在本論文中，我們首次提出以相位強度轉換作傳輸的架構。我們分析 了相位強度轉換的原理、雷射光源雜訊以及摻鉺光纖放大器的雜訊，並且 我們藉由實驗探討在相位強度轉換傳輸理論中各種變量對系統性能的影 響，包括光源線寬、相位調變深度、色散元件的色散量大小及摻鉺光纖放 大器對系統性能的影響。最後，我們探討了相位強度轉換傳輸技術的可行 性。
從理論分析及實驗的結果，我們得到的結果是色散量越大可得到越大 的相位強度轉換信號位準。為了減少轉換信號的雜訊量，在光源的選擇上，
我們所選用的光源線寬越小越好；而在摻鉺光纖放大器的使用上，摻鉺光 纖放大器本身除了相位雜訊之外，還有強度雜訊，因此雖然摻鉺光纖放大 器的相位雜訊經過色散物質轉換的強度雜訊量不大，但是，仍然有摻鉺光 纖放大器的強度雜訊需要考慮，因此，摻鉺光纖放大器的雜訊在相位強度 轉換傳輸架構中，強度雜訊為劣化系統性能的主要因素。
從系統的實驗結果，我們知道 QAM 數位調變信號適合以相位強度轉 換的架構來作傳輸。因此，我們所得到最佳的傳輸方式為 AM-VSB 類比調 變信號用外調器之 RF 輸入埠，而 QAM 數位調變信號用外調器之相位調變 埠來傳送。以這種最佳傳輸方式我們傳輸了 10 公里單模光纖，AM-VSB 類 比調變信號之 CNR 可達 57~61 dB，而 QAM 數位調變信號之 BER 為 3.2×10-9 到 6.8
×10
-9，因此，同時進行強度調變與相位調變之相位強度轉換的共同傳 輸方式確實可行。目前我們只完成 AM-VSB 類比調變信號及一個 QAM 數位調變信號的 傳送，還沒有進行多個 AM-VSB 類比調變信號及多個 QAM 數位調變信號 同時傳送。因此未來的研究方向，不管是多頻道的 AM-VSB 類比調變信號 及多頻道的 QAM 數位調變信號同時以外調器之相位調變埠傳送，或是多 頻道的 AM-VSB 類比調變信號以外調器 RF 輸入埠而多頻道的 QAM 數位 調變信號以相位調變埠傳送，這兩種架構都還有許多問題可以探討，例如 兩種信號在各架構之下，在何種信號位準差值之下可讓信號間的干擾最 小；或者不管是 AM-VSB 或是 QAM 多頻道信號在相位調變埠傳送，SBS 抑制的能力是否會增加；或者是以相位強度轉換的最大傳輸距離、WDM 系 統上的應用…等這些問題都還尚待解決。
經由以上可行性的實驗結果可知，相位強度轉換傳輸技術可應用於光 的加密解密系統，在此可用圖 20來說明。圖 20之○1 是外調式的光傳輸架 構，經過相位調變的光在傳輸一段光纖之後，在接收端作光檢測，由於傳 輸過程中光纖的色散量值並不大，因此相位強度轉換效應不強，所以接收 的信號品質不好。而在○2 的架構中，我們在傳輸過程中加上色散量為 D 的 色散元件，使傳輸過程中的色散量值(DF+D)夠大而在傳輸過程中有明顯的 相位強度轉換，使接收端信號夠強而能有很好的信號品質。在○3 的架構中，
我們在○1 的架構下，在發射端再加上了一個色散量為-DF的色散元件，使傳 輸過程中的色散量為零，因此沒有相位強度轉換，在接收端完全接收不到 信號，此架構即為加密過程。而○4 的架構為在○3 的加密架構之下，於接收 端加上色散量為 DF+D 的色散元件，使得在傳輸過程中的色散量與○2 的架 構相同(DF+D)，而能在接收端得到夠好的信號品質，而此過程即為解密過 程。
參考文獻
1. G. C. Wilson, T. H. Wood, “Suppression of SBS and MPI in analog systems with integrated electroabsorption modulators/DFB laser transmitters,” Tech. Dig. 1996 optical Fiber Communication
Conference (OFC ’96), paper ThR1.
2. G. P. Agrawal, Fiber-Optic Communication System, chapter 2, John Wiley & sons, New York, 1997.
3. C. S. Ih, “Fiber induced distortions in a subcarrier multiplexed lightwave system,” IEEE J. Selected Areas in Communications, vol. 8, no. 7, pp. 1296-1299, 1990.
4. J. Wang and K. Petermann, “Small signal analysis for dispersive optical fiber communication systems,” J. Lightwave Technology, vol.
10, no. 1, pp. 96-100, 1992.
5. K. Petermann and J. Wang, “Large signal analysis of FM-AM conversion in dispersive optical fibers and its application to PCM systems, ” Electronics Letters, vol. 27, no. 25, pp. 2347-2348, 1991.
6. A. Cartaxo, “Influence of fiber nonlinearity on phase noise to intensity noise conversion in fiber transmission: theoretical and experimental analysis,“ J. Lightwave Technology, vol. 16, no. 7, pp.
1187-1194, 1998.
7. S. Yamamoto, “Analysis of laser phase noise to intensity noise conversion by chromatic dispersion in intensity modulation and direct detection optical-fiber transmission,“ J. Lightwave Technology, vol. 8, no. 11, pp. 1716-1722, 1990.
8. K. Petermann, “FM-AM conversion in dispersive singlemode fiber transmission lines,“ Electronics Letters, pp. 2097-2098, 1990
9. E. Desurvire, Erbium-Doped Fiber Amplifiers, chapter 5, John Wiley
& sons, New York, 1994.
10. S. Ryu, “Novel chromatic dispersion measurement method over continuous gigahertz tuning range,” J. Lightwave Technology, vol. 7, no. 8, pp. 1177-1180, 1989.
11. F. Devaux, “Simple measurement of fiber dispersion and of chirp parameter of intensity modulated light emitter,“ Journal of Lightwave
Technology, vol. 11, no. 12, December 1993.
12. B. J. Eggleton, “Dispersion compensation using a fiber grating in transmission,“ Electronics Letters, vol. 32, no. 17, 15th August 1996.
13. W. I. Way, Broadband Hybrid/Coax Access System Technologies, chapter 6, Academic Press, 1998.
圖 1 相位強度轉換信號大小對色散之關係
圖 3 線寬與相位強度轉換雜訊之關係。實線為光源為 3 MHz 之 LD；虛線為 400 KHz 之 LD。
圖 5 光源線寬為 3MHz，經過 EDFA 之後，EDFA 的相位雜訊被色散物質(D = 1500 ps/nm)轉換為強度雜訊。虛線部
圖 7 頻擾式光纖光柵(CFG)反射頻譜
圖 9 頻率響應圖
圖 11 1554 nm Uniform Fiber Grating 色散量測及反射頻譜(實線為 group delay，虛線為反射頻譜)
圖 13 色散元件串接以觀察相位強度轉換之實驗架構
圖 15 光源線寬對相位強度轉換性能影響之實驗裝置
圖 17 QAM 信號之相位強度轉換實驗裝置
圖 19 CW 以 RF Port 傳輸對 PM Port QAM 信號的影響實驗架構