论文题目: 高速光纤通信系统中的偏振模色散动态补偿
论文类型: 博士论文
论文专业: 光学工程
作者: 张璐
导师: 赵圣之,刘水华
关键词: 光纤通信,偏振模色散,偏振度,色度色散,偏振相关损耗
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在高速光纤通信系统中,随时间随机变化的偏振模色散(PMD)是限制系统比特速率和传输距离的重要因素之一。作为当前PMD问题唯一经济的解决方式,PMD动态补偿器的市场前景极为广阔,PMD补偿技术及相关理论的研究也相应成为当前光纤通信领域的研究热点。 结合所承担的国家“十五”攻关计划项目和国家“973”项目,本论文对高速光纤通信系统中PMD动态补偿技术的理论研究及商用PMD动态补偿器的实际研制,PMD动态补偿中偏振度(DOP)反馈信号的变化特性,色度色散(CD)、信号初始啁啾和偏振相关损耗(PDL)等对DOP反馈式PMD补偿的影响,以及多通道PMD的协同补偿等问题均进行了系统深入的研究:论文对PMD补偿及相关领域的理论研究,以及PMD动态补偿器的实际研制均具有一定参考价值。本论文的主要创新性研究内容如下: ◆ 研制出国内首个可商用的、基于信号DOP反馈控制的PMD动态补偿器;同时建立起不同调制方式下不同形状信号的DOP与PMD关系的理论模型,及PMD补偿的偏振控制方案。利用所建立的DOP与PMD关系的理论模型及所做的相应实验验证,指出DOP在作为PMD实时检测信号时的PMD检测范围(相对比特周期归一化之后)不大于调制光信号的占空比,同时检测灵敏度与检测范围成反比。对非归零(NRZ)调制,检测范围为调制光信号的一个比特周期,是常规归零(RZ)调制(占空比为0.5)时的两倍,但灵敏度只有常规RZ调制时的一半。实际应用中必须综合考虑检测范围和灵敏度两个方面,可以根据具体情况调节光信号的占空比,以更好地实现NRZ或RZ调制时的PMD检测。进而,利用所研制的PMD补偿器,成功实现了40Gb/s系统中单通道光信号的PMD动态补偿。其补偿量可达23ps,响应时间不超过20ms。从而成功解决了限制高速光传输系统的一个主要瓶颈,实现了高速系统中关键器件的国产化,打破了国外公司在该方面技术及产品的垄断;不仅提高了民族产业在国际通信行业的竞争力,而且还能直接进入国际通信市场,获取高额技术利润。(第3章) ◆首次给出CD、初始啁啾和PMD共同作用下传输信号DOP变化的理论模型;并利用该理论模型深入研究了CD和初始啁啾对DOP反馈式PMD补偿的影
论文目录:
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中文摘要
ABSTRACT
文中用到的缩写词
主要符号一览表
第1章 引言
1.1 引言
1.2 飞速发展的光纤通信技术
1.3 偏振模色散已成为限制光纤通信技术进一步发展的主要因素
1.4 本课题研究的目的和意义
1.5 国内外研究状况与进展
1.6 论文各部分的主要内容
本章参考文献
第2章 偏振模色散基础理论
2.1 引言
2.2 偏振模色散(PMD)的数学描述工具
2.2.1 偏振光描述
2.2.2 光纤传输矩阵描述
2.3 偏振模色散的起因
2.3.1 光纤双折射
2.3.2 随机模耦合
2.4 偏振模色散
2.4.1 主偏振态(PSP)和差分群时延(DGD)
2.4.2 偏振模色散矢量
2.4.3 PSP的带宽
2.4.4 高阶偏振模色散
2.5 PMD的统计特性
2.6 本章小结
本章参考文献
第3章 光纤偏振模色散自适应补偿技术的研究
3.1 引言
3.2 偏振模色散补偿机理和常用技术
3.3 PMD动态补偿系统中基于光偏振度的反馈信号研究
3.3.1 PMD与DOP的关系理论
3.3.2 模拟实验
3.3.3 讨论
3.3.4 任意形状脉冲的DOP
3.4 PMD动态补偿器的结构设计与实现
3.4.1 偏振控制器
3.4.2 补偿时延线
3.4.3 基于DOP的反馈信号监测与提取部分
3.4.4 反馈控制部分
3.4.5 PMD动态补偿器的各项指标
3.5 系统实验
3.5.1 偏振模色散仿真器
3.5.2 40Gb／s系统PMD补偿实验说明
3.5.3 40Gb／s系统PMD补偿实验的结果及分析
3.5.4 与国内外同类成果或产品的比较
3.6 本章小结
本章参考文献
第4章 色度色散和啁啾对DOP反馈式PMD补偿的影响
4.1 引言
4.2 色度色散和信号初始啁啾
4.2.1 色度色散(CD)
4.2.2 初始啁啾
4.3 色度色散和啁啾对PMD补偿中DOP反馈信号的影响
4.3.1 理论分析
4.3.2 色度色散对信号DOP的影响
4.3.3 初始啁啾对信号DOP的影响
4.3.4 系统实验及模拟
4.3.5 讨论
4.4 本章小结
本章参考文献
第5章 偏振相关损耗对DOP反馈式PMD补偿的影响
5.1 引言
5.2 偏振相关损耗(PDL)
5.3 PMD和PDL共同作用下的信号DOP特性
5.3.1 理论分析
5.3.2 系统特性模拟
5.3.3 减轻PDL影响的措施
5.4 本章小结
本章参考文献
第6章 DWDM系统中多通道PMD的协同补偿
6.1 引言
6.2 现有PMD多通道补偿方案
6.2.1 级联式补偿法
6.2.2 择劣补偿法
6.3 基于光时域退偏原理的PMD多通道补偿方案
6.3.1 光时域退偏器
6.3.2 基于光时域退偏原理的多通道PMD补偿方案
6.4 本章小结
本章参考文献
第7章 结论
致谢
攻读学位期间所发表论文及所获专利
学位论文评阅及答辩情况表
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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