高速DWDM系統(tǒng)非線性損傷感知模型及補償研究.pdf

1、隨著光通信傳輸速率的不斷提升，信道密集度的增加以及摻鉺光纖放大器等光放大器件的廣泛應用，光纖非線性效應對光網絡中信號傳輸質量造成了極其嚴重的影響，如頻譜展寬、功率衰減及信道串擾等。其中，信道串擾越來越成為影響光纖傳輸系統(tǒng)性能的最重要因素。正處于蓬勃發(fā)展中的智能光網絡，要求系統(tǒng)依據服務質量實現自動控制和管理光通信網絡的信道質量。
　　論文主要針對光纖非線性效應引起的信號質量損傷現象，提出利用非線性相移串擾（φNL）這一物理損傷參數，

2、實現在網絡層動態(tài)感知物理層綜合非線性效應對光信號質量的損傷。并提出了預啁啾相位補償方法，可補償多種光纖非線性效應引起的光損傷。
　　本文主要的創(chuàng)新點和研究工作如下:
　　(1)設計了自相位調制、交叉相位調制、四波混頻、受激拉曼散射以及受激布里淵散射每一種非線性效應獨立存在時的光通信系統(tǒng)仿真模型。通過光譜分析儀及功率監(jiān)測儀，實時監(jiān)測傳輸系統(tǒng)中光信號的輸入輸出光譜和功率損耗情況。結合各類非線性效應產生機理，詳細分析了各類非線性效

3、應對信號質量的影響。
　　(2)深入分析了各類非線性效應引起信道串擾的原因，討論了多種非線性效應在不同的輸入功率、信道間隔及傳輸速率影響下，信道串擾的大小。實驗結果表明:在本文建立的光纖傳輸環(huán)境下，受激拉曼散射對非線性串擾的影響最小;當輸入功率在20mW～100mW時，自相位/交叉相位調制影響比重大于四波混頻;當輸入功率在100mW～200mW時，四波混頻影響比重大于自相位/交叉相位調制。此外，隨著信道間隔的減小及傳輸速率的提高，

4、各類非線性效應產生的信道串擾顯著增加。
　　(3)建立了綜合非線性功率串擾感知數學模型。在理論分析的基礎上綜合非線性效應系統(tǒng)仿真實驗，對各類非線性效應引起頻譜展寬和功率衰減數值的進行比較和計算，得到各類非線性功率串擾值，再將功率串擾歸一化，得到各非線性效應對功率串擾影響因子的大小。從而，建立了能夠反應各類非線性效應對信道傳輸質量影響的綜合非線性功率串擾數學表達式。
　　(4)建立了綜合非線性相移（φNL）感知模型。根據功率串

5、擾與非線性相移的線性關系，以及各非線性效應引起信道串擾影響因子的大小，確定綜合非線性相移感知模型中各非線性效應的權重值。
　　(5)提出了非線性損傷預啁啾補償方法。將光相位調制與外調制電驅動信號相結合，建立非線性損傷補償模型。采用Optisystem7.0軟件建立補償仿真系統(tǒng)，其中用MATLAB編程實現具有光相位調制功能的自定義組件，嵌入到仿真平臺中。仿真實驗表明:在本文建立的光纖傳輸環(huán)境下，當相位調制角度在1300°～1700°