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随着语音数据业务的高速增长以及IP宽带网络技术迅猛发展,光纤通信系统中的密集波分复用(DWDM)技术已从10Gbps的速率发展到40Gbps,并逐步向100Gbps过渡。由于光通信系统传输容量和传输距离的增大,信号在光纤链路传输过程中产生的色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)以及非线性效应也随之增加,严重影响着光纤传输系统的性能。针对信号在高速DWDM传输系统中出现的损伤问题,本文主要从不同速率下的码型调制技术方面着手,设计并实现了10Gbps速率下常采用的差分移相键控(DPSK)调制与解调系统。在此基础上研究了适用于40Gbps以上高速率的差分正交相移键控调制(DQPSK)以及偏分复用-差分正交相移键控调制(PDM-DQPSK),重点讨论并分析了偏分解复用系统的工作原理,设计了基于射频功率检测的的偏分解复用系统,通过实验验证了偏分解复用的效果。此外,实现了可用于DWDM系统发射端的可调谐波长光源。基于此思路,本论文的主要工作如下：◆详细介绍了光的DPSK调制和解调原理,并采用Optisystem软件搭建了DPSK调制与解调系统的仿真平台,观察了解调后信号的波形、眼图波形和频谱利用率等性能参数。◆完成了10Gbps DPSK调制系统的研制,该系统的误码率优于10-9。调试验证了其中的关键模块,如差分编码、驱动放大等,通过硬件设计和软件编写实现了放大器增益和眼图交叉百分比可调的DPSK调制器。观察了DPSK信号解调后的眼图波形以及调制后的光谱变化,分析了误码性能。◆设计并实现了用于DWDM网络中的可调谐波长光源,包括硬件设计和软件实现,它具有易操作性、高发射功率、窄线宽等优点。在DPSK等码型调制格式中,既可用作发射机的光源,也可用于相干接收中的本振光源。◆介绍了在40Gbps以上DWDM传输系统中采用的DQPSK调制以及PDM-DQPSK编码,对DQPSK调制与解调做了一定的仿真,并设计了偏置点稳定的40Gbps QPSK调制系统。◆研究了偏分复用系统中的解复用技术,设计了基于射频功率检测的偏分解复用系统,包括系统硬件的设计和调试,研究了偏分解复用系统中的搜索算法PSO,完成了部分FPGA逻辑控制程序的实现,通过搭建基于BPSK调制的偏分解复用系统实验,验证了偏分解复用方案的效果。本论文的主要创新点如下：◆实现了DPSK调制过程中的驱动放大增益点以及信号眼图交叉点可实时调整的功能,可以根据信道特性及实际需求改变调制参数,这是本设计与以往的DPSK调制实现的不同之处。◆可调谐波长光源的波长设置不再需要依赖PC和相应自带的激光器设置软件,可直接通过按键以及液晶显示来进行设置,增加了系统之间的耦合性,方便用户的使用。◆设计了基于射频功率检测的偏分解复用系统,它由FPGA来实现相应的逻辑算法与控制,采用了粒子群优化PSO算法来搜索跟踪全局最优值,系统响应速度高,偏分解复用的效果好。