WDM光網(wǎng)絡(luò)傳輸性能綜合評估模型及應(yīng)用.pdf

1、波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)以其大容量、透明性、可重構(gòu)性、易擴(kuò)容性等優(yōu)異性能,已成為下一代高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選.然而,隨著單波長速率、復(fù)用波長數(shù)量、傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的不斷增加,光纖色散、非線性效應(yīng)、偏振模色散(PMD)、節(jié)點(diǎn)串?dāng)_、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(diǎn)串優(yōu)和PMD兩類傳輸損傷為重點(diǎn),深入討論了光網(wǎng)絡(luò)傳輸性能評估方法、傳輸損傷抑制技術(shù)以及光網(wǎng)絡(luò)傳輸性能仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用.第一章首先評述了WDM光

2、網(wǎng)絡(luò)研究與發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了WDM光網(wǎng)的構(gòu)架、器件、組網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù).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(shù)和光網(wǎng)節(jié)點(diǎn)管理技術(shù).第二章詳盡研究了節(jié)點(diǎn)串?dāng)_及其積累效應(yīng)對WDM網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的影響.介紹了自適應(yīng)的重要性采樣(AIS)方法的基本理論和在串?dāng)_分析中的應(yīng)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?dāng)_分析模型和WDM網(wǎng)絡(luò)串?dāng)_積累

3、效應(yīng)分析模型,估計(jì)系統(tǒng)功率代價(jià)和誤碼率,深入討論了波長個(gè)數(shù)、節(jié)點(diǎn)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(xué)表征方法和測量技術(shù)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(dǎo)了高斯脈沖在單模光纖中傳輸時(shí)受一、二階PMD影響后的輸出脈沖表達(dá)式,討論了脈沖展寬和啁啾特性;提出一種改進(jìn)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(bǔ)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(xué)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(yīng)用.第五章研究WDM光網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的綜合評估.首次綜合考慮光節(jié)點(diǎn)器件引起的串?dāng)_積累和光纖中的色度色散、PM

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