基于四波混频的全光色散监测器件的理论与设计方法研究

论文摘要

为满足不断增长的宽带业务的需要，目前光网络正朝着超高速率和动态可重构方向发展，而随着传输速率的提高，系统的色散容限不断降低，这使得对色散的精确监测和补偿变得越来越重要。色散监测器件可以在线监测信号色散大小，从而利用可调色散补偿器实现动态的色散补偿，消除光链路重构或环境温度变化导致的色散起伏，保证系统的稳定工作。本论文围绕一种基于光纤四波混频效应的新型的全光色散监测的器件展开了研究。基于光纤四波混频理论建立了器件的理论模型，证明了色散监测灵敏度与功率传递函数的斜率成正比，进而推导得出了实现相位匹配，获得高斜率功率传输函数的条件。在此基础上利用VPI仿真软件研究了不同调制格式信号的时域和频域随色散变化的特性，模拟了色散监测器件对各种信号的监测结果，并进行了分析、对比和优化。结果显示，相比于以往的全光色散监测的方法，本论文设计的色散监测器件不仅对码型和速率透明，并且大大提高了色散监测的灵敏度，尤其对于高占空比信号，同样可以实现精确的色散监测。在以上理论研究基础上搭建了用于观察高非线性光纤中的四波混频效应的实验系统，测量获得了功率传输函数，验证了理论分析的正确性。本论文还研究了PMD和OSNR对色散监测结果的影响，探讨了通过结合射频测量方法和可调色散补偿器件给出消除PMD和OSNR影响，扩大色散监测范围的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 高速传输网的发展现状
• 1.2 色散管理的目的和意义
• 1.3 色散监测的方法分类
• 1.4 几种全光的色散监测方法
• 1.5 课题主要工作
• 2 全光色散监测器件的原理与理论模型
• 2.1 四波混频的基本理论
• 2.2 色散监测器件的结构和理论模型
• 2.3 功率传递函数
• 2.4 本章小结
• 3 全光色散监测器件的数值仿真与实验研究
• 3.1 色散对信号的影响分析
• 3.2 色散监测结果与分析
• 3.3 实验验证
• 3.4 本章小结
• 4 全光色散监测器件的性能优化
• 4.1 光信噪比对色散监测结果的影响
• 4.2 偏振模色散对色散监测结果的影响
• 4.3 对OSNR不敏感的色散测量
• 4.4 大范围的色散测量
• 4.5 对CD不敏感的PMD测量
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录