基于SB-AFSA的WDM系统多信道PMD自适应补偿研究

针对基本人工鱼群算法(AFSA)存在的不足,提出了一种基于生存行为(SB,survival behavior)的AFSA(SB-AFSA)。根据非线性薛定谔方程,建立了12×40Gbit/s光传输系统模型,采用最坏信道补偿方案,以偏振度(DOP)作为反馈信号,将SB-AFSA应用于波分复用(WDM)系统多信道偏振模色散(PMD)自适应补偿。结果表明,搜索补偿后各信道的DOP均达到0.96以上,眼图恢复良好,补偿信道的误码率(BER)明显降低,并且SB-AFSA能够实时跟踪补偿PMD的变化,平均跟踪时间小于0.452ms。     

基于VLPSO算法的100Gbit/s光传输系统的偏振模色散自适应补偿

针对标准粒子群优化(PSO)算法后期迭代效率不高和容易陷入局部极值问题,提出了一种基于变异机制的局部粒子群优化(VL-PSO,varied local particle swarm optimization)算法。在单信道100 Gbit/s光传输系统中,以VL-PSO算法作为逻辑控制算法,进行二阶偏振模色散(PMD)归零(RZ)码自适应补偿实验。结果表明,搜索补偿后,眼图张开度明显增大,平均搜索补偿时间为1.650 ms;并且VL-PSO算法能够实时跟踪补偿PMD的变化,跟踪时间小于0.431 ms。     

40 Gb/s光纤通信系统中一阶PMD对信号频谱的影响

首先给出了受一阶偏振模色散(PMD)影响的40 Gbit/s高斯脉冲信号功率谱的数学表达式,并分析了脉冲波形、分光比、监测频率以及差分群延时(DGD)对接收信号功率谱的影响.实验测量了在分光比为0.5时的40 Gbit/s归零(RZ)码伪随机信号在接收频率为12 GHz处的电功率谱密度随DGD变化的关系,实验结果与理论计算一致.这表明,对于40 Gb/s的光纤通信系统,可以通过简单地检测某一特定频率的电信号功率,动态跟踪系统中PMD的变化情况,从而为补偿一阶PMD提供了重要依据.     

晶体型二阶偏振模色散模拟器

报道了一种新型的二阶晶体型偏振模色散(PMD)模拟器,其由3片可产生不同的一阶PMD差分群延迟(DGD)的晶体和1个法拉第旋转器组成,法拉第旋转器理论上可在180°内连续变化。该二阶PMD模拟器实验上能近似模拟从50到200 ps2的二阶PMD。给出了二阶PMD随偏置电压变化的曲线。实验表明,该器件输出的重复性好,响应时间小于1 ms,实验值与理论值近似符合。     

基于IC-PSO和ISM的反馈控制算法设计

为了提高光纤偏振模色散(PMD)补偿系统的动态自适应补偿能力,提出了用改进粒子群优化(PSO)算法作为搜索算法,用改进单纯形法(ISM)作为跟踪算法的反馈控制算法设计方案,从而实现对PMD补偿单元的动态调整。在PSO算法中,引入免疫克隆(IC)原理提高了搜索算法的全局优化能力;对SM的反射操作和扩张操作进行改进,从而提高算法的收敛速度;用映射操作代替原有的顶点代换操作,从而使单纯形在迭代过程中不发生退化现象。实验结果证明了该算法用于PMD补偿系统的有效性和可行性。     

偏振度方法监测和控制偏振模色散的失效概率

依据主偏振态理论和一阶偏振模色散(PMD)近似,给出了信号偏振度(DOP)与PMD的解析关系式.考虑到光纤通信链路中光放大器造成的自相位调制(SPM)的影响,通过数值仿真,量化了DOP方法监测40 Gbit/s系统的PMD的失效概率.发现降低放大器输出峰值功率(10～12 dB*m)和引入适当的初始负啁啾(-1)可以显著增大PMD补偿系统作用距离.     

40 Gb/s CSRZ码系统下的自适应PMD补偿实验

在采用了新型光纤的40Gb／s系统中，通常只有很小的一阶偏振模色散（PMD）。本文在40Gb/s的国家自然科学基金网（NSFCNET）上，搭建了由电控偏振控制器（PC）、保偏光纤（PMF）、信号光偏振度（DOP）检测单元以及反馈控制单元组成的PMD补偿模块，具有结构简单、反应灵敏的特点，可以对小于20ps的一阶PMD进行自适应的补偿，平均搜索时间为2ms。     

高双折射取样啁啾光纤光栅的研究与应用

为实现高速光纤通信系统中的偏振模色散(PMD)补偿,提出了基于高双折射线性啁啾光纤光栅(Hi-BiLCFBG)的线性应变梯度悬臂梁作为PMD补偿器,同时考虑到波分复用(WDM)系统中不同信道PMD值不同,提出了取样啁啾(CSP)与周期啁啾(CGP)的等效,利用带有CSP的高双折射取样光纤光栅(Hi-Bi SFBG)制成多信道PMD补偿器,不同信道等效的啁啾系数不同,从而可同时实现多个信道的PMD补偿。实验中,实现了40Gb/s的传输系统中最大58.6 ps的差分群时延(DGD)补偿,补偿后,信号眼图张开度有明显改善,从而证明了该PMD补偿器的有效性与可行性。     

目标跟踪中的MS和MC自适应选择策略

针对mean shift(MS)算法不能解决非线性目标跟踪及Monte Carlo(MC)算法实时性差的问题,提出了一种自适应选择MS算法与MC算法的目标跟踪策略。首先,对目标、背景分别采样,用"对数似然法"评价每个目标区的特征对背景的可区分能力,选择区分能力强的特征作为目标。然后,引入一跟踪方式选择标志,通过计算当前跟踪窗内的目标与模板的匹配度来决定该标志的值,当目标与模板的匹配度大于某个域值时,选择实时性好的基于梯度最速下降的MS跟踪策略,以实现跟踪的实时性;否则选择基于随机采样、对目标模型没有限制的MC跟踪策略,使得位置预测结果更加准确。实验结果表明:与MC相比,本文算法在跟踪性能不受影响的前提下,有效节省了系统时间,当目标简单运动时,对于100×56像素的目标,平均计算时间由原来的82ms降低为小于1ms;与MS算法相比,该算法在牺牲一些系统时间的基础上能够更加鲁棒地解决非线性目标跟踪问题。     

高速光通信中的PMD补偿技术

偏振模色散 (PMD)已成为发展下一代高速长距离光纤通信的主要限制因素。介绍了 PMD补偿的基本理论 ,并分别讨论了一阶、二阶和高阶 PMD补偿方法     

可补偿二阶偏振模色散的两级自适应补偿器研究

研制了对于10Gbit／s非归零码(NRZ)和归零码(RZ)光纤通信系统的二阶偏振模色散(PMD)自适应补偿实验系统。实验中运用光纤链路中的偏振度(DOP)作为反馈控制信号，采用粒子群优化算法(PSO)作为偏振模色散自适应补偿的搜索和跟踪控制算法，粒子群优化作为补偿搜索算法具有收敛速度快、抗噪声和避免陷入局部极值的优点；作为跟踪算法可以快速跟踪偏振模色散的随机变化。实验证明，该补偿系统可以同时补偿一阶和二阶偏振模色散。不论对于非归零码还是归零码，补偿后眼图恢复很好。补偿搜索时间为几百毫秒。跟踪系统对于链路中突发的偏振模色散变化的响应恢复时间小于20ms，实现了准实时的一阶和二阶偏振模色散自适应补偿与跟踪。     

基于DOP反馈的10 Gb/s系统PMD自适应补偿实验

报道了基于DOP反馈的10 Gb/s NRZ码和RZ码光通信系统的PMD自适应补偿实验,自适应补偿器的搜索时间低于1 s,受到突然扰动后的恢复时间少于20 ms.     

Automatic PMD compensation experiment with particle swarm optimization and adaptive dithering algorithms for 10-gb/s NRZ and RZ formats

We demonstrate a 10-Gb/s polarization-mode dispersion (PMD) compensation experiment by using a 4-degree of freedom compensator for both NRZ and RZ formats. The particle swarm optimization method is used as the searching algorithm and an adaptive dithering algorithm is employed in tracking process. The results show that the searching process is finished within several hundreds of milliseconds and the response time for the compensator to recover from a sudden disturbance is less than 20 ms.     

RZ码和NRZ码的偏振模色散自适应补偿特性比较

建立了自适应偏振模色散补偿系统,利用偏振度作为反馈信号,对40 Gb/s的RZ和NRZ码分别进行了PMD补偿的数值模拟,结果显示,采用DOP作反馈信号、用二段补偿器和三段补偿器对二种码型的PMD补偿均是有效的.但由于高阶PMD的影响对NRZ码的补偿效果要优于RZ码,特别是存在偏振相关色散的影响时,对RZ码的补偿的影响在明显大于NRZ码,这说明,对于RZ码补偿偏振相关色散是必要的.     

基于分布式LiNbO3的自适应PMDC的方案设计

文章设计了一种快速实用的自适应偏振模色散（PMD）补偿器,主要利用x切、y向传播的LiNbO3器件的双折射特性进行了光纤链路PMD的补偿,采用一定频率范围内的功率谱密度作为补偿器的反馈控制信号,并使用了多维梯度搜索算法优化补偿量。     

Tracking and separation of time-varying principal states of polarization in optical fiber link for first-order PMD compensation and its filter-dependent performance

We propose a simple method for tracking and separating time-varying principal states of polarization (PSP) occurring in a fiber-optic transmission link with polarization mode dispersion (PMD) for use in PMD compensation. The proposed method uses as a feedback monitoring signal the bandpass-filtered RF power at bit-rate frequency for NRZ signal format. We demonstrated the operating principle of the method through theoretical simulation and experiment using an automatically adaptive PMD compensator employing a single polarization beam splitter (PBS). The effects of electrical filtering on the PSP tracking performance were also investigated by using three types of filters, i.e., a low-pass filter (LPF), a band-pass filter (BPF), and a high-pass filter (HPF). The simulation results showed that only a BPF centered at bit-rate frequency was found to allow for tracing and separation of two PSPs via PBS. The proposed method, when applied to a conventional PMD compensator that alternately controls a polarization controller and a delay line, enables separation of PSP control from differential-group-delay (DGD) control, thus allowing fast tracking of rapidly changing PSP in a PMD-impaired optical fiber link and reducing compensation time.     

偏振模色散对光纤系统的影响及补偿方案研究

PMD是对高速长距离光纤传输系统影响较大的一个因素。描述了一阶PMD补偿的基本原理及其局限性,给出PMD补偿系统的一般模型,对各个模块和关键技术进行较为详细的讨论。对高阶PMD及其补偿问题进行分析与讨论,并实现了一种二阶PMD补偿器的具体设计与实验研究。     

二阶偏振模色散高速光纤通信的影响及补偿

讨论了二阶偏振模色散对光脉冲的影响,模拟结果表明,二阶偏振模色散对信号影响起主要作用的是去偏振项,使得信号波形边缘出现能量过冲;同时也讨论了二阶偏振模色散补偿的方法,利用二段偏振模色散补偿器对二阶偏振模色散进行了有效的补偿,并给出了补偿的实验结果.