新型非归零码全光时钟恢复结构地研究.pdfVIP

光电信息技术与光电产业 609 新型非归零码全光时钟恢复结构的研究① 陈 明1’2 张 峰L2 曹继红1’2，秦 曦1’2 吕 博1’2 卢 丹1’2 筒水生1’2 1．全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京市，100044； 2．北京交通大学光波技术研究所，北京市，100044 摘 要 本文对一种新型的非归零码(NRZ)全光时钟恢复结构进行了数值仿真及实验 研究。经光纤传输不同长度的10GB／sNRZ信号利用半导体光放大器和啁啾光纤光栅来提 高时钟数据抑制比，基于受激布里渊散射效应进行时钟提取。结果表明，随着传输距离的增 加，输入NRZ信号信噪比的降低使得提取出的时钟质量逐渐恶化。当时钟增强NRZ信号的 时钟数据抑制比低于一10dB时，无法实现NRZ信号的时钟提取。实验结果与仿真结果保持 一致。 关键词 通信技术 非归零码 半导体光放大器 啁啾光纤光栅 受激布里渊散射 引言 通信系统中，光信号再生的实现是建立在稳定的时钟分量恢复基础上的。全光时钟恢复是信号再放大 和再整形的重要一环，对未来超高速数据传输和全光网络性能的提高具有至关重要的意义。 全光时钟提取是指用全光学方法从光脉冲中恢复出低时间抖动的同步时钟信号，目前已提出F—P 谐振腔滤波技术、两级或多极增益耦合DFB激光器、光纤环锁模激光器，自脉冲激光器及受激布里渊散 射(SBS)等多种方案来实现全光信号的时钟提取。NRZ编码因具有实现简单和信道利用率高的优点 而广泛应用于现有的传输系统中，但非归零码(NRZ)信号中可能出现连“o”或连“1”，导致了使用NRZ 码型调制的光信号出现持续时间较长的“高电平”或“低电平”，从而削弱了信号中的时钟分量，增加了 NRZ信号时钟提取的难度，使得实现NRZ信号的时钟分量提取成为全光时钟恢复技术研究中的热点 和难点。 NRZ信号时钟的恢复可以从时钟分量增强和时钟分量提取两个模块进行研究。本文建立了传输 NRZ信号进行时钟恢复的理论模型，仿真了一种新型的基于半导体光放大器(S()A)+啁啾光纤光栅 有效增强了SOA中自相位调制(SPM)致啁啾效应，同时作为窄带滤波器将信号频率的啁啾转化为幅 度的变化，提高了信号的时钟数据抑制比，之后基于SBS效应在频谱上形成梳状滤波器来进行时钟恢 复。通过仿真比较了不同信噪比的NRZ信号对时钟恢复结构的影响，并首次在实验中进行了不同传输 距离后NRZ信号的时钟恢复。理论仿真结果与实验结果保持一致。实验证实这种SOA+CFBG+ SBS的全光时钟提取方式结构简单，同时对数据的格式和速率透明，并且不受码型效应的影响。 ①基金项目：国家自然科学基金资助项目(No。 6JD 第五届博士生学术年会论文集 一、理论研究与数值仿真模型 (一)光信号在光纤中的传输 信号在光纤中的传输特性通过求解描述光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔(NLS)方程来分析， 在归一化肘间坐标系T=t--屈Z，方程写为： 2A (1) m2 z1-‘＆6 aa--zA=一A—J3aT2 O硝T3-A+jyIAI 式中：右边几项分别对应于光脉冲在光纤中传输时的吸收效应、群速色散效应、三阶色散和非线性效应。 A是脉冲包络的慢变振幅，口代表光纤损耗，7为光纤的非线性系数。此微分方程可采用分步傅里叶算 法(SSFM)进行数值求解，其迭代公式为： cz，?， c2， Acz--h,T)瓮孑exp(鲁6)exp[，_6露cz，dz]exp(鲁5)A 上式中h为SSFM算法步长，D和N分别为色散和非线性算符，表示为： D“=j譬杀+歹譬杀一号 c3，