1、摘要在電信網絡不斷演化的今天，高速，大容量，長距離，穩定，透明，及低成 本的全光通信一直是人們不斷追求的目標。近些年來，基于差分相移鍵控（DPSK） 的光調制信號在高速大容量光傳輸系統中的應用受到普遍關注，成為光通信的主 要研究熱點。從DPSK光通信技術的研究內容上來看，可大致分為兩個部分：首先 是基于單信道較低比特速率的10Gb/sDPSK WDM光傳輸系統的實驗，研究顯示處 在10Gb/s左右速率的DPSK系統傳輸性能和開關鍵控（OOK）系統性能相比有所 改進，在更長距離上可采用普通弧子形。目前DPSK是光通信研究的熱點，因為它具有很大優勢。1）傳輸的比特速率 提高至40Gbit/s解除了

2、原來DPSK系統對激光器線寬的限制，充分發揮了該系統 的高速穩定的信號傳輸優勢。2）和傳統開關鍵控00K相比，該調制方式有3dB的 接受信噪比增益，較低的色度色散和偏振模色散PMD，從而具有延長系統傳輸距 離能力。3）因DPSK采用差分提取數據，減少了和比特相關的非線性影響，系統 擾動引起的光幅度抖動也較低。平衡試的接收也能夠容許更大的光功率幅度的波 動。 4）較高的頻譜頻率能夠更好地滿足高速，長距離的需要。所以人們越來越 關注DPSK調制技術，對其研究也更深入。第一章 緒論1.1 長距離光纖通信的現狀和發展隨著光通信網絡規模的不斷擴張，容量快速增長，業務日益豐富，應用場景 愈加靈活，需求日趨

3、多樣化與大眾化，尋求新型的超高速光傳輸調制格式機理與 模式已經成為未來長距離光通信技術領域面臨的重大挑戰。長距離光傳輸系統已 經作為一種新型光通信模式推動下一代互聯網和寬帶移動通信網絡的發展和技 術進步，已經成為國際高科技知識產權競相紛爭的焦點和制高點。我國長距離光 傳輸系統的制作能力和光網絡的應用規模在國際上已經屬于先進行列，但是在原 創性核心技術以及知識產權方面明顯的落后于歐美日等發達國家，這極大地制約 了我國長距離光纖通信產業的可持續發展。目前光通信面臨長距離的重大轉型， 是我國光通信領域在此方面趕超世界先進水平的重大契機。自1960年第一臺紅寶石激光器問世以來，人們便于光通信結下了不解

4、之謎。 而后1966年，英籍華人高錕博士提出了利用光纖實現長距離傳輸光波的理論設想 認為可以生產出一種有實用價值低損耗光纖，在世界范圍內掀起了一個研究長距 離光通信的熱潮。1976年，美國在亞特蘭大進行了世界上第一個使用光纖通信系 統的現場試驗，系統采用GaAIAs激光器作為光源，多模光纖作為傳輸介質，速率 為44.7Mb/s，傳輸距離為10km。此后的長距離光纖通信系統飛速發展：1980年美 國標準化FT-3長距離廣信通信系統投入商用。1988年，由美、日、英、法發起的 第一條橫跨大西洋TAT-8海底光纜通信系統建成，超長距離海底通信系統得到了 全面發展。1989年，產而光纖放大器（EDFA

5、）的問世，為長距離廣信通信系統的 發展打開了新的局面，光波分復用（OWDM）技術的廣泛應用，并逐步向密集波分 復用系統發展，而后演化出蒸餃子載波復用。與長距離光纖通信系統的飛速發展相對應，人們對信息的需求急劇膨脹，特 別是過去幾年，互聯網流量一直處于爆炸式增長。從2007年到2008年，全球互聯 網流量增長了53%,隨著P2P文件傳輸以及音樂下載等網絡需求的加速增長，特別 是視頻業務的興起（數據表明目前的視頻流量已經超過了2000年整個互聯網的流 量），貝爾實驗室預測到2020年，互聯網骨干業務流量的80%以上將會是延時敏 感的流媒體業務，這些都對骨干網的傳輸提出了更高要求。句思科估計，在20

6、09 年全球互聯網每月流量為161EB,相當于大小時長約5萬年的DVD質量視頻。在2012 年這一數據將達到528EB。這些數據都明確表明，網絡在超速發展。順應現實需求,長距離光纖通信正在從單通道、低速率向多通道、超高速、 超長距離的新一代全光通信網演進,通信和信息產業領域中新一輪的國際競爭正 在醞釀之中。100Gb/s光傳輸技術已經成功進行商用，400Gb/s光傳輸系統正在緊 鑼密鼓的研制中,必將成為鑄就新一代光通信網絡的核心技術,以美國、歐洲國 家和日本等國都投入大量人力、物力進行研制，已經取得了很大的進展。由于經 濟金融危機的影響，他們的研究步伐有所放慢，但今年經濟逐漸復蘇，我們在科 研經費投入方面的優勢漸漸丟失，我們必須把握住這一千載難逢的機遇，力爭在 長距離光纖通信技術的研究方面極快縮小與世界先進水平的差距，光纖通信系統 的研究始終在提高傳輸容量和延長傳輸距離兩個坐標軸上不斷取得進步，每一次 傳輸容量和傳輸距離的突破，都是基于新技術的采用和關鍵問題的解決而實現的 同時又伴隨著新的限制因素的出現。以超長距離傳輸技術（ULH）為例，我國地 大物博幅員遼闊，利用ULH技術