WDM系统中偏振模色散自适应补偿的研究

论文摘要

偏振模色散(PMD: polarization mode dispersion)被认为是光纤通信系统特别是波分复用(WDM: wavelength division multiplexing)系统传输容量和传输性能的最终限制因素,如何消除其影响就成为了高速率和长距离光纤通信发展的关键。然而,由于PMD随着频率和环境温度等条件而随机变化,使得PMD的补偿非常困难。本论文主要对WDM系统中偏振模色散自适应补偿技术做了研究,具体内容包括以下两个方面:采用分布傅立叶变换法求解耦合非线性薛定谔方程,数值模拟了考虑PMD和非线性效应情况下,8×40 Gbit/ s的WDM系统传输100km后的眼图以及DOP值。分析PMD、非线性效应等对WDM系统的综合影响,得到如下结论:PMD对WDM系统每个信道的影响是不同的,即每个信道的眼图张开度不同、DOP值不同。这个结论为后面的WDM系统中PMD自适应补偿提供了理论依据。依据波分复用系统的特点,采用最坏信道补偿方案对WDM系统中PMD进行了自适应补偿,即只对性能最差的几个信道进行动态补偿。该方案中的补偿器采用三阶段PMD补偿器,搜索算法采用粒子群优化算法,反馈信号采用DOP。数值模拟得到了补偿后性能最差的几个信道的眼图及DOP值。数值模拟得到的补偿结果表明,补偿后性能最差的几个信道的DOP值都得到提高,并且眼图张开度也有所增大。而在WDM系统中,信道的DOP值一般不能小于0.84。根据补偿后的DOP值可知,经过补偿后所有补偿信道的DOP值都大于0.84。这说明该补偿方案能有效的对WDM系统的PMD进行自适应补偿,改善系统的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 PMD 及其补偿技术的国内外研究现状
• 1.3 本论文的结构安排
• 第2章 偏振模色散及其特性
• 2.1 Jones 矢量和Stokes 矢量
• 2.2 偏振主态模型
• 2.3 PMD 统计特性的研究
• 2.4 PMD 级联模型
• 2.5 高阶偏振模色散的讨论
• 2.6 小结
• 第3章 偏振模色散补偿技术
• 3.1 引言
• 3.2 一阶PMD 光域补偿的基本原理
• 3.2.1 PMD 前置补偿（PSP 传输法）
• 3.2.2 PMD 后置补偿方法
• 3.2.3 一阶段PMD 补偿器
• 3.3 二阶PMD 光域补偿原理
• 3.3.1 两阶段补偿器
• 3.3.2 三阶段补偿器
• 3.4 PMD 光域补偿方法的优越性
• 3.5 PMD 补偿的模型
• 3.6 波分复用系统中的PMD 补偿方法
• 3.6.1 WDM 系统分路PMD 补偿方法
• 3.6.2 最坏信道补偿方案
• 3.7 小结
• 第4章 WDM 系统中偏振模色散自适应补偿的研究
• 4.1 引言
• 4.2 反馈信号的选取
• 4.3 搜索算法－粒子群优化算法
• 4.4 WDM 系统中传输特性的研究
• 4.4.1 理论模型
• 4.4.2 数值模拟信道传输100km 后的眼图及DOP 值
• 4.5 WDM 系统中PMD 自适应补偿的研究
• 4.5.1 补偿方案－最坏信道补偿方案
• 4.5.2 数值模拟的补偿结果及其分析
• 4.6 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文目录