WDM光網(wǎng)絡傳輸性能綜合評估模型及應用.pdf

1、波分復用(WDM)光網(wǎng)絡以其大容量、透明性、可重構性、易擴容性等優(yōu)異性能,已成為下一代高速寬帶網(wǎng)絡的首選.然而,隨著單波長速率、復用波長數(shù)量、傳輸距離和網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量的不斷增加,光纖色散、非線性效應、偏振模色散(PMD)、節(jié)點串擾、放大器噪聲等傳輸損傷因素對信號質(zhì)量的影響也越來越突出.該文以節(jié)點串優(yōu)和PMD兩類傳輸損傷為重點,深入討論了光網(wǎng)絡傳輸性能評估方法、傳輸損傷抑制技術以及光網(wǎng)絡傳輸性能仿真系統(tǒng)的設計和應用.第一章首先評述了WDM光

2、網(wǎng)絡研究與發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了WDM光網(wǎng)的構架、器件、組網(wǎng)等關鍵技術.系統(tǒng)闡述了WDM光網(wǎng)中產(chǎn)生傳輸損傷的主要因素和需要解決的問題,簡要介紹了光碼調(diào)制技術和光網(wǎng)節(jié)點管理技術.第二章詳盡研究了節(jié)點串擾及其積累效應對WDM網(wǎng)絡傳輸性能的影響.介紹了自適應的重要性采樣(AIS)方法的基本理論和在串擾分析中的應用,通過與高斯近似法、蒙特卡羅法的比較證明了其高效性和精確性.基于AIS方法,建立光交叉連接(OXC)中同頻串擾分析模型和WDM網(wǎng)絡串擾積累

3、效應分析模型,估計系統(tǒng)功率代價和誤碼率,深入討論了波長個數(shù)、節(jié)點數(shù)、器件隔離度等參數(shù)對光鏈路傳輸性能的影響.第三章研究PMD對高速光脈沖傳輸性能的影響.系統(tǒng)闡述了PMD數(shù)學表征方法和測量技術等基本理論;基于基本偏振態(tài)(PSP)理論建立一、二階PMD理論分析模型,推導了高斯脈沖在單模光纖中傳輸時受一、二階PMD影響后的輸出脈沖表達式,討論了脈沖展寬和啁啾特性;提出一種改進的分步傅立葉(M-SSFM)方法用于求解耦合非線性薛定諤方程組,基于

4、該法數(shù)值模擬了高速傳輸系統(tǒng)中PMD對不同碼型傳輸性能的影響.第四章研究C-IPDM碼對PMD的抑制作用.系統(tǒng)總結(jié)了現(xiàn)有的PMD補償方法,并提出一種新碼型——C-IPDM碼,利用其頻率啁啾特性減小二階PMD對系統(tǒng)造成的損傷;介紹了C-IPDM碼的生成原理和數(shù)學模型,數(shù)值模擬了該碼在高速系統(tǒng)中的傳輸特性,并討論了其啁啾特性和在光網(wǎng)中的應用.第五章研究WDM光網(wǎng)絡傳輸性能的綜合評估.首次綜合考慮光節(jié)點器件引起的串擾積累和光纖中的色度色散、PM

5、D、非線性效應等主要限制因素,建立WDM光網(wǎng)絡傳輸損傷綜合分析模型.分別對點-點WDM系統(tǒng)、單跳網(wǎng)絡和多跳網(wǎng)絡的傳輸性能進行數(shù)值仿真,詳細討論了復用波長數(shù)、節(jié)點數(shù)、光器件隔離度、輸入光功率等參數(shù)對目標信道的Q值和輸出眼圖的影響.第六章研究WDM光網(wǎng)絡仿真系統(tǒng)的設計和應用.對WDM光網(wǎng)絡傳輸性能仿真系統(tǒng)進行面向?qū)ο蟮姆治龊驮O計,給出具體實現(xiàn)方法并建立WDM光網(wǎng)絡元件庫;根據(jù)光網(wǎng)節(jié)點資源動態(tài)配置的需要,提出光路傳輸性能分步評估方案并對MES