PMD测试方法及其应用的研究

论文摘要

近年来,随着人们对通信带宽需求的迅速增长,光纤通信骨干网上单通道传输速率一直在朝着高速率、大容量和长距离的方向发展。尤其是在掺饵光纤放大器(EDFA)的出现以及各种色散补偿技术的采用之后,光纤损耗和色度色散对系统的传输距离不再起主要限制。然而由此带来另一个问题—原本微小的偏振模色散PMD (Polarization Mode Dispersion)由于在信号的传输过程中不断积累,对光纤通信系统产生了不容忽视的影响。研究表明,当传输速率达到10Gbit/s以上时,偏振模色散(PMD )明显影响系统的传输性能,已经成为限制高速光通信系统传输速率和距离的最终决定因素。因而研究如何克服偏振模色散对传输系统的影响成为一个迫在眉睫的问题。然而,由于偏振模色散是一个随机过程,随着频率和环境温度等条件而随机变化,使偏振模色散的补偿变得非常困难。如何克服偏振模色散对传输系统的影响目前己成为国际上光纤通信领域研究的热点问题。偏振模色散的研究任务包括基本理论,测试方法和补偿等。本文首先介绍了偏振模色散的有关概念和特性等,并对偏振模色散技术的研究进展进行了综述。通过分析一阶PMD的统计特性,平均差分群时延与传输距离的关系、PMD对系统的限制等等,讨论了PMD对传输系统产生的影响。然后重点讨论了目前常用的几种PMD测试技术。

论文目录

• 表目录
• 图目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 偏振模色散及其测试技术的研究发展
• 1.3.1 偏振模色散的研究进展
• 1.3.2 偏振模色散测试技术的研究进展
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 光纤通信技术的发展
• 2.1 光纤通信的特点及应用
• 2.2 光纤品种的演进
• 2.2.1 多模光纤
• 2.2.2 单模光纤
• 2.3 光纤的主要传输特性
• 2.3.1 几何尺寸特性
• 2.3.2 模场直径
• 2.3.3 截止波长
• 2.3.4 衰减
• 2.3.5 色散
• 2.4 光纤通信的研究方向
• 第三章 偏振模色散的基本理论
• 3.1 色散的概念和特性
• 3.2 色散的种类
• 3.2.1 模式色散
• 3.2.2 色度色散
• 3.3 光纤中的双折射效应
• 3.3.1 ITU-T 关于PMD 的几个常用物理量
• 3.3.2 光纤双折射
• 3.4 偏振模耦合
• 3.4.1 模式耦合对PMD 长度依赖性的影响
• 3.4.2 模式耦合对 PMD 的其它影响
• 3.5 色散与码速和带宽的关系
• 3.6 偏振模色散的概念
• 3.6.1 PMD 产生的原因
• 3.6.2 PMD 的定义
• 3.6.3 主偏振态的概念
• 3.6.4 差分群时延
• 3.7 本章小结
• 第四章 偏振模色散对光通信系统性能的影响
• 4.1 偏振模色散的统计特性
• 4.1.1 PMD 的统计特性
• 4.1.2 平均差分群时延与传输距离的关系
• 4.2 偏振模色散对系统的限制
• 4.2.1 传输速率 B 对中继距离 L 的限制
• 4.2.2 PMD 对传输距离的限制
• 4.3 本章小结
• 第五章 PMD 测试方法的研究
• 5.1 PMD 的测试方法
• 5.1.1 相移法
• 5.1.2 偏振态法
• 5.1.3 干涉法
• 5.2 几种常见测试方法的对比
• 5.2.1 相移法
• 5.2.2 偏振态法
• 5.2.3 干涉法
• 5.3 工程测试
• 5.3.1 光缆敷设前对比测试
• 5.3.2 光缆敷设后对比测试
• 5.3.3 光缆敷设后工程测试结果
• 5.3.4 光缆验收测试
• 5.4 测试结果分析
• 5.4.1 温度的影响
• 5.4.2 长度的影响
• 5.4.3 单向和双向
• 5.4.4 测试重复性
• 5.5 本章小结
• 5.5.1 PMD 测试方案
• 5.5.2 各种通信系统模型下的PMD 色散参数
• 第六章 结论
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历、攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢