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摘要：近些年来,光时分复用(OTDM)技术以其潜在的优越性成为提高系统容量的优选方案,并成为国内外研究的热点。超高速、大容量光通信是未来通信发展的方向。OTDM配合WDM可以实现超高速率的光传输。因此,研究高速OTDM系统有着十分重要的意义。本文主要在导师李唐军教授主持的国家863项目"160Gbit/s一泵多纤光传输技术的研究”的基础上,搭建了一个160Gbit/s光时分复用双向传输系统,实现了在一根光纤中传输两路双向信号,减少了系统设备,提高了光纤的利用率。本文搭建的双向传输系统主要由一个发射模块、一个传输模块和两个接收模块组成。发射部分使用皮秒脉冲光纤激光器作为超短脉冲光源,使用马赫曾德尔型铌酸锂光外调制器、频率合成器、码型发生器产生一路10Gb/s的信号,通过实验室自制的10-160Gbit/s复用器把速率调制至160Gb/s。传输部分利用两个3口环形器来完成两路信号在同一根光纤中的双向传输。接收部分由40GHz电吸收调制器(EAM)、10GHz电吸收调制器(EAM)及10GHz的时钟提取与数据恢复模块级联而成。级联的EAM从复用后的OTDM信号中解调出10Gb/s的信号,完成解复用；时钟提取与数据恢复模块与两个EAM级联并形成一个反馈环路,进行时钟提取并恢复原始数据。本文搭建了一个160Gbit/s光时分复用双向传输系统,并验证了该传输系统的可行性。此外,本文从信号间的相互作用出发,分析了影响该传输系统性能的因素。从光源方面来看,由同一光源发出的两路相干光在同一根光纤中相遇时,若两路光的光程差在相干长度内,则会发生干涉影响,信号强度发生改变。在理论上,本文通过自相关、互相关、耦合模理论相结合的分析方法分析了两路信号相遇时的干涉影响,同时从波动光学的角度进一步讨论了两路光相遇时的情况。相遇处的信号强度与两列光波的相位差和光程差之间有密切的关系。此外,从时间相干性和空间相干性的角度,讨论了光源的谱线宽度和频谱宽度对信号的影响。谱线宽度(或频谱宽度)越小,相干长度越长,相干时间越长,两列光波相遇时产生的干涉影响就越大。在实验中,采用不同的光源验证了这一结论。