高速光纖通信系統(tǒng)中的色散與非線性測量研究.pdf

1、隨著遠(yuǎn)程教育、視頻會議和交互式游戲等現(xiàn)代高寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的發(fā)展普及以及未來物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析的規(guī)劃設(shè)想，人們對光纖通信傳輸系統(tǒng)中信號傳輸速率和傳輸距離提出了更高的要求。高級調(diào)制格式和多維復(fù)用技術(shù)的高速率光纖通信系統(tǒng)是未來通信的發(fā)展趨勢，但其對光纖鏈路內(nèi)的色散和非線性損傷十分敏感，人們迫切需求精確監(jiān)測和補(bǔ)償信道內(nèi)的色散和非線性效應(yīng)的影響。因此，本論文重點(diǎn)研究了高速光纖通信系統(tǒng)中的色散和非線性效應(yīng)的原理，并提出了快速靈活的鏈路色散和非線性損傷

2、監(jiān)測方案，同時(shí)搭建了系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本論文首先詳細(xì)闡述了光纖信道內(nèi)色度色散（Chromatic Dispersion，CD）和包括自相位調(diào)制(Self-phase Modulation，SPM)、交叉相位調(diào)制（Cross-phase Modulation，XPM）和四波混頻（Four-wave Mixing，F(xiàn)WM）的非線性效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理以及其對光纖信道的作用，為以后章節(jié)的光纖色散和非線性損傷監(jiān)測提供了理論基礎(chǔ)。然后，

3、針對鏈路內(nèi)的色度色散損傷問題，本論文創(chuàng)新提出了一種基于射頻信號二階零功率點(diǎn)的光纖鏈路色散測量技術(shù)，并基于 Matlab和 Optisystem軟件搭建了仿真平臺。仿真驗(yàn)證結(jié)果表明，該方案能實(shí)現(xiàn)光纖鏈路大色散1750 ps/nm的精確測量，色散測量精度可控制在ps/nm范圍內(nèi)，能夠滿足長距離高速率大色光傳輸鏈路的要求。
　　最后，本論文具體研究了光纖鏈路內(nèi)的非線性損傷問題：一方面，本論文提出了幅度調(diào)制/直接接收（Intensity

4、Modulation/ Direct Detect,IM/DD）光通信系統(tǒng)內(nèi)XPM效應(yīng)的監(jiān)測方案。采用非線性薛定諤方程分析了光纖鏈路內(nèi)的XPM效應(yīng)對信道內(nèi)光信號幅度的作用，并采用VPI軟件模擬仿真搭建了IM/DD光通信系統(tǒng)非線性效應(yīng)監(jiān)測平臺，得出了探測信號的歸一化XPM函數(shù)的變化趨勢。另一方面，本論文提出了一種針對160 Gb/s PDM-4QAM調(diào)制系統(tǒng)的信道非線性噪聲測量方案，在獲取信道非線性相位噪聲的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了光纖鏈路的非線性