光纖偏振模色散補償算法與研究.pdf

1、偏振模色散是限制1OGbit／s以上光纖通信系統(tǒng)進行長距離傳輸?shù)闹匾蛩刂?，是目前光纖通信領(lǐng)域的一個研究熱點。由于偏振模色散的統(tǒng)計特性，光鏈路中的偏振模色散總在隨機變化，因此要求對偏振模色散的補償是自適應(yīng)的，從而使偏振模色散補償變得異常困難。偏振模色散自適應(yīng)補償系統(tǒng)包括監(jiān)控信號提取單元，補償單元與邏輯控制單元。其中邏輯控制單元在偏振模色散自適應(yīng)補償系統(tǒng)中的作用就象大腦對于人的作用一樣，是重中之重的，其難點是邏輯控制算法的選取。以往對控

2、制算法研究的不盡如人意是偏振模色散自適應(yīng)補償器不能實用化的重要原因之一。優(yōu)秀的邏輯控制算法要求：(D快速搜索到全局最大值，(2)避免陷入局部最大值，(3)有抗噪聲能力。本論文工作主要圍繞邏輯控制算法而展開，提出并實現(xiàn)了對偏振模色散自動搜索跟蹤的補償算法，該算法能夠快速發(fā)現(xiàn)全局最佳值，而不陷入局部最佳值，同時有著良好的抗噪聲性能，并且能夠成功地跟蹤偏振模色散隨時間的變化。本論文研究工作主要歸結(jié)為以下幾點(黑體部分為創(chuàng)新部分)： (

3、1)總結(jié)了偏振模色散的理論基礎(chǔ)，從偏振模色散的基本概念出發(fā)，分析了偏振模色散的起因，偏振主態(tài)模型，PMD的測量方法，并在實驗中使用頻域測量法對實驗室光纖進行了測量。 (2)引入較完備的偏振模色散自適應(yīng)補償方式，考慮了工作速率，應(yīng)用成本，分析了偏振模色散補償原理，研究了有關(guān)反饋控制信號的選擇，并通過仿真驗證了DOP作為反饋控制信號的理論分析，通過實驗測得DOP與DGD的關(guān)系。 (3)與以往普遍采用的基于梯度搜索最佳值算法不

4、同，將粒子群優(yōu)化算法成功應(yīng)用于7個自由度的偏振模色散自適應(yīng)補償實驗，取得了良好效果。其中將局部鄰居結(jié)構(gòu)的粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于補償?shù)乃阉麟A段，解決了以往算法極易陷入局部最佳的難題；將5個粒子的全局鄰居結(jié)構(gòu)的粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于補償?shù)母欕A段，解決了多自由度實時跟蹤困難的難題，對于跟蹤階段偏振模色散突發(fā)擾動的恢復(fù)時間達到了12ms以內(nèi)。成功地將粒子群優(yōu)化(PSO)算法應(yīng)用于三階段偏振模色散(PMD)補償器的控制。 (4)詳細闡述了遺