40Gbit-s光傳輸系統(tǒng)傳輸性能的研究.pdf

1、本論文的研究工作是圍繞著40Gbit/s光傳輸系統(tǒng)信號的傳輸性能展開的。偏振模色散(PMD)的隨機性給40Gbit/s信號的傳輸及補償帶來了困難，本論文從偏振模色散及其統(tǒng)計特性入手，研究了PMD對40Gbit/s光信號的作用，并以此作為基礎(chǔ)，對群速度色散，非線性效應(yīng)以及PMD對信號的共同作用進行了研究。在相同條件下，40Gbit/s信號的傳輸距離遠遠小于10Gbit/s信號的傳輸距離，而通過使用前向糾錯編碼(FEC)，采用合適的調(diào)制格式

2、，以及對傳輸中的群速度色散和PMD進行有效的補償，都能顯著提高40Gbit/s信號的傳輸距離。本文重點研究了多種調(diào)制格式下信號的傳輸性能，以及40Gbit/s光傳輸系統(tǒng)中的群速度色散補償方案和PMD補償方案。最后，文章給出了40Gbit/s光傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景。 論文的主要工作包括(標識(★)部分為創(chuàng)新內(nèi)容)：1.系統(tǒng)全面地介紹了PMD的基本理論。 2.深入研究了光纖的級聯(lián)模型，給出了選擇不同級聯(lián)參數(shù)時，級聯(lián)

3、模型的輸出特性(★)。 3.利用光纖的級聯(lián)模型對光纖中PMD的統(tǒng)計特性進行了深入系統(tǒng)的研究；針對一階和二階PMD矢量的統(tǒng)計分布，本文通過仿真驗證了級聯(lián)模型的正確性；在此基礎(chǔ)上，本文研究了一階和二階PMD矢量的統(tǒng)計相關(guān)性，并給出了二階PMD矢量的統(tǒng)計量隨著差分群時延(DGD)變化的規(guī)律。 4.深入系統(tǒng)地分析了一階PMD矢量和二階PMD矢量對40Gbit/s信號的作用，及其引起的系統(tǒng)損傷(★)。給出了二階PMD矢量引起的系統(tǒng)

4、損傷隨輸入信號偏振態(tài)變化的規(guī)律(★)。 5.(★)為了對比PMD引起的系統(tǒng)損傷與一階近似下PMD造成的系統(tǒng)損傷之間的差異，本文建立了分析模型，研究了兩種情況下系統(tǒng)損傷分布的特點，并分析了高階PMD引起的系統(tǒng)損傷隨DGD變化的規(guī)律。 6.對于給定光傳輸系統(tǒng)，在確定系統(tǒng)DGD的均值后，即可確定一階和二階PMD矢量的分布。但系統(tǒng)出現(xiàn)較大一階和/或二階PMD矢量(與一階和二階PMD矢量的方均根值相比)的概率極小。在研究PMD引起

5、的系統(tǒng)損傷和系統(tǒng)出界概率時，要求盡可能多地增加這些小概率事件的發(fā)生頻數(shù)。重點取樣法在改變隨機事件概率密度分布的同時，能夠保證統(tǒng)計量的正確性，因此，本論文系統(tǒng)地介紹了重點取樣法的基本理論，并提出了基于重點取樣法的PMD仿真模型(★)。 7.本文將耦合的非線性薛定諤方程組CNLS(CoupledNon-LinearSchr(o)dingerQuation)作為研究40G信號傳輸?shù)臄?shù)學模型，給出了考慮PMD時CNLS方程組的數(shù)值解法(

6、★)，并提出了基于重點取樣法的光纖傳輸模型(★)。8.研究了單信道系統(tǒng)中非線性效應(yīng)與偏振模色散的相互作用，特別是利用重點取樣法研究了高階PMD與非線性效應(yīng)的相互作用(★)。 9.推導了DWDM系統(tǒng)中任意信道的CNLS方程組，并將其作為40Gbit/sDWDM系統(tǒng)信號傳輸?shù)臄?shù)學模型，以此為基礎(chǔ)對40Gbit/sDWDM系統(tǒng)的信號傳輸進行了仿真研究。 10.(★)對40Gbit/s系統(tǒng)中，調(diào)制格式對光信號傳輸性能的影響進行了