光纖通信系統(tǒng)中偏振模色散自適應(yīng)補償和緩解技術(shù)的研究.pdf

1、偏振模色散被認為是限制高速光纖通信系統(tǒng)(≥10Gb/s)進一步發(fā)展的主要因素之一，是當前光通信領(lǐng)域的一個研究熱點。本論文主要從實驗角度研究了偏振模色散自適應(yīng)補償?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，包括反饋信號的提取技術(shù)、自適應(yīng)控制算法和補償器結(jié)構(gòu)的構(gòu)成等，并實現(xiàn)了在多種傳輸系統(tǒng)中偏振模色散自適應(yīng)補償?shù)膶嶒?；最后對能緩解偏振模色散的碼型調(diào)制技術(shù)進行了初步探討。論文的主要工作包含以下幾個方面： 一、PMD的基本理論●系統(tǒng)地介紹了三種偏振光的表示方法以及相互

2、關(guān)系；偏振器件的瓊斯傳輸矩陣以及相應(yīng)的米勒矩陣。 ●分析了偏振模色散的起因；介紹了偏振模色散的重要研究模型—偏振主態(tài)模型。●給出了偏振模色散的定義及級聯(lián)法則。 ●概括介紹了偏振模色散的各種補償方案。 二、反饋信號的理論和實驗研究●理論推導了光偏振度與差分群時延的變化關(guān)系，實驗上實現(xiàn)了單偏振態(tài)偏振度取樣，并證實了單偏振態(tài)偏振度與系統(tǒng)碼率無關(guān)。 ●推導了偏振度橢球的基本公式，并對一些特殊情況進行了討論；實驗采

3、集了偏振度橢球，給出了兩種從偏振度橢球獲取偏振模色散信息的方法。 ●介紹了電域頻率分量電功率法 三、控制算法的研究●詳細闡述了粒子群優(yōu)化算法(PSO)的基本原理及拓撲結(jié)構(gòu)。 ●實驗比較了全局鄰居結(jié)構(gòu)的PSO算法(GPSO)和局部鄰居結(jié)構(gòu)的PSO算法(LPSO)在一階段補償器和兩階段補償器中的搜索效果，結(jié)果表明：對于在多自由度空間求解極值問題時，LPSO對比GPSO更占優(yōu)勢。 ●將GPSO算法用作偏振模色散

4、跟蹤算法，實驗證實跟蹤效果良好。 四、PMD補償補償理論和實驗研究●介紹了一階段補償器和兩階段補償器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成及補償理論。 ●完成在多種光纖通信傳輸系統(tǒng)中偏振模色散自適應(yīng)補償?shù)南盗袑嶒?，包?0Gb/s和40Gb/sRZ碼系統(tǒng)中一階偏振模色散自適應(yīng)補償、10Gb/sNRZ碼和RZ碼系統(tǒng)中二階偏振模色散自適應(yīng)補償、40Gb/sRZ碼系統(tǒng)中二階偏振模色散自適應(yīng)補償。 五、對能緩解偏振模色散的碼型調(diào)制的初步探討●介紹了