超高速光傳輸系統(tǒng)中高精度色散管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著光傳輸系統(tǒng)朝著超高速、超長(zhǎng)距離、超大容量的方向不斷發(fā)展，光纖的色度色散對(duì)傳輸系統(tǒng)的影響越來(lái)越大。對(duì)于同樣調(diào)制格式的光傳輸系統(tǒng)，100 Gb/s系統(tǒng)的色散容限只有10 Gb/s系統(tǒng)的1/100.這就對(duì)傳輸光纖色散補(bǔ)償?shù)木_性提出了更高的要求。而為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈路的精確補(bǔ)償，首先需要對(duì)光纖的色散進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。本論文從系統(tǒng)非線性抑制的角度分析了高精度色散管理技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的提升，針對(duì)現(xiàn)有光傳輸鏈路中的線路色散補(bǔ)償以及接收端可調(diào)色散補(bǔ)償相關(guān)技

2、術(shù)進(jìn)行了研究。另外，在對(duì)現(xiàn)有色散測(cè)量技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種快速色散測(cè)量方法，并搭建了系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)證。
　　本論文首先對(duì)光纖中的物理?yè)p傷進(jìn)行了理論分析，這其中包括色散、PMD以及各種非線性效應(yīng)。文章從各種物理?yè)p傷的產(chǎn)生來(lái)源出發(fā)，給出了它們對(duì)傳輸系統(tǒng)性能的影響。為后續(xù)幾章的討論與深入研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　針對(duì)高精度色散管理技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)性能的提升進(jìn)行了理論分析。首先對(duì)高速光傳輸系統(tǒng)中的IXPM以及IFWM效應(yīng)進(jìn)行

3、了分析，并且說(shuō)明了利用合理的色散圖設(shè)計(jì)能夠?qū)@兩種非線性效應(yīng)進(jìn)行抑制的機(jī)理。比較了高精度色散管理下的色散圖與現(xiàn)有光纖傳輸鏈路色散圖的區(qū)別，并且通過(guò)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，得出了兩種色散圖下對(duì)系統(tǒng)非線性抑制效果的對(duì)比。結(jié)果顯示：采用高精度的色散管理技術(shù)能夠提高超高速光傳輸系統(tǒng)的傳輸性能。
　　針對(duì)現(xiàn)有光傳輸鏈路的色散補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了全面的研究分析。首先，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有色散補(bǔ)償技術(shù)的比較，得出了在鏈路色散補(bǔ)償中采用三包層色散補(bǔ)償光纖的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于三包

4、層色散補(bǔ)償模塊性能的判定，本論文提出了一種系統(tǒng)的判定方案：分別從系統(tǒng)非線性相移大小以及色散曲線形狀進(jìn)行判定，得出了色散補(bǔ)償光纖的品質(zhì)因數(shù)（FOM）越大或者色散補(bǔ)償系數(shù)越大，由色散補(bǔ)償模塊帶來(lái)的非線性相移越小。然而，隨著色散補(bǔ)償系數(shù)的增加，色散補(bǔ)償曲線將會(huì)與傳輸光纖不匹配，從而影響色散補(bǔ)償精度，帶來(lái)非線性代價(jià)。因此，在色散補(bǔ)償模塊的選擇上，需要同時(shí)考慮FOM值、色散補(bǔ)償系數(shù)以及色散補(bǔ)償曲線等多個(gè)因素。另外，我們對(duì)殘余色散的后補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了

5、研究，提出了一種基于時(shí)鐘信號(hào)功率探測(cè)結(jié)合可調(diào)色散補(bǔ)償器件的方案，能夠通過(guò)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)功率大小的監(jiān)控來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余色散的優(yōu)化。利用仿真軟件搭建了實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)該方案進(jìn)行了認(rèn)證。
　　對(duì)鏈路色散進(jìn)行有效補(bǔ)償?shù)那疤崾菍?duì)傳輸光纖的色散進(jìn)行測(cè)量。本論文最后對(duì)色散測(cè)量相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析。首先對(duì)現(xiàn)有色散測(cè)量技術(shù)以及商用的色散測(cè)量設(shè)備進(jìn)行了全面的分析，總結(jié)出各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。接著，結(jié)合未來(lái)全光網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于光纖鏈路色散測(cè)量的實(shí)時(shí)快速需求，提出了一種快速的