基于放大反馈激光器高速全光时钟提取的研究

为了研究放大反馈激光器全光时钟提取的性能,采用单边带相位噪声功率谱积分的方法,对40Gbit/s无恶化信号和噪声恶化信号分别进行了时钟提取实验,计算了所提取时钟的时间抖动。同时还测量了放大反馈激光器的锁定范围。通过实验取得了恶化前后所提取时钟的时间抖动分别为130fs和150fs,放大反馈激光器的锁定范围为234MHz。结果表明,基于放大反馈激光器的全光时钟提取方案对噪声恶化具有较强的容忍度,而且具有较宽的锁定范围。这一结果对于全光时钟提取技术的进一步发展具有重要意义。     

利用光电振荡器实现10Gbit/s NRZ码时钟的直接提取和码型转换

本文所研究的光电振荡器（OEO）是一种高速光电混合环路，其振荡频率可以被锁定于外界信号的数据率，本文利用OEO首次实现10Gbit/s的非归零码（NRZ）时钟提取，获得了时间抖动小于0.4ps的时钟信号，测得OEO的注入锁定频率范围可达800kHz。实验中发现OEO中调制器的偏置电压对OEO的注入锁定范围有很大影响。合理控制OEO的工作条件，在进行时钟提取的同时，还可以实现NRZ码到RZ（归零）码的码型转化。将转换后的RZ码进行了160km传输，结果证明这种码型适合传输，该实验说明OEO可以用作不同码型光网络中间的码型转化节点。     

全光非归零(NRZ)到归零(RZ)码型转换技术研究进展

互联网业务的迅猛增长,促使光网络向大容量高性能方向发展,波分复用(WDM)与时分复用(OTDM)相结合,将是未来超高速大容量光子网络的发展方向。全光非归零(NRZ)到归零(RZ)码型转换技术,是构建这种WDM/OTDM混合网络的核心接口技术之一,它能将分别采用WDM与OTDM技术的不同网络部分有机结合,实现不同调制格式的数据在网络的不同区域之间自由传输。综述了全光NRZ到RZ码型转换技术的最新研究进展,详细分析了每种方案的工作原理,性能特征及关键技术,对比了其优缺点,指出了目前存在的问题,最后对其发展前景进行了展望。     

全光纤锁模腔结构的全光时钟提取实验研究

分析并实验验证了一种全光纤锁模激光器结构的全光时钟提取方案。方案中,采用高非线性光纤(HNLF)替代传统结构中的半导体光放大器(SOA),利用光纤中的交叉相位调制(XPM)效应实现腔内的非线性调制,避免了以SOA作为非线性光调制器件的锁模激光器全光时钟提取方案中,由于载流子恢复时间较长从而限制工作速率的缺点,以达到突破"电子瓶颈"的目的。理论分析了光纤中交叉相位调制的特性以及环形锁模腔的时钟提取原理,并通过实验,从40Gbit/s的光归零码(RZ)信号中提取出了高质量的光信号时钟。该方案可以直接在更高速率条件下工作。     

脉幅有序变化OTDM信号的支路及群路全光时钟提取

将含暗帧脉冲的 4× 2 .5GHz的光时分复用 (OTDM)信号注入一含半导体光放大器 (SOA)的锁模光纤激光器 ,利用SOA的交叉增益调制效应 ,提取出 2 .5GHz的支路时钟信号和 5GHz,10GHz的群路时钟信号 ;群路时钟的提取机制是有理数谐波锁模机制。光时分复用信号采用暗帧脉冲不但可以用来识别支路信号 ,而且显著提高了支路时钟信号的质量     

基于不同Q值F-P滤波器的40GHz全光帧时钟提取

对用不同Q值的F-P滤波器提取40 GHz光帧时钟的方案进行了实验比较.实验表明,用高Q值F-P滤波器提取的帧时钟信号好,但是建立、消失时间长;用低Q值F-P滤波器提取的帧时钟,信号质量较差,但可以保证帧时钟的快速建立和快速消失.实验还表明,半导体放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)可以有效地提高时钟的建立速度,对于时钟信号的抖动也有一定程度的改善.抖动的改善与滤波器的Q值有直接的关系.用上述方案对40 GHz的帧信号进行了全光帧时钟提取,得到了建立时间为15个信号周期,消失时间为115个信号周期,抖动为2.35 ps的帧时钟信号.     

光通信系统时钟提取单元的抖动特性

本文由光通信系统中定时抖动功率谱的一般表达式,分析比较了平方律(SL)和线性整流(LR)两种不同非线性电路(NLC)的抖动特性。     

全光3R再生中时钟恢复技术的研究

全光3R再生(再定时、再整形、再放大)是全光通信网的核心技术之一,其中时钟恢复是再定时和再整形的基础.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.首先介绍了3R再生的研究背景和研究现状,讨论了全光3R再生的基本原理,重点分析了3R再生中所使用的几种时钟恢复方法,并对其进行了比较.     

用于高Gb／s光通信系统的新型时钟提取电路

新型时钟提取电路省去传统提取电路中的非线性处理电路，从而简化了接收设备。在利用这种电路的光通信系统中，在发送端，时钟脉冲叠加在数字信号上；在接收端，主放电路以后分成两个通路，一通路接有一个Ｎｙｑｕｉｓｔ滤波器，只允许信号脉冲通过，另一路则接有一窄带滤波器，实现时钟信号的提取。为了验证此方案的可实现性，研制出一套１．２４４Ｇｂ／ｓ光通信系统。本文从理论上分析这种光通信接收机的灵敏度与时钟脉冲调制度及时移的关系，并与实验结果相对比。另一方面，还建立了一个简单的公式计算所提取的时钟信号抖动值。     

3R再生中的时钟提取技术

论述了目前所采用的具有代表性的全光3R（再放大、再整型和再定时）再生中的时钟提取方案原理,进而比较了各个方案的优缺点,为在不同情况下选择合适的时钟提取方案提供了一定的依据。     

恶化非归零码信号的全光时钟恢复

全光时钟提取结构应对输入信号的恶化程度有一定的容忍度.在一种半导体光放大器(SOA) 啁啾光纤布拉格光栅(CFBG) 受激布里渊散射(SBS)的方式实现非归零(NRZ)码信号的全光时钟提取结构中,半导体光放大器和啁啾光纤布拉格光栅共同作用实现了非归零码信号的时钟分量增强,基于受激布里渊散射的全光时钟提取结构提取出非归零码的光时钟信号.实验通过对不同恶化程度的非归零码信号的时钟提取比较发现,恶化信号的信噪比是影响光时钟提取的关键.输入非归零码信号的信噪比越差,光时钟信号光谱的噪声水平越高,提取出的光时钟信号的幅度越低.当时钟增强非归零码信号的时钟数据抑制比低于-10 dB时,无法实现非归零码信号的时钟提取.     

光码分多址全光网络实现方案

本文提出一种利用时域编码的光码分多址(OCDMA)技术构造全光通信网络的实现方案.给出了OCDMA全光接入网,OCDMA光交叉连接、光交换、光上下路、光复用的具体实现方法,给出了OCDMA全光网络体系结构.     

高速光通信系统时钟数据恢复模块

本文介绍了一个新研制的可用于高速光纤通信系统的时钟数据恢复模块。阐述了它的设计思想、工作原理及技术性能。目前实际制成的可用于565 Mbit/s或622 Mbit/s的模块体积为50×50×6(mm~3),功耗约1.8W。可以预计,只要在器件上作某些更换,亦可制成工作速率更高的时钟数据恢复模块。     

基于随路时钟恢复的多源数据光纤传输系统

针对数据互联网络中多源高速并行数据实时传输的问题,提出了一种基于随路时钟恢复的多源数据光纤传输系统,详细介绍了其工作原理和设计思想.系统将现场可编程逻辑门阵列(FPGA)内部高速收发器与专用数字锁相环相结合,给出了随路时钟恢复与数据流量控制的具体实现过程.相比于现有的各类高速并行数据传输解决方案,该系统具备可软件定义的数据接入能力,也能支持更加灵活的随路时钟动态范围.同时,通过设计精简合理的帧结构,推导数据位宽与随路时钟之间的约束关系,有效提高了系统传输带宽.测试结果表明,该系统工作稳定可靠,实时传输效果好,时钟恢复精度可达100 fs,扩展了串并转换与并串转换技术的应用领域.     

利用TOAD实现10 Gbit/s全光非归零码到归零码的转换

利用从非归零（NRZ）信号中全光提取的时钟，采用太赫兹光非对称解复用器（TOAD）实现了10 Gbit／s非归零码到归零（RZ）码的码型转换。非归零信号采用半导体光放大器（SOA）进行时钟分量增强并用平面波导阵列（AWG）滤出相应的伪归零（PRZ）信号，然后采用半导体光放大器注入锁模光纤环形激光器进行时钟提取，提取的时钟信号和待转换的非归零信号分别作为抽运光和探测光输入太赫兹光非对称解复用器，在其中进行码型转换。转换后输出的归零信号的质量仅由恢复的时钟信号和非归零信号的质量决定，受太赫兹光非对称解复用器中半导体光放大器增益恢复时间的影响极小。实验测得转换后的归零信号消光比为8．7dB，码型效应非常低，其光谱明显展宽．并且出现谱间隔为0．08nm的多峰结构，与10 Gbit／s的比特速率相对应。该方法对时钟信号的码型效应有一定的容忍度。     

时钟数据恢复电路中相位插值器的分析和设计

分析了应用于时钟恢复电路中的相位插值器.为相位插值器建立了数学模型并基于模型对相位插值器在数学域进行了详细的分析.分析结果表明相位插值器输出时钟的相位和幅度强烈地依赖于插值器输入时钟间的相位差,同时提出一种新的编码方法来补偿相位的非线性.考虑到实际电路中寄生效应,文章同样在电路域中对相位插值器进行了详细分析.通过建立电路模型得到RC时间常数和输入时钟间的相差的关系,得到了它对相位插值器线性的影响.在设计中通过在PI的输入增加可控RC的输入缓冲器来调整输入时钟沿的快慢,从而降低了这种影响.最后利用分析得到的结论,使用90nm CMOS工艺设计并制造了一个相位插值器.它的供电电压为1.2V,功耗为1mw,工作范围从1GHz到5GHz.测试结果表明,输出相位单调并具有良好的线性度,验证了分析的正确性.     

时钟数据恢复电路中相位插值器的分析和设计

分析了应用于时钟恢复电路中的相位插值器.为相位插值器建立了数学模型并基于模型对相位插值器在数学域进行了详细的分析.分析结果表明相位插值器输出时钟的相位和幅度强烈地依赖于插值器输入时钟间的相位差,同时提出一种新的编码方法来补偿相位的非线性.考虑到实际电路中寄生效应,文章同样在电路域中对相位插值器进行了详细分析.通过建立电路模型得到RC时间常数和输入时钟间的相差的关系,得到了它对相位插值器线性的影响.在设计中通过在PI的输入增加可控RC的输入缓冲器来调整输入时钟沿的快慢,从而降低了这种影响.最后利用分析得到的结论,使用90nm CMOS工艺设计并制造了一个相位插值器.它的供电电压为1.2V,功耗为1mw,工作范围从1GHz到5GHz.测试结果表明,输出相位单调并具有良好的线性度,验证了分析的正确性.