可补偿二阶偏振模色散的两级自适应补偿器研究

研制了对于10Gbit／s非归零码(NRZ)和归零码(RZ)光纤通信系统的二阶偏振模色散(PMD)自适应补偿实验系统。实验中运用光纤链路中的偏振度(DOP)作为反馈控制信号，采用粒子群优化算法(PSO)作为偏振模色散自适应补偿的搜索和跟踪控制算法，粒子群优化作为补偿搜索算法具有收敛速度快、抗噪声和避免陷入局部极值的优点；作为跟踪算法可以快速跟踪偏振模色散的随机变化。实验证明，该补偿系统可以同时补偿一阶和二阶偏振模色散。不论对于非归零码还是归零码，补偿后眼图恢复很好。补偿搜索时间为几百毫秒。跟踪系统对于链路中突发的偏振模色散变化的响应恢复时间小于20ms，实现了准实时的一阶和二阶偏振模色散自适应补偿与跟踪。     

基于光纤差分相移键控的色散补偿方案的研究

为了研究光差分相移键控(DPSK)调制格式在光纤高速传输系统中的色散补偿, 利用色散补偿光纤(DCF)的色散补偿原理, 对40Gbit/s光纤传输系统进行色散补偿, 分析了40Gbit/s单通道光纤传输系统中3种DPSK调制格式信号的频谱特性; 仿真了3种码型的色散容忍度以及3种调制格式在考虑光纤的非线性下的色散补偿方案。结果表明, 光非归零码差分相移键控(NRZ-DPSK)信号具有最好的色散容忍度, 但其受非线性的影响比较大; 33%归零码差分相移键控(33%RZ-DPSK)信号的色散容忍度差, 但其色散补偿后的效果优于NRZ-DPSK; 而载波抑制归零码差分相移键控信号对色散和非线性效应都有较好的抑制; 3种DPSK调制格式均在对称补偿2方案中色散补偿的效果最佳。此仿真研究对光DPSK信号在光纤中的色散补偿具有参考意义。     

两种级联交错相位调制归零码的100Gbit/s传输

在级联相位调制的100 Gbit/s光信号传输系统中,提出了占空比为33%的光交错相移键控归零码(RZ-SDPSK)和占空比为67%的光交错相移键控载波抑制归零码(CSRZ-SDPSK)的产生和检测方案。通过50 km的普通单模光纤(SMF)和8 km的色散补偿光纤(DCF)传输后,当入纤功率相同时,CSRZ-SDPSK码具有较高的色散容限;如果仅考虑一阶偏振模色散(PMD),RZ-SDPSK信号具有较好的抗PMD特性。入纤功率在0～10dBm范围内调节时,两种码型码有相似的传输特性。通过125 GHz带宽的三阶高斯滤波器后,RZ-SDPSK码接收性能较优,并且三阶高斯带通滤波器(DBPF)的带宽值必须大于100 GHz,才能有效地恢复信号时钟。     

改进型双二进制归零码信号在标记交换系统中的新应用

提出以改进型双二进制归零码(MD-RZ)信号作为标记,分别采用差分相移键控非归零码(NRZ-DPSK)信号和差分正交相移键控非归零码(NRZ-DQPSK)信号作为载荷进行正交调制的新方案.然后提出了一种从标记信号中提取和恢复时钟的简单方案.比较了背对背系统中2.5 Gbit/s的MD-RZ标记叠加到10 Gbit/s的NRZ-DPSK载荷和20 Gbit/s的NRZ-DQPSK载荷上的频谱特性,证明了MD-RZ标记占空比越大,光分组信号的频带利用率越高.采用传统的二进制强度调制-直接检测(IM-DD)系统的接收机检测得到了背对背系统中不同占空比的2.5 Gbit/s MD-RZ标记的眼图.结果表明,若采用色散补偿技术,两种光分组信号中的MD-RZ标记能够在长距离传输时克服接收端眼图的失真;当入纤功率值高于18 dBm时,占空比取值越大,MD-RZ标记的眼开度代价具有越高的传输鲁棒性.     

40Gb/s光纤通信系统中自适应判决反馈均衡器的补偿性能

数值仿真了40Gbit/s 非归零码(NRZ)光纤通信系统中,基于最小均方差算法的非线性自适应判决反馈均衡器对系统传输损伤的补偿性能.仿真结果表明,对于单信道40 Gbit/s NRZ系统,在同时考虑色散和自相位调制情况下,自适应判决反馈均衡器的引入可以使系统色散容限(1 dB眼图张开度代价)得到明显改善.在信号丢失率为10-3条件下,PMD容限由补偿前的0.17/单位比特周期,可提高到补偿后的0.22/单位比特周期.     

四种级联差分相位调制码的100 Gbit/s传输

在级联相位调制的100 Gbit/s光信号传输系统中,对差分相移键控非归零码(NRZ-DPSK)、差分相移键控归零码(RZ-DPSK)、差分四相相移键控非归零码(NRZ-DQPSK)和差分四相相移键控归零码(RZ-DQPSK)进行了比较研究.当四种信号通过90 km的标准单模光纤(SMF)和16 km的色散补偿光纤(DCF)传输后,在满足相同入纤功率的条件下,NRZ-DQPSK信号具有最高的色散容限;如果仪仪考虑一阶偏振模色散(PMD),RZ-DQPSK信号具有最优的抗偏振模色散特性;当入纤功率在O～10 dBm的范围内凋节时,RZ-DPSK信号具有最好的非线性容忍度;最后比较了四种相位调制码型传输后通过不同带宽的三阶高斯滤波器后的接收性能,得出滤波器带宽值大于125 GHz后,NRZ-DPSK信号的接收性能最佳.     

16×40Gbit/s DWDM系统色散补偿和调制方式研究

对传输容量为16×40Gbit/s、传输距离为500～2 000km的DWDM(密集波分复用)系统进行了研究。分析了不同调制方式(CSRZ(载波抑制归零)码、DRZ(双二进制归零)码和MDRZ(改进的双二进制归零)码)、不同色散补偿方案(前置、后置和中间色散补偿)对系统传输性能的影响。仿真结果表明,当传输距离超过1 500km后,MDRZ码能够很好地抑制FWM(四波混频)效应,提高系统性能;中间色散补偿方案比前置色散补偿和后置色散补偿有更好的补偿效果。     

NRZ码和CSRZ码在40 Gbit/s单通道系统中传输性能分析

文章仿真了非归零码(NRZ)和载波抑制归零码(CSRZ)在40 Gbit/s单通道系统中G.652光纤上传输6×80 km的性能.比较了两种码型对接收端光滤波器和电滤波器带宽的要求、不同的入纤功率下功率代价以及残余色散对比.结果表明,在高速传输系统中,CSRZ码的传输性能明显优于NRZ码.     

全光纤波分复用传输系统实验研究

本文报道了一种新颖的波分复用系统－全光纤集成型系统：光发射机由全光纤激光器构成，光传输过程中各节点的上／下载由光纤光栅ADM承担，传输中继则由掺饵光纤放大器完成，在这一全光纤系统上，首次成功地实现了1．2Gbit/s的非归零码、1．2Gbit/s的归零码和2．5GHz、5GHz的模拟信号经100km的传输和下载。     

CS-RZ码在高速系统中传输性能的研究

文章介绍了栽波抑制归零码(CS-RZ)的产生机制及其优良的传输性能,并采用计算机仿真比较了CS-RZ、非归零(NRZ)和归零(RZ),这三种码在40Gbit／s速率下的传输性能．CS-RZ码抗自相位调制(SPM)比较好,而且有高的色散容限．从色散容限和SPM容限的角度来说,CS-RZ码是一种最好的调制格式．     

基于SB-AFSA的WDM系统多信道PMD自适应补偿研究

针对基本人工鱼群算法(AFSA)存在的不足,提出了一种基于生存行为(SB,survival behavior)的AFSA(SB-AFSA)。根据非线性薛定谔方程,建立了12×40Gbit/s光传输系统模型,采用最坏信道补偿方案,以偏振度(DOP)作为反馈信号,将SB-AFSA应用于波分复用(WDM)系统多信道偏振模色散(PMD)自适应补偿。结果表明,搜索补偿后各信道的DOP均达到0.96以上,眼图恢复良好,补偿信道的误码率(BER)明显降低,并且SB-AFSA能够实时跟踪补偿PMD的变化,平均跟踪时间小于0.452ms。     

偏振度方法监测和控制偏振模色散的失效概率

依据主偏振态理论和一阶偏振模色散(PMD)近似,给出了信号偏振度(DOP)与PMD的解析关系式.考虑到光纤通信链路中光放大器造成的自相位调制(SPM)的影响,通过数值仿真,量化了DOP方法监测40 Gbit/s系统的PMD的失效概率.发现降低放大器输出峰值功率(10～12 dB*m)和引入适当的初始负啁啾(-1)可以显著增大PMD补偿系统作用距离.     

一种新的自适应偏振模色散补偿前馈方法

提出了一种新偏振模色散（PMD）补偿的方法，直接从被补偿光纤中提取偏振色散矢量的大小和方向信息，根据算法调节偏振模色散补偿器的各参量，使得补偿器的快轴与被补偿光纤的慢轴对准，从而使得偏振模色散得到补偿。这种方法的优点是减少了搜索的自由度。建立了40Gb／s偏振模色散前馈补偿系统，并通过数值模拟．对40Gb／s的非归零（NRZ）码的偏振模色散进行了自适应补偿。通过对补偿前后的眼图、偏振度（DOP）和Q值进行对比和分析，结果表明，这种偏振模色散补偿的前馈方法是非常有效的。     

Analysis of Degree of Polarization as a Control Signal in PMD Compensation Systems Aided by Polarization Scrambling

The performance of degree of polarization (DOP) is investigated as a control signal in polarization-mode dispersion (PMD) compensation systems aided by polarization scrambling. The relation between the input and output polarization states of a signal propagating through a polarization scrambler and a PMD-induced optical fiber is described by a 3 $,times,$3 Stokes transfer matrix. The average DOP of the output signal over a period of polarization scrambling is derived as an alternative to the conventional DOP-based control signal, i.e., minimum DOP. In the presence of first- and all-order PMDs, the performance of the average and minimum DOPs in monitoring of differential group delay (DGD) for different data formats (i.e., RZ and NRZ) is evaluated. The performance of the two control signals are further investigated by calculating the outage probability of a feedforward first-order PMD compensation system. The results show that the average DOP outperforms the minimum DOP and also gives a wider DGD monitoring range.      

Comparison of different feedback signals used in one stage PMD compensators for different modulation formats

As PMD compensation has become a very intense subject of research in recent years, the achievement of simple PMD compensators based on a feedback signal is a key issue. As PMD compensation uses a feedback indicator for system performance evaluation, such feedback signals must reproduce the DGD variations with time. In this paper, the correlation between DGD and different feedback signals is studied with a new method. This method is applied for various modulation schemes, leading to well-known results. By applying the method to the electrical and optical duobinary formats, it is shown that for duobinary signals, the DOP feedback signal shows the best correlation with instantaneous DGD value. Such a behavior of duobinary format is very interesting since duobinary modulation schemes are now considered for systems upgrades or mixed architectures (10 Gbit/s-40 Gbit/s on the same link). In such systems, PMD compensation has to be bit-rate independent which is available with the DOP as feedback indicator.     

基于VLPSO算法的100Gbit/s光传输系统的偏振模色散自适应补偿

针对标准粒子群优化(PSO)算法后期迭代效率不高和容易陷入局部极值问题,提出了一种基于变异机制的局部粒子群优化(VL-PSO,varied local particle swarm optimization)算法。在单信道100 Gbit/s光传输系统中,以VL-PSO算法作为逻辑控制算法,进行二阶偏振模色散(PMD)归零(RZ)码自适应补偿实验。结果表明,搜索补偿后,眼图张开度明显增大,平均搜索补偿时间为1.650 ms;并且VL-PSO算法能够实时跟踪补偿PMD的变化,跟踪时间小于0.431 ms。     

一种提高40 Gb/s非归零码系统中偏振度椭球对偏振模色散灵敏度的新方法

提出了利用光带阻滤波器提高 4 0Gb/s非归零码系统中偏振度椭球对偏振模色散灵敏度的方法 ,数值研究了不同滤波器带宽对偏振度椭球三个轴长度的影响。结果表明 ,加滤波器后偏振度椭球对差分群时延和主态旋转率的敏感度明显提高 ,考虑到滤波器引入的损耗 ,提出了在最大差分群时延为 2 0ps时滤波器的带宽应限制在 10GHz以下。另外 ,数值结果还表明在滤波器带宽为 10GHz时 ,小于 4 0ps2 的偏振相关色散不会对偏振度椭球三个轴的长度产生明显的影响     

高速光纤通信系统中一阶偏振模色散自动补偿技术的研究

偏振模色散(PMD)对10Gbit/s及更高速率的光纤通信系统的影响已不可忽略，因此PMD的补偿技术成为研究的热点问题。本文分析并通过实验验证了PMD引起的脉冲展宽对接收信号频谱的影响，在此基础上提出了一种PMD的补偿技术。在用保偏光纤模拟PMD效应的10Gbit/s的传输线路中实现了一阶PMD的自动补偿。     

优化算法在偏振模色散自适应补偿技术中的应用

介绍了10Gb/s的光纤通信系统中,优化算法在偏振模色散(PMD)自适应补偿技术中的应用。偏振模色散在线监测技术建立在偏振度(DOP)的基础上,偏振度随着微分群时延(DGD)的增加而减小。为了使用DOP做为PMD的监测反馈信号,需要在传输线路中模拟DGD的状态,为此设计了一个PMD仿真器。在光纤输入复用器端使用一个偏振控制器(PC)来调整光信号的偏振态,在光纤输出复用器端使用一个起偏器。随后信号到达控制计算机,优化程序运行,寻找全局最优点并通过PC来控制PMD。对现代非线性优化算法进行了讨论,比较了它们在PMD自适应补偿技术中的优缺点。在实验过程中选择遗传算法,取得良好效果。在很短时间内一阶二阶PMD能达到最大补偿效果,其动态补偿时间不超过10ms。