codes (PRBSs) are widely used in all-optical communication networks because of their good random characteristics, such as bit error rate detection, coding / decoding (scrambler, encryption / decryption (secure transmission, white noise simulation, etc.) Spread spectrum modulation (code division multiple access), etc. Although the traditional PRBS generation technology in electrical domain is very mature, the occurrence of all-optical PRBS is still in the research stage. Most of the current all-optical generation schemes are faced with the problems of complex structure, short PRBS cycle and low rate. In this paper, a new all-optical PRBS generation scheme is proposed, which produces an ultra-long period PRBS. This structure eliminates the limitation of traditional linear shift registers and simplifies the system structure greatly. On the other hand, aiming at the rate problem, three PRBS rate multiplication schemes are proposed, which are of great significance to the development of optical communication technology. The main research results of this thesis include: 1. A simple and easy experimental method for measuring the dispersion of SOA group velocity in semiconductor optical amplifier is proposed, and the reliability of the method is verified by experiments under the condition of small signal input. Based on the gain function of SOA, the output characteristics of TOAD under different switching windows and control light energy are simulated theoretically. The causes of TOAD associated windows are analyzed and an effective suppression method is proposed. The duty cycle of RZ code is adjusted by continuously adjustable TOAD of switch window. The RZ duty cycle of 2.5Gb/s is compressed from 50 / 200 pss to 25 / 100 pss) and 10 / 40 pss / s. A scheme of all-optical clock rate doubling based on TOAD and shunt delay structure is proposed. Theoretical simulation of clock two, three, four times the rate of increase. The double rate of clock is increased from 200MHz to 400MHz and 1GHz to 2GHz. The key techniques of PRBS generation and rate multiplication system, such as wavelength conversion, all-optical and logic, XOR logic and or logic, are realized by using TOAD. A PRBS generation scheme based on all-optical co-OR logic and wavelength conversion is proposed. The limitation of traditional linear shift register is removed and the system is simplified greatly. The PRBS signal with a 1Gb/s rate period of 263-1 is produced experimentally. The BER curves of B-2-B signal and output PRBS signal are measured. The Diehard random test package is used to test the generated PRBS. All of its 18 tests are passed, and the corresponding p value. 4, based on the property of m sequence, is given. Three kinds of all-optical PRBS rate multiplication system. 1) based on TOAD or logic feedback are proposed. An all-optical PRBS rate multiplier system based on power equalizer is implemented for PRBS quadruple and octave speed with different cycle final rates of 4Gb/s. The rate enhancement of period 27-1 PRBS from 2.5Gb/s to 10Gb/s is realized. 3) based on TOAD, an all-optical PRBS rate doubling system for duty cycle compression of RZ codes is implemented, and the rate of PRBS of period 27-1 is increased from 2.5Gb/s to 10Gb/s.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1;TN918.2

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本文編號：1991338