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160Gbit/s光时分复用传输技术相关研究

作　者: 段亚飞
导　师: 李唐军
学　校: 北京交通大学
专　业: 光通信与移动通信
关键词: 时分复用偏振模色散非线性色散管理
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

高速长距离光纤通信系统,特别是160Gbit/s超高速系统在传输容量和距离得到增加的同时,面临着光信噪比的降低、偏振模色散、非线性和色散的综合效应等日益突出的问题,这些问题成为影响系统传输性能的主要因素。本论文主要结合导师李唐军教授主持的国家863项目“160Gbit/s一泵多纤光传输技术的研究”(2007AA01Z258)对这些影响因素进行了相关研究。全光放大器的应用使损耗不再成为限制光通信传输的主要因素,但面对超高速长距离传输,笔者认为还是有必要考虑损耗,特别是偏振效应引起的偏振依赖损耗。本文分析了系统光纤链路损耗、器件损耗和偏振依赖损耗,并提出了EDFA的位置优化管理和系统的损耗抑制方案。在160Gbit/s光时分复用传输系统中,研究PMD理论、PMD监测、PMD补偿等问题;对偏振扰偏器、PMD补偿器、时延线等器件进行了分析。进行了光纤PMD、器件PMD和偏振扰偏相关实验,并分析实验结果,为PMD补偿提供相关基础研究。研究抑制PMD的方法,力求实现高速、简单、实用的PMD补偿技术。在系统中加入PMD仿真器,探讨动态PMD补偿方案。通过Optisystem仿真,分析非线性对高速传输系统的影响。对仿真结果进行分析,发现非线性与传输光纤类型、码型、入纤功率、传输速率、色散等因素有密切关系。色散管理技术可以利用优化的色散分布来避免色散影响,同时抑制非线性,从而有效提高系统性能,是提高长距离光通信质量的有效途径。研究高速长距离光纤通信中的色散管理技术,提出可行的色散管理方案,实现高速光时分复用系统100公里色散、色散斜率补偿。系统采取的色散补偿方案是“90km普通单模光纤+10km色散补偿光纤”,很好地实现了系统色散和色散斜率补偿。从补偿的效果来看,实现了无误码传输。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 概论  11-18
  1.1 引言  11
  1.2 光时分复用(OTDM)技术  11-14
    1.2.1 OTDM技术原理  12
    1.2.2 OTDM系统特点  12-13
    1.2.3 OTDM国内外研究进展  13-14
  1.3 160Gbit/s OTDM可行性传输  14-17
    1.3.1 光发射部分  14-15
    1.3.2 光传输部分  15-16
    1.3.3 光接收部分  16-17
  1.4 本论文的组成和主要工作  17-18
2 160Gbit/s OTDM损耗研究  18-27
  2.1 损耗的基本理论  18-22
    2.1.1 光纤损耗数学模型  18-19
    2.1.2 光纤损耗和器件损耗  19-20
    2.1.3 偏振相关损耗(PDL)  20-22
  2.2 抑制系统损耗分析  22-26
    2.2.1 掺铒光纤放大器(EDFA)  22-24
    2.2.2 系统损耗解决方案  24-26
  2.3 结论分析  26-27
3 160Gbit/s OTDM偏振模色散研究  27-47
  3.1 偏振模色散理论研究  27-32
    3.1.1 高速OTDM系统中研究PMD的重要性  27-28
    3.1.2 PMD的引出  28-30
    3.1.3 PMD测量原理与方法  30-32
  3.2 OTDM系统中PMD补偿技术  32-35
    3.2.1 PMD补偿原理  32-33
    3.2.2 PMD补偿技术介绍  33-35
  3.3 系统PMD实验相关研究  35-40
    3.3.1 光纤PMD实验研究  35-37
    3.3.2 器件PMD实验研究  37-39
    3.3.3 振扰偏实验研究  39-40
  3.4 自适应动态补偿研究  40-46
    3.4.1 DOP在线监测  41-42
    3.4.2 PMD补偿单元  42
    3.4.3 自适应动态补偿方案  42-46
  3.5 结论分析  46-47
4 160Gbit/s OTDM色散管理研究  47-68
  4.1 色散管理的重要性  47-48
  4.2 非线性的相关影响  48-57
    4.2.1 光信号的非线性传播方程  48-49
    4.2.2 自相位调制(SPM)  49-52
    4.2.3 交叉相位调制(XPM)  52-54
    4.2.4 四波混频(FWM)  54-57
  4.3 色散的影响  57-62
    4.3.1 色散对系统影响的体现  57-58
    4.3.2 色度色散理论  58-60
    4.3.3 色散补偿方案研究  60-62
  4.4 系统的色散管理方案  62-67
    4.4.1 系统色散管理方案设计  63
    4.4.2 160Gbit/s系统DCF补偿  63-66
    4.4.3 色散管理技术中RZ码型研究  66-67
  4.5 结论分析  67-68
5 结束语  68-70
参考文献  70-74
作者简历  74-76
学位论文数据集  76

160Gbit/s光时分复用传输技术相关研究

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