高速DWDM系統(tǒng)非線性損傷感知模型及補(bǔ)償研究.pdf

1、隨著光通信傳輸速率的不斷提升，信道密集度的增加以及摻鉺光纖放大器等光放大器件的廣泛應(yīng)用，光纖非線性效應(yīng)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)傳輸質(zhì)量造成了極其嚴(yán)重的影響，如頻譜展寬、功率衰減及信道串?dāng)_等。其中，信道串?dāng)_越來(lái)越成為影響光纖傳輸系統(tǒng)性能的最重要因素。正處于蓬勃發(fā)展中的智能光網(wǎng)絡(luò)，要求系統(tǒng)依據(jù)服務(wù)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和管理光通信網(wǎng)絡(luò)的信道質(zhì)量。
　　論文主要針對(duì)光纖非線性效應(yīng)引起的信號(hào)質(zhì)量損傷現(xiàn)象，提出利用非線性相移串?dāng)_（φNL）這一物理?yè)p傷參數(shù)，

2、實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層動(dòng)態(tài)感知物理層綜合非線性效應(yīng)對(duì)光信號(hào)質(zhì)量的損傷。并提出了預(yù)啁啾相位補(bǔ)償方法，可補(bǔ)償多種光纖非線性效應(yīng)引起的光損傷。
　　本文主要的創(chuàng)新點(diǎn)和研究工作如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制、四波混頻、受激拉曼散射以及受激布里淵散射每一種非線性效應(yīng)獨(dú)立存在時(shí)的光通信系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)光譜分析儀及功率監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳輸系統(tǒng)中光信號(hào)的輸入輸出光譜和功率損耗情況。結(jié)合各類非線性效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理，詳細(xì)分析了各類非線性效

3、應(yīng)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。
　　(2)深入分析了各類非線性效應(yīng)引起信道串?dāng)_的原因，討論了多種非線性效應(yīng)在不同的輸入功率、信道間隔及傳輸速率影響下，信道串?dāng)_的大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在本文建立的光纖傳輸環(huán)境下，受激拉曼散射對(duì)非線性串?dāng)_的影響最小;當(dāng)輸入功率在20mW～100mW時(shí)，自相位/交叉相位調(diào)制影響比重大于四波混頻;當(dāng)輸入功率在100mW～200mW時(shí)，四波混頻影響比重大于自相位/交叉相位調(diào)制。此外，隨著信道間隔的減小及傳輸速率的提高，

4、各類非線性效應(yīng)產(chǎn)生的信道串?dāng)_顯著增加。
　　(3)建立了綜合非線性功率串?dāng)_感知數(shù)學(xué)模型。在理論分析的基礎(chǔ)上綜合非線性效應(yīng)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)各類非線性效應(yīng)引起頻譜展寬和功率衰減數(shù)值的進(jìn)行比較和計(jì)算，得到各類非線性功率串?dāng)_值，再將功率串?dāng)_歸一化，得到各非線性效應(yīng)對(duì)功率串?dāng)_影響因子的大小。從而，建立了能夠反應(yīng)各類非線性效應(yīng)對(duì)信道傳輸質(zhì)量影響的綜合非線性功率串?dāng)_數(shù)學(xué)表達(dá)式。
　　(4)建立了綜合非線性相移（φNL）感知模型。根據(jù)功率串

5、擾與非線性相移的線性關(guān)系，以及各非線性效應(yīng)引起信道串?dāng)_影響因子的大小，確定綜合非線性相移感知模型中各非線性效應(yīng)的權(quán)重值。
　　(5)提出了非線性損傷預(yù)啁啾補(bǔ)償方法。將光相位調(diào)制與外調(diào)制電驅(qū)動(dòng)信號(hào)相結(jié)合，建立非線性損傷補(bǔ)償模型。采用Optisystem7.0軟件建立補(bǔ)償仿真系統(tǒng)，其中用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)具有光相位調(diào)制功能的自定義組件，嵌入到仿真平臺(tái)中。仿真實(shí)驗(yàn)表明:在本文建立的光纖傳輸環(huán)境下，當(dāng)相位調(diào)制角度在1300°～1700°