超高速光纤传输系统中非线性效应机理与监测的研究

发布时间：2020-12-31 03:25

　　21世纪以来,网络用户对于数据速率的需求越来越大,云计算、大数据等技术的快速发展也需要对通信网络进行扩容和升级,因此光纤传输系统需要更高的传输容量来保障日益增长的业务流量需求。在传统的基于强度调制/直接检测(IM/DD)的光纤通信系统中,每个符号所包含的比特数目有限;且由于器件带宽和采样速率的限制,系统的符号速率受限;并且随着速率的提升,系统对色度色散、偏振模色散等损伤的容忍度急剧下降。所以基于IM/DD的系统无法满足用户对通信容量的需求。与IM/DD的光纤通信系统相比,相干光纤通信系统的接收机灵敏度更高,能够支持更高阶的调制格式来提升频谱利用率,且能够在电域用数字信号处理(DSP)技术对信号进行均衡。这些优势使得相干光纤通信系统成为了高速长距离光纤传输系统的首选方案。相干光纤通信系统中,DSP技术能够很好地均衡色度色散、偏振模色散等线性损伤,系统的非线性损伤便成为相干光纤通信系统发展的瓶颈。本论文深入研究了超高速光纤传输系统中光纤非线性效应的模型机理、抑制和监测方案。论文首先从非线性效应的机理出发,验证了高斯噪声模型的适用性,并研究了波分复用系统中使得光纤非线性效应最小的最佳单信道符... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１相干光信号的调制示意图［ｉ．４］??首随机信号（由０和１组成的随机）经过，ＰＳＫ或ＡＭ??

ｓ?ｙ?？—＾ＤＡＣ）？－＾Ｆｉｌｔｅｒ）?—＾??图２－１相干光信号的调制示意图［ｉ．４］??首先随机信号（由０和１组成的随机序列）经过符号映射，变成ＰＳＫ或ＱＡＭ??信号，经过数模转换（ＤＡＣ）之后，为了使得信号适合于光纤传输并进行带限处??理，信号会经过一个电滤波器。然后基带电信号和光信号会同时进入马赫曾德尔??调制器（ＭＺＭ）。这里输入ＭＺＭ的电信号包括直流偏置电压和输入的有用电信??号，其中直流偏置电压用来表示，Ｆ，和＆分别表示Ｉ路和Ｑ路的有用电信??号。而每个信号的Ｑ路比Ｉ路多了一个９０°的相位调制来区分每一路。ＭＺＭ输??入的光信号可以看作是一个有初始相位么Ｄ１，角频率为⑴ｉＤＩ的信号。对于每个偏??振态来说，激光二极管（ＬＤ）通过偏振分束器（ＰＢＳ）来进行激光的偏振分离，??这样每个偏振态下的调制器输出可以表示为式（２－１）：??ｙ??Ｅ（０?＝?Ａ?ｃ〇ｓ（ｙ?＇?ｖ?Ｄ（?）?ｅｘｐ｛ｊｃｏＬｍｔ?＋?ｊ（／＞Ｌｍ）??ｎ?（２－１）??兀?Ｖ〇?＋?ＶＤ（，?ｊ［??＋Ａｃｏｓ（－＾ｊ?—）ｅｘｐ（／ｃｏＬＤＩｔ?＋?Ｊ（／＞ｗｌ＋－）??其中Ｊ为比例常数

?第三章波分复用系统中非线性效应的研宄??信号之间的相关性。在计算高斯噪声模型解时，采用背靠背的光信号和式（２－１〇４）??来计算理论解析解。系统框图如图３－１所示。其中“Ｐｒｅ．Ｄｉｓｐ”代表预色散／‘Ｓｈｍａ．”??代表系统仿真结果，“Ｔｈｅｏ．”代表高斯噪声模型的理论计算结果。“ｗ广代表包??含，“ｗ／ｏ”代表不包含。高斯噪声模型假设信号呈高斯分布［２３］。Ｃａｒｅｎａ?ｅｔ?ａｌ？在??信号进入光纤链路前加入大的预色散，在经过大的预色散之后，信号便呈现高斯??分布，Ｃａｒｅｎａｅｔａｌ．加入的预色散大小为２００，０００?ｐｓ／ｎｍ［２４］。这里系统中也加入相??同大小的预色散值。??ｐｋ；


本文编号：2948866