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因为电子通信设备对输入功率和逻辑转换速率等有一定的限制,不能满足人们对更高速率、更长带宽通信网络的需要。于是研究者就展开了光通信的研究。而码型转换器是光通信中重要的通信设备。非归零码(Non-Return-to-Zero,NRZ)因为传输距离短且有较高的色散容忍度而适用于短距离WDM系统中;而归零码(Return-to-Zero,RZ)因为拥有较好的非线性容忍度而常应用于TDM中。因此NRZ码和RZ码之间的转换有助于实现WDM和TDM系统之间的通信交流。本文利用的核心非线性效应是四波混频,并结合MATLAB仿真软件实现NRZ到RZ的码型转换,主要内容和结果如下:(1)从光传输方程出发,分析耦合方程,重点说明了本文所采用的码型转换依据的核心非线性效应,即简并FWM,并对码型转换的原理进行了介绍。(2)设计出了光电码型转换仿真结构装置。该方案能完成光NRZ到电RZ的转换。同时,从时域、频域和眼图进行MATLAB仿真,证明了码型转换的成功实现。并分析了输入泵浦光功率和输入时钟宽度对生成的RZ信号的影响。以及交换输入泵浦和NRZ信号位置后的码型转换仿真。结果表明:交换输入泵浦和NRZ信号的位置都能很好的实现码型转换。电域下得到的两路RZ信号的功率将会随着输入泵浦光功率的增加而增加。并且,得到的两路RZ信号的时间宽度也会随着输入时钟宽度的增加而增加。整个装置在输入功率很小的情况下就可以发生。整个转换速率是40 Gb/s。(3)设计出了基于M-Z干涉结构的全光码型转换方案。并采用MATLAB仿真验证了从NRZ到RZ全光码型转换的成功实现。采用和光电码型转换相同的讨论分析法,得出了类似的结论,差别是能够得到3路RZ信号。此外,还在此基础上,仿真讨论了XPM和SPM对转换过程的影响。结果表明,这两种非线性效应会造成干涉不完全,影响码型转换。验证完成40 Gb/s的NRZ到3*40 Gb/s RZ的转换。(4)设计出了基于Sagnac干涉结构的全光码型转换方案。采用和M-Z干涉装置相同的分析方法。区别M-Z方案,结果发现:当交换泵浦和NRZ码的位置时,不能实现码型转换。并且,不会存在干涉不完全现象,码型转换质量很好。整个转换速率是40 Gb/s。(5)对比总结本文设计的三种码型转换方案。