高速光纤通信系统中偏振膜色散效应及其补偿问题研究

光纤通信作为现代通信网的重要组成部分,正迅速地向高速率、大容量和长距离的方向发展。PMD明显损害系统的传输性能、限制系统的传输速率和距离,因此,PMD成为目前光纤通信领域的一个研究热点。     

利用DOP数值搜索的偏振模色散补偿算法

根据光域动态反馈的PMD补偿方案中在线测量的偏振度波动特点,提出了一种基于搜索最优DOP数值的PMD补偿控制算法。此算法在以变步长精确搜索全局最值的基础上,采用近似定步长的搜索策略,避免陷入局部极值区域,得到全局最优DOP数值,从而较好地补偿高速光纤链路中的PMD。将此算法用于人工神经网络训练的仿真中,能够使训练后的网络达到最小网络误差,提高网络的泛化能力。仿真结果验证了该算法的正确性和良好的搜索性能。     

偏振模色散对NRZ码和RZ码的40Gbit/s系统性能影响的仿真分析

偏振模色散(PMD)是进一步提高现有光纤通信系统单信道速率必须克服的障碍之一。本文基于已铺设光纤的典型值,针对偏振模色散对采用NRZ码和RZ码的40Gbit／s光纤通信系统的性能影响进行了分析与仿真。结果表明,考虑PMD的影响时,采用RZ码的系统并不一定比采用NRZ码的系统的传输性能好,而在占空比[0,1]之间存在一个最佳值,此时,高速系统受偏振模色散的影响最小。这对于研究、设计高速光纤通信系统时选择合适的码型和RZ码的占空比,具有重要的参考意义。     

自适应一阶和二阶PMD补偿的理论与实验研究

理论上分析了两阶段补偿器能够同时完全补偿一阶及二阶PMD(去偏振项)的机理。以两个偏振控制器和两段保偏光纤组成PMD模拟器,采用DOP方法完成了10Gb／s NRZ码高速光纤通信系统自适应一阶和二阶PMD补偿的实验研究。结果表明：补偿前系统一阶、二阶PMD分别为60ps、4200ps^2,而补偿后分别为8ps、50ps^2,补偿时间小于100ms。通过PMD补偿,NRZ码眼图得到很好恢复。建立起的自适应补偿系统可以很好地同时补偿系统中的一阶、二阶PMD。     

基于DOP监测的PMD补偿的实现与性能分析

针对偏振模色散(PMD)限制光纤通信系统向高速率和长距离发展的问题,本文提出了基于偏振度(DOP)监测的PMD动态自适应补偿系统的设计方案.该方法根据DOP与差分群时延(DGD)之间的关系,通过控制算法实现DOP最佳值的搜索和跟踪,由DOP的变化反映PMD的大小及其补偿效果,采用调节偏振控制器波片的角度和可变时延线,调整两基本偏振态,不断优化DOP使其趋于最佳值,构建了闭环补偿系统.实验结构表明,发生裂化的信号波形得到了有效恢复,眼图张开度得到明显改善.实验中,系统的补偿响应时间约为110 ms,补偿后信号的误码率为3.59e-16,达到了系统对传输误码率的要求.     

10Gbit/s色散补偿系统中自相位调制效应的研究

首先讨论了单模光纤中自相位调制对系统色散的影响。数值计算和实验结果表明。增加入纤功率能在一定程度上抑制色散效应 ,当入纤功率为 1 5dBm时 ,对于 4 0 .0km的单模光纤 ,自相位调制效应和色散恰好抵消 ,功率代价接近为零。然后比较了前、后置色散补偿系统的性能。理论分析和实验表明 ,在入纤光功率较大的情况下 ,采取前置、完全色散补偿系统具有较低的误码率。前置补偿最佳入纤功率比后置补偿最佳入纤功率高约 1 0 .0dB。这表明 ,采取前置、完全色散补偿 ,系统具有较长的中继距离和较高的接收端光信噪比 ,对 (1 6 0× 1 0Gbit/s)DWDM系统 30 0 0km超长距离传输中光放大和色散补偿问题的整体优化具有重要现实意义。     

利用后置补偿法对10-Gbit/s长距离波分复用光纤传输系统进行色散均衡

通过系统仿真,对以常规单模光纤和色散补偿光纤(SMF+DCF)组成的16×10-Gb/s WDM色散补偿系统进行了分析,调制器啁啾为0,激光器静态线宽为5MHz.结果表明:(1)对于数百公里的传输距离,以DCF进行在线补偿就可以使各个信息达到较好的色散补偿效果(16×10-Gb/s,400km,眼图代价差别小于0.5dB);(2)由于SPM在SMF光纤中对脉冲的压缩效应,每一信道应保持略微偏正的残留色散量;(3)对于上千公里的传输距离,仅以DCF进行在线补偿无法同时均衡所有信道的色散(16×10-Gb/s, 1200km,眼图代价差别大于0.85dB).为此,本文以SMF或DCF在系统接收端再次对各信道逐个进行色散补偿(后置色散补偿),达到了良好的效果(16×10-Gb/s, 1200km, 眼图代价差别小于0.3dB).     

偏振模色散对高速光码的影响

研究一阶、二阶偏振模色散（PMD）对10 Gb/s和40 Gb/s的光传输系统性能的影响，考虑PMD的统计特性，基于基本偏振态（PSP）理论数值模拟了非归零码（NRZ）和归零码（RZ）在传输过程中产生的脉冲畸变以及系统Q值的变化。结果表明，传输速率越高PMD对系统性能的影响越显著，二阶PMD也将不可忽略。另外，RZ码传输性能明显优于NRZ码并且可通过预啁啾进行改善。     

4×2.5Gbit/s,154km无中继波分复用系统现场试验

两套供工程使用的４×２，５Ｇｂｉｔ／ｓ、１５４ｋｍ无中继波分复用光纤通信系统第一次在国内研制成功。该系统采用了波长控制器和波长转发器。系统可长期稳定工作并可接入任何厂家任何机型的２．５Ｇｂｉｔ／ｓ光端机。经过广东省邮电管理局组织的严格测试，二系统共８信道均２４小时无误码。并通过了由国家经贸委、电子工业部委托国家教委组织的专家鉴定。     

啁啾FBG和DCF对16×10Gb/s系统进行色散补偿的性能研究

对负色散光纤法和啁啾光纤光栅法实现色散补偿的两种方案进行了模拟研究 ,结论是 :(1 )对各信道完全色散补偿的前提下 ,入纤光功率较小时 ,啁啾光纤光栅色散补偿系统误码性能较好 ;入纤光功率较高时 ,用负色散补偿光纤进行色散补偿效果更好 ;(2 )适当的欠补偿比完全补偿效果好 ,入纤光功率一定时 ,用啁啾光纤光栅比用负色散补偿光纤进行欠补偿的效果好     

109公里2.5Gb／s无中继IM／DD光纤传输实验系统

对国内首次２．４８８Ｇｂ／ｓ光纤传输系统实现结果进行了报道。系统工作波长１５５０ｎｍ，利用常规单模光纤实现了１０９公里无中继传，要用ＩＭ／ＤＤ方式，接收机灵敏度为－３０．５ｄＢｍ．     

140Mbit／s半导体激光放大传输实验

报导了利用行波半导体激光放大器进行的１４０Ｍｂｉｔ／ｓ传输实验，对光放大器增益－电流、增益－输入功率以及输出－输入功率特性进行了测试，并分析了光滤波器对传输性能的影响。     

2.5Gb/s O/E/O光波长变换器

介绍了两种高码率Ｏ／Ｅ／Ｏ光波长变换器。实验表明，这两种光波长变换器都具有优良的光、电技术指标和可靠性，其中２．５Ｇｂ／ｓ Ｏ／Ｅ／Ｏ光波长变换器已经应用在广州＝深圳间１０Ｇｂ／ｓ波分复用光纤通信系统中。     

利用中点谱反转实现2.5Gb/s直接调制信号的200km常规单模光纤传输

报道了２．５Ｇｂ／ｓ直接调制光信号的２００公里常规单模光纤传输实验，系统中采用了基于色散位移光纤中四波混频效应扣点谱反转技术以补偿光纤色散的影响。     

60km已敷设光纤链路中PMD部分补偿方案

偏振模色散(PMD)在40Gb/s或更高速率的光纤通信系统中已成为限制系统性能的主要因素.为使PMD补偿经济、控制方便,具有一定的工程实用价值,提出了一套采用两级固定时延补偿结构的PMD部分补偿方案,设计并制作了PMD补偿器,在实际传榆线路中进行了测试.测试结果与光通信系统设计软件Optiwave Optisystem模拟补偿效果进行了对比,优化了补偿器的各项参数.在对实际敷设的四组长约60 km的光纤链路的补偿试验中所得结果与计算结果符合较好,实现了15～20%的补偿量.     

2.5Gb/s,52km的光孤子通信实验系统

在国内首次进行了孤子通信的误码测量，成功地将２．５Ｇｂ／ｓ的孤子传输了５２ｋｍ，经过２小时测量无误码。对实验中的现象进行了理论分析。     

利用非线性光纤环路镜将2.5Gbit／s归零码光脉冲波长变换20nm

利用光纤非线性环路镜成功地将２．５Ｇｂｉｔ／ｓ的归零码光脉冲变换了２０ｎｍ的距离。在最佳波长变换处对变换信号进行了１小时的误码测量,采用２２３－１伪随机码序列,误码为１．３×１０－１４。信号光和探测光脉冲宽度分别为２８ｐｓ和３７ｐｓ,中心波长分别为１５３３ｎｍ和１５５３ｎｍ。     

10Gbit/s甚短距离(VSR)并行光传输系统

介绍了一个适用于甚短距离(Very Short Reach,VSR)网络传输的并行光传输系统。系统的发射部分用垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting La-ser,VCSEL)1×12列阵代替传统的边发射激光器,接收部分也采用相应的探测器列阵,并由多模光纤列阵相连接,在300m距离内以单信道1.25 Gbit/s速率实现的10Gbit/s的高传输速率。