【摘 要】
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高阶调制格式具有更高的频谱效率,随着通信容量需求的迅速增长,越来越多地用于相干或非相干光通信系统。相比于传统OOK信号,高阶调制信号对幅度和相位噪声更加敏感,有着更高的光信噪比要求。全光再生技术可以有效减少光纤传输系统中ASE噪声积累和非线性失真劣化。近年来,相位保持幅度再生更具吸引力,特别适用于相干通信系统。论文主要针对基于非线性光纤环形镜（NOLM）的相位保持幅度再生技术开展研究,具体内容和创
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高阶调制格式具有更高的频谱效率,随着通信容量需求的迅速增长,越来越多地用于相干或非相干光通信系统。相比于传统OOK信号,高阶调制信号对幅度和相位噪声更加敏感,有着更高的光信噪比要求。全光再生技术可以有效减少光纤传输系统中ASE噪声积累和非线性失真劣化。近年来,相位保持幅度再生更具吸引力,特别适用于相干通信系统。论文主要针对基于非线性光纤环形镜（NOLM）的相位保持幅度再生技术开展研究,具体内容和创新点如下:1.理论分析了通用NOLM结构实现相位保持幅度再生的条件,提出用归一化幅相转移率参数衡量多电平再生的相位保持能力,给出了最佳工作点的确定方法。在此基础上,提出并研究了基于光衰减器的非线性放大环形镜（Att-NALM）、基于非互易移相器的非线性放大环形镜（NP-NALM）和基于双向高非线性光纤的马赫-曾德尔干涉仪（Bi-HNLF-MZI）三种新型的相位保持幅度再生器结构,并给出各种NOLM结构的相位保持幅度再生条件。2.优化了两组Att-NALM再生器参数,分别用于QPSK/8PSK和两幅度8QAM信号的相位保持幅度再生,其最佳再生工作点分别位于相应功率转移函数的第一个台阶和第二个台阶,功率转移函数曲线的仿真结果与理论计算一致。仿真表明,当三个高阶调制信号上仅存在幅度噪声时,Att-NALM再生器的噪声抑制比（NRR）分别可达到5.44d B,4.7d B和3.7d B;同时存在幅度和相位噪声时,NRR仅能达到1.86d B,1.58d B和1.39d B,表明这种再生器不能有效抑制相位噪声。3.在Att-NALM再生器基础上,通过引入非互易移相器来构建NP-NALM再生器,用于进一步降低最佳工作点的功率。通过优化非互易移相器,功率转移函数第一个台阶的工作点功率可以低至115m W。仿真研究了NP-NALM再生器级联系统对ASE噪声劣化QPSK信号的处理性能,仿真结果表明,NP-NALM再生器的引入,可使系统的输出EVM由30%(对应的误码率为10-3)降低到23%。4.NOLM再生器中正反向信号经历了同一光耦合器,为了分析不同光耦合器对信号处理的影响,提出Bi-HNLF-MZI结构,它保留了NOLM结构中共享同一段高非线性光纤的优点,又结合了MZI结构的灵活性。采用类似于通用NOLM结构的理论分析方法,优化了Bi-HNLF-MZI结构中两个光耦合器的分光比,以使最佳工作点位于功率转移函数曲线的第一个台阶或第二个台阶,并用于仿真QPSK/8PSK或8QAM/16QAM劣化信号的相位保持幅度再生性能。研究表明,仅存在幅度噪声时,它们可获得的最大NRR分别为23.01d B、23.09d B和3.19d B、3.24dB。
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