文档介绍：摘要
差分相移键控调制格式(DPSK)作为一种新型调制格式,成为近年来高速长距离
光通信技术的研究热点。本文在教育部新世纪优秀人才计划的资助下,对 DPSK 调制
解调技术和传输特性进行了较为完整的理论分析和实验研究,并制作了一种可调马赫-
泽德干涉仪型 DPSK 解调器。主要工作可概括为以下几点:
(1) 介绍了 DPSK 调制格式的研究意义,阐述了 DPSK 的传输研究状况和 DPSK 解
调方式。
(2) 对 DPSK 调制原理进行了分析,得到了非归零差分相移键控(NRZ-DPSK)、
归零差分相移键控(RZ-DPSK)和载波抑制归零差分相移键控(CSRZ-DPSK)三种
DPSK 调制格式的理论表达式,并通过数值模拟得到各种 DPSK 格式的时域波形和频
域光谱,和对应的开关键控调制(OOK)进行分析对比。
(3) 对 DPSK 解调原理进行了分析,推导出马赫-泽德干涉仪的传输矩阵,并数值
模拟了解调过程。利用光通信仿真软件分析对比了马赫-泽德干涉仪的结构参数对
DPSK 解调结果的影响。
(4) 研制了一种基于光纤型马赫-泽德干涉仪的 DPSK 解调器,其中温度控制系统
对光纤臂进行温度控制。实验中成功实现了 40Gbit/s DPSK 信号的解调,温度控制实现
了输出结果的长时间稳定,并可在相长干涉和相消干涉之间转换。
(5) 对 DPSK 格式的抗非线性效应和抗色散能力两个方面来进行了仿真研究,并对
比了三种不同的色散补偿方案对 DPSK 传输特性的影响。完成了速率为 40Gbit/s 的背
靠背和 100km 加纤传输实验,测量了不同比特速率的 DPSK 信号的接收性能,并将
DPSK 和 OOK 的传输性能进行比较。

关键词:光通信差分相移键控解调器马赫-泽德干涉仪传输特性

I
Abstract
As a novel optical modulation format, differential phase-shift keying (DPSK) has
e a hot topic in the large-capacity and long-haul munication technologies.
Under the support of the Program for New Century Excellent Talents in University of
Ministry of Education, the demodulation technology and the transmision characterictic of
DPSK is investigated theoretically and experimentally, and tunable DPSK demodulator
using the Mach-Zehnder interferometer is invented. The studies are carried out as the followings:
(1) The research signification of DPSK is discussed, and the survey of DPSK
transmission research and the methods of demodulation are summarized.
(2) The theory of DPSK modulation is analyzed, and the formulas of NRZ-DPSK,
RZ-DPSK, and CSRZ-DPSK are educed. Via the numerical simulation, the waveform and
spectrum of DPSK is simulated, pared with on-off keying (OOK).
(3) The theory of DPSK modulation is analyzed, and the transmission matrix of
Mach-Zehnder interferometer (MZI) is educed. Via the simulation using the software, the
influence of the MZI parameters to DPSK demodulation is analyzed.
(4) Tunable DPSK demodulator based