基于异步幅度分析的模分复用信号性能监测

发布时间：2020-09-10 11:09

　　多年来,为了突破单模光纤有限的传输容量,少模光纤的应用极大的提高了通信容量,但是容量、速率的增加使得传输损伤急剧升高,其中CD、PMD、OSNR的损伤较为显著,迫切需要一种在线监控方案能够对模分复用信号进行有效的监测,从而对信道的优化提供理论支持。本文的基于异步幅度抽样的模分复用信号性能监测可以展开成以下几个方面:首先,研究了现有OPM技术方案,分析了直接监测系统监测和数字相干系统监测的特点,针对数字相干系统中的QAM信号的监测研究了一种新型异步幅度抽样(AAH)监测方案,理论推导出异步幅度采样样本的一至三阶的原点矩与噪声、色散之间的数学关系,并提出无量纲色散参数因子C_d,该参数因子对色散灵敏度高,其他损伤因素如噪声对C_d影响较小,降低了OSNR等其他损伤对监测结果的影响,大大的提高了监测效果。其次,本文设计了基于光子灯笼的6×6的模分复用系统方案,该系统可以实现模式交换功能和交换节点中的任一工作模式的监控,并能够监测模间色散、模间非线性,实现模间的功率均衡。最后,利用Optisystem软件搭建了400Gb/s 1024-QAM的传输平台,运用MATLAB的可编程性设置了各参数接口实现了异步抽样功能。在不同的高斯滤波带宽、信噪比以及占空比的情况下完成了对模分复用信号的色散监控仿真,并对仿真结果进行分析,可以得出在0~200ps/nm范围内灵敏度高,在0~600ps/nm范围内能实现基本监测的结论。本监测系统精度高、监测范围大、受噪声影响小,仿真结果与理论推导一致。本文提出的基于AAH的色散监测方案,定义的色散监测因子C_d,无需解调接收信号,只需简单的光电检测器即可实现,无需接收端同步信号,只要求简单的采样信号,实现成本低,可靠性高,能够很好的应用于下一代SDM光网络。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：

型模,光子晶体,解复用器,复用

研究少模光纤传输实验。目的在于研究少模光纤中的光信上已经有了多篇适用于模分复用的光纤研究成果，对于模分复纤通信博览会及各类研讨会发表了多篇相关文献，并涵盖了各国的著名的实验室也参与到模分复用的研究中来，使得模国内外部分高校开始了对模分复用的研究，但处于起步阶段行一些初步的研究，Roland Ryf 等学者[17]对少模光纤进行了衡技术实现了 96KM 的无码传输，直到 2013 年，已经能实现 1[18]等提出一种基于光子晶体的模分复用器的方案,这种模分复域的长为 10μm，该模分复用器具有尺寸小、应用带宽大等束的模式复用以及解复用。如图 1.1 是光子晶体 ADC 型模式

锥状,解复用器,型模,复用

图 1.2 锥状渐变 ADC 型模式复用 / 解复用器[21]提出了一种基于反向光栅耦合的模分复用器的方案似的部分在于这种结构都具有非对称的平行波导周期性的介质微扰来对不同的模式进行耦合，并且工艺制造方面，反向光栅耦合器的结构的容错率更窄带带宽范围内的模分复用。

解复用器,复用,光栅,模式

图 1.2 锥状渐变 ADC 型模式复用 / 解复用器[21]人提出了一种基于反向光栅耦合的模分复用器的方案，，类似的部分在于这种结构都具有非对称的平行波导。不过周期性的介质微扰来对不同的模式进行耦合，并且各在工艺制造方面，反向光栅耦合器的结构的容错率更高于窄带带宽范围内的模分复用。

【参考文献】