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全光波长转换技术(AOWC, All-Optical Wavelength Converter)是可以解决WDM系统阻塞率问题的关键技术之一,它可以进行波长转换,将波长为λs的信号光上携带的信号转移到波长为λc的转换光上,使得波分复用(WDM, Wavelength Division Multiplexing)系统的使用更加灵活和便捷。在WDM系统任意子网中使用同一波长,实现了可任意扩展的WDM系统。由于基于半导体激光放大器(SOA: semiconductor optical amplifier)四波混频(FWM:Four-Wave Mixing)效应的全光转换技术具有对调制格式和传输速率完全透明等优点,得到学者们的青睐,所以被广泛研究与应用,但与此同时,该技术也存在一定的不足：除了转换效率低之外,由于自发辐射噪声较大,它输出的光信噪比(OSNR:Optical Signal Noise Ratio)也较小。本论文采用转换光的转换效率、光信噪比和功率代价三项指标对这种基于SOA-FWM波长转换器的转换性能进行全面的衡量和评价。具体内容如下：◆详细讨论了AOWC技术的研究目的和意义,全面分析了AOWC技术的分类和国内外的研究现状,分别介绍了基于各种原理的波长转换技术并分析其优缺点,其中,重点介绍了基于SOA-FWM效应全光波长转换技术。◆介绍了马赫-曾德干涉仪(MZ, Mach-Zehnder)干涉型调制器的工作原理,并通过推导公式进一步验证工作的实现过程。在此基础上,译细研究了二进制振幅键控(OOK:On-Off Keying)、差分移相键控(DPSK:Differential Phase Shift Keying)以及差分正交相移键控(DQPSK:Differential quadrature phase-shift key)调制格式和对应它们不同占空比的调制和解调过程,通过MATLAB仿真验证各种码型的频谱图和时域图等相关信息,并对各种码型的数值模拟结果进行对比分析。◆通过推导SOA中的传输方程和载流子速率方程,研究了SOA中的非线性效应,其中重点讨论了实现基于SOA-FWM效应全光波长转换技术的三阶非线性效应。最后详细介绍了实现基于SOA-FWM效应全光波长转换技术的工作原理。◆根据SOA-FWM效应的基本原理,采用OptiSystem仿真平台,搭建了传输10Gbit/s OOK信号基于SOA-FWM效应的全光波长转换系统。根据该系统仿真了SOA注入电流,信号光与泵浦光波长失谐,入射信号光功率,泵浦光功率与转换效率、OSNR的关系,并针对仿真结果进行理论分析。综合讨论为获得更高转换效率、OSNR以及较低的功率代价的参数值,得到了传输10Gbit/s00K信号基于SOA-FWM效应AOWC的最优参数。◆根据SOA-FWM效应的基本原理,采用OptiSystem仿真平台,搭建了传输40Gbit/s DPSK信号基于SOA-FWM效应的全光波长转换系统。根据该系统仿真了SOA注入电流,信号光与泵浦光波长失谐,入射信号光功率,泵浦光功率与转换效率、OSNR的关系,并针对仿真结果进行理论分析。综合讨论为获得更高转换效率、OSNR以及较低的功率代价的参数值,得到了传输40Gbit/s DPSK信号基于SOA-FWM效应AOWC的最优参数。