动态光网络中网络负荷对光脉冲传输的影响

论文摘要

自20世纪末以来,光纤通信与互联网成为世界上发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大领域。将两者结合的IP over Optical技术现在已经成为骨干光传输网络上的主要传输和交换技术。IP over Optical技术就是将IP（Internet Protocol,网际协议）业务通过通用多协议标签交换（GMPLS,General Multi-Protocol Label Switch）协议直接架构到光网络中,光网络是基于波分复用（WDM,Wavelength Division Multiplexing）技术的。网络负荷具有突发性,其特定的性能必将影响光网络中光链路上的传输性能。本文先从光脉冲传输的非线性薛定谔方程入手,探讨网络负荷影响光脉冲传输的机理。文中采用了一种简化的方法求解多信道非线性薛定谔方程,应用服从泊松分布的网络负荷突发模式,并将其引入到方程的求解过程中,仿真分析了网络负荷突发模式下四波混频（FWM,Four Wave Mixing）和交叉相位调制（XPM,Cross-Phase Modulation）等非线性效应对光脉冲传输的影响。基于方程的求解仿真分析了突发模式下FWM和XPM对于传输眼图的影响。另外,根据IM-DD（Intensity Modulation–Direct Detection）系统中误码率的计算公式研究了XPM效应所导致的强度噪声的原理以及对误码率的影响,以及动态光网络中的FWM效应。通过分析发现当单个波长的光功率小于0dBm时,网络负荷对于非线性效应影响不大,对传输眼图变化也不明显,但是,当单波长光功率大于5dBm时,网络负荷对于非线性影响非常大,导致传输眼图的恶化;FWM的平均功率与网络负荷突发概率的三次方成正比;只有在探测波长附近的8个波长（左右各4个）引起的XPM效应对该波长的影响较大,而其他波长影响很小,可以忽略不计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概论
• 1.1 光网络的发展
• 1.2 IP over WDM 动态光网络
• 1.3 网络负荷对光网络的光脉冲传输的影响
• 1.4 课题来源
• 1.5 本文的研究内容
• 2 IP over WDM 网络
• 2.1 IP over WDM 的基本原理
• 2.2 IP over WDM 对光网络的挑战
• 2.3 小结
• 3 动态光网络中光脉冲传输方程
• 3.1 单信道光脉冲传输NLS 方程
• 3.2 多信道光脉冲传输NLS 方程
• 3.3 考虑网络负荷突发性时的NLS 方程求解
• 3.4 小结
• 4 动态光网络中XPM 效应
• 4.1 动态网络中XPM 损伤的研究
• 4.2 接收端误码率的计算
• 4.3 动态网络中XPM 的分析及仿真
• 4.4 小结
• 5 动态光网络中网络负荷对FWM 效应的影响
• 5.1 四波混频效应
• 5.2 网络负荷对FWM 效应的影响
• 5.3 数值模拟和仿真结果分析
• 5.4 小结
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间参与的课题