超高速光傳輸系統(tǒng)中高精度色散管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著光傳輸系統(tǒng)朝著超高速、超長距離、超大容量的方向不斷發(fā)展，光纖的色度色散對傳輸系統(tǒng)的影響越來越大。對于同樣調(diào)制格式的光傳輸系統(tǒng)，100 Gb/s系統(tǒng)的色散容限只有10 Gb/s系統(tǒng)的1/100.這就對傳輸光纖色散補(bǔ)償?shù)木_性提出了更高的要求。而為了實(shí)現(xiàn)對鏈路的精確補(bǔ)償，首先需要對光纖的色散進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。本論文從系統(tǒng)非線性抑制的角度分析了高精度色散管理技術(shù)對系統(tǒng)性能的提升，針對現(xiàn)有光傳輸鏈路中的線路色散補(bǔ)償以及接收端可調(diào)色散補(bǔ)償相關(guān)技

2、術(shù)進(jìn)行了研究。另外，在對現(xiàn)有色散測量技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種快速色散測量方法，并搭建了系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)證。
　　本論文首先對光纖中的物理損傷進(jìn)行了理論分析，這其中包括色散、PMD以及各種非線性效應(yīng)。文章從各種物理損傷的產(chǎn)生來源出發(fā)，給出了它們對傳輸系統(tǒng)性能的影響。為后續(xù)幾章的討論與深入研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　針對高精度色散管理技術(shù)對于系統(tǒng)性能的提升進(jìn)行了理論分析。首先對高速光傳輸系統(tǒng)中的IXPM以及IFWM效應(yīng)進(jìn)行

3、了分析，并且說明了利用合理的色散圖設(shè)計(jì)能夠?qū)@兩種非線性效應(yīng)進(jìn)行抑制的機(jī)理。比較了高精度色散管理下的色散圖與現(xiàn)有光纖傳輸鏈路色散圖的區(qū)別，并且通過系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，得出了兩種色散圖下對系統(tǒng)非線性抑制效果的對比。結(jié)果顯示：采用高精度的色散管理技術(shù)能夠提高超高速光傳輸系統(tǒng)的傳輸性能。
　　針對現(xiàn)有光傳輸鏈路的色散補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了全面的研究分析。首先，通過對現(xiàn)有色散補(bǔ)償技術(shù)的比較，得出了在鏈路色散補(bǔ)償中采用三包層色散補(bǔ)償光纖的優(yōu)勢。而對于三包

4、層色散補(bǔ)償模塊性能的判定，本論文提出了一種系統(tǒng)的判定方案：分別從系統(tǒng)非線性相移大小以及色散曲線形狀進(jìn)行判定，得出了色散補(bǔ)償光纖的品質(zhì)因數(shù)（FOM）越大或者色散補(bǔ)償系數(shù)越大，由色散補(bǔ)償模塊帶來的非線性相移越小。然而，隨著色散補(bǔ)償系數(shù)的增加，色散補(bǔ)償曲線將會與傳輸光纖不匹配，從而影響色散補(bǔ)償精度，帶來非線性代價(jià)。因此，在色散補(bǔ)償模塊的選擇上，需要同時(shí)考慮FOM值、色散補(bǔ)償系數(shù)以及色散補(bǔ)償曲線等多個(gè)因素。另外，我們對殘余色散的后補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了

5、研究，提出了一種基于時(shí)鐘信號功率探測結(jié)合可調(diào)色散補(bǔ)償器件的方案，能夠通過對時(shí)鐘信號功率大小的監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)對殘余色散的優(yōu)化。利用仿真軟件搭建了實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)對該方案進(jìn)行了認(rèn)證。
　　對鏈路色散進(jìn)行有效補(bǔ)償?shù)那疤崾菍鬏敼饫w的色散進(jìn)行測量。本論文最后對色散測量相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析。首先對現(xiàn)有色散測量技術(shù)以及商用的色散測量設(shè)備進(jìn)行了全面的分析，總結(jié)出各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。接著，結(jié)合未來全光網(wǎng)絡(luò)中對于光纖鏈路色散測量的實(shí)時(shí)快速需求，提出了一種快速的