高速光纖通信系統(tǒng)中碼型調(diào)制技術(shù)與偏振模色散補(bǔ)償技術(shù)的研究.pdf

1、高速光纖通信系統(tǒng)，特別是40Gb/s以上的超高速光纖通信系統(tǒng)在傳輸容量得到增加的同時(shí)，面臨光纖群速度色散、偏振模色散、非線性效應(yīng)的影響等日益突出的問題，其中在低速率下可以忽略的偏振模色散效應(yīng)，將成為影響光纖傳輸系統(tǒng)性能的主要因素。而不同的調(diào)制格式在色散容限、非線性的容納能力、頻譜利用率等方面具有各自的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的調(diào)制碼型，并將碼型調(diào)制技術(shù)和其他光纖傳輸技術(shù)相結(jié)合，是提高通信傳輸質(zhì)量的有效途徑。本論文從偏振模色散的理論和

2、調(diào)制格式的原理出發(fā)，詳細(xì)研究和分析了不同調(diào)制格式的原理和具體調(diào)制過程，重點(diǎn)討論了不同調(diào)制格式光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)對(duì)偏振模色散的抑制能力，以及偏振模色散緩解技術(shù)與補(bǔ)償技術(shù)動(dòng)態(tài)結(jié)合的的研究，本論文的主要工作如下(黑體部分為創(chuàng)新性工作)： ◆簡(jiǎn)明扼要的回顧和總結(jié)了偏振模色散的產(chǎn)生機(jī)理、主態(tài)模型、數(shù)值計(jì)算模型、統(tǒng)計(jì)分布情況。 ◆詳細(xì)討論了各種調(diào)制格式(如占空比分別為33％和50％的歸零碼(RZ)、載波抑制歸零碼(CSRZ)、差分

3、相移鍵控歸零碼(RZ-DPSK)和基于差分相移鍵控的載波抑制歸零碼(CSRZ-DPSK)等)的原理和調(diào)制過程，詳細(xì)分析了DPSK調(diào)制格式的解調(diào)原理，編寫了DPSK格式平衡接收的仿真程序，成功實(shí)現(xiàn)了DPSK格式接收，得到了NRZ-DPSK、RZ-DPSK和CSRZ-DPSK解調(diào)后的眼圖。 ◆依據(jù)不同調(diào)制格式的調(diào)制原理，設(shè)計(jì)了OOK格式和DPSK格式的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)，得到了調(diào)制后的眼圖和頻譜；其中對(duì)于DPSK格式，克服了不利的實(shí)驗(yàn)條

4、件，成功實(shí)現(xiàn)了DPSK的解調(diào)，得到了“加口”和“減口”的眼圖和頻譜。 ◆詳細(xì)闡述了現(xiàn)有的幾種偏振模色散補(bǔ)償方式，并做了全面的比較；詳細(xì)介紹了PSO算法作為偏振模色散補(bǔ)償控制算法的工作原理以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 ◆介紹了偏振度的基本概念，詳細(xì)討論了以偏振度(DOP)作反饋信號(hào)時(shí)，不同調(diào)制格式的偏振度和一階偏振模色散(DGD)之間的關(guān)系。若以偏振度作反饋信號(hào)，對(duì)于OOK格式來說，NRZ碼的偏振度動(dòng)態(tài)變化范圍較小，而Rz和CSRZ系統(tǒng)

5、的偏振度動(dòng)態(tài)波動(dòng)性變化較大，這容易使搜索算法陷入局部極值；對(duì)于DPSK格式來說，DOP與DGD之間是單調(diào)變化的，這對(duì)于搜索算法和整個(gè)補(bǔ)償系統(tǒng)來說是非常有利的，因此DPSK格式相對(duì)于OOK格式更適合于以DOP作反饋信號(hào)的PMD補(bǔ)償系統(tǒng)。 ◆將調(diào)制后的OOK格式和DPSK格式應(yīng)用到偏振模色散補(bǔ)償系統(tǒng)中，從實(shí)驗(yàn)上成功的實(shí)現(xiàn)了碼型調(diào)制技術(shù)與PMD補(bǔ)償技術(shù)的動(dòng)態(tài)結(jié)合，得到了補(bǔ)償前后的眼圖，補(bǔ)償效果明顯。 ◆深入分析了不同調(diào)制格式的