高速光通信系统中光纤光栅色散补偿研究

通过对光栅制作过程的优化设计，解决了光纤光栅温度稳定性、纹波系数、带宽、偏振模色 散补偿等关键技术，所制作光纤光栅已经达到温度系数小于00005 nm/℃，带宽大于14 nm，纹波系数小于50 ps，色散量超过 -1000 ps/nm的先进水平. 采用琼斯矩阵本征值法较 精确地测量了光栅的偏振模色散，并对其进行了补偿，光纤光栅色散补偿器的偏振模色散由 补偿前的91406 ps改善为补偿后的01521 ps. 在此基础上，成功地建立了一个稳定可靠 、速率为40 Gb/s，传输链路为122 km G 关键词： 高速光通信系统 普通单模光纤 光纤光栅 色散补偿     

基于光信号偏振度的偏振模色散补偿系统的研究

偏振模色散已成为当前发展高速长距离光纤传输系统的主要限制因素。理论上分析了光纤一阶偏振膜色散效应对高速伪随机非归零码／归零码光信号偏振度的影响，并利用数值模拟的方法分析了信号不同输入偏振态以及高阶偏振膜色散效应对非归零码光信号偏振度的影响。最后对利用信号偏振度作为反馈控制信号的自适应偏振膜色散补偿系统的补偿性能进行了分析，大量统计分析结果表明对于10Gbit／s的非归零码光纤传输系统，当传输线路的平均偏振膜色散值小于43ps时，利用极大化输出信号偏振度的偏振膜色散补偿系统对信号眼图的补偿概率可以达到99．99％．     

单模光纤中二阶偏振模色散的测量及其统计特性研究

在高速光纤通信系统中,二阶偏振模色散将引起脉冲信号的展宽和畸变,严重影响系统的传输性能。应用琼斯矩阵本征分析法,测量了光纤的二阶偏振模色散,并对二阶色散的平行分量、消偏振分量、PCD和退极化率进行了详细的分析,得到了二阶PMD随波长的分布情况和统计特性。对二阶偏振模色散的补偿有一定的指导意义。     

40Gb/s光时分复用传输光纤光栅补偿色散研究

用精密扫描掩模法写入宽阻带啁啾光纤光栅,掩模板背面两端各10％长度处镀有按4阶高斯函数透过率的膜,写入的啁啾光栅的时延纹波最大值为20ps。为减少写入光纤光栅的偏振模色散,研制了新的低偏振模色散光纤光栅补偿写入法。采用补偿写入法前的平均微分群时延为9．1406 ps;采用补偿写入法后的平均微分群时延为0．1521 ps。并利用低偏振模色散光纤光栅对40Gb／s光时分复用系统在普通G．652光纤传输122km的色散进行了补偿实验,功率代价为1．5dB。     

用庞加莱球法测量二阶偏振模色散

用庞加莱球法测量单模光纤中的二阶偏振模色散，并对二阶偏振模色散的各个分量的统计特性及其影响进行了分析。对75km的G．652普通单模光纤的二阶偏振模色散进行了测量，并对二阶偏振模色散的平行分量、垂直分量、偏振相关色散和消偏振项进行了详细的分析．得到了二阶偏振模色散随波长的分布情况、统计特性以及偏振主态随波长的变化情况。从统计结果可以得到．与偏振相关色散项相比，消偏振项在二阶偏振模色散中起主要作用。该研究对二阶偏振模色散的补偿有一定的指导意义。     

高双折射光子晶体光纤偏振模色散测量

对一种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了测量.实验用26 m长光子晶体光纤使皮秒光脉冲的两个正交偏振模产生了108 ps时延.运用脉冲时延法和固定分析仪法对这种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了实验测量，测量得到其偏振模色散参量可达4154 ps/km，对应的模式双折射度为1.25×10－3.这种新型的高双折射光纤可用于补偿光纤通信系统中的偏振模色散.     

光纤通信系统中偏振模色散自适应补偿实验研究

成功地研制了光纤通信系统偏振模色散的自适应补偿实验系统.实验中采用特定频率分量功率取样作为反馈信号,采用一种名为PSO(Particle Swarm Optimization)的优化方法作为反馈控制算法.偏振模色散的补偿量达30 ps,自动跟踪补偿时间为1～2 s,实现了准实时自动跟踪补偿.     

偏振模色散影响色散控制孤子传输的理论研究

采用变分法分析高速色散控制孤子在双折射光纤中的传输规律。首先建立了色散控制孤子在双折射光纤中的扰动传输模型 ,然后解析了偏振模色散影响下色散控制孤子各参量的传输演化规律 ,最后对解析结果进行了计算。研究结果表明 ,偏振模色散参量对色散控制孤子能量、脉宽的演化影响很大 ,当偏振模色散很大时 ,如Dp>0 .3ps/km1/ 2 时 ,必须考虑采用某些在线控制手段来有效抑制偏振模色散对传输系统的影响 ,然而 ,当Dp≤ 0 .1ps/km1/ 2 时 ,系统几乎不受影响 ,同时本文还证明了色散控制孤子抗偏振模色散扰动的能力强的这一特点。为研究偏振模色散对高速非线性传输系统、特别是色散控制孤子传输系统的影响提供了理论依据和研究方法。     

40Gbit/sOTDM系统中二阶偏振模色散自适应补偿技术研究

报导了一个40 Gbit/s OTDM系统中二阶偏振模色散(PMD)自适应补偿系统,此实验系统基于偏振度的反馈控制方法实现了二阶偏振模色散自动补偿.在中心波长1560.5 nm处,补偿后的DGD和二阶PMD效应改善明显.采用粒子群优化算法作为偏振模色散自适应补偿的搜索算法,补偿时间30 ms左右.     

偏振度作为反馈信号进行偏振模色散补偿的研究

对40Gb／s光纤通信中归零码和非归零码光脉冲的偏振度随二阶偏振模色散的变化规律进行了数值模拟,结果表明由于二阶偏振模色散的影响,偏振度的变化趋势呈现出震荡性,二阶偏振模色散对归零码的偏振度要比非归零码的偏振度影响明显;同时搭建了偏振模色散补偿系统,对系统进行数值模拟和实验所得到的结果都表明,以偏振度作为反馈信号,采用粒子群优化算法作搜索算法能够有效地对归零码和非归零码系统的一阶及高阶偏振模色散进行自适应补偿。     

Compensating Large PMD by Four Free degrees in an OTDM System

In this paper, by introducing a two-stages polarization mode dispersion (PMD) compensator after a optical fiber link with a large PMD, we compensated over 270ps first-order and 2000ps2 high-order PMD in a optical fiber link with super high PMD. Our experimental results shows that, the compensators based on the two-stages of compensator can be used to PMD compensation in a 20Gb/s OTDM system with 60 km high PMD fiber. Before compensation,270ps DGD is became into max. 7ps after compensation. At simultaneity, the tunable FBG have a function of dispersion compensation.     

4×10Gb/s OTDM系统中偏振模色散自适应补偿的研究

利用信号偏振度为反馈信号，基于可变步长最大值搜索算法实现了4×10?Gb/s 光时分复用 （OTDM）系统偏振模色散（PMD）自适应跟踪补偿实验.PMD补偿器为偏振控制器加可变时延 线的四自由度结构.最大差分群时延（DGD）补偿量为25?ps，即信号的一个比特周期，补偿 时间小于50?ms. 关键词： 偏振模色散 光时分复用系统 偏振度 自适应补偿     

Polarization mode dispersion compensation in a novel dual polarization differential quadrature phase shift keying system

A novel dual polarization differential quadrature phase shift keying (DP-DQPSK) system is proposed, whose receiver is the same as the single polarization DQPSK system, while it does not need polarization de-multiplexing like the conventional polarization division multiplexing QPSK (PDM-QPSK). Polarization mode dispersion (PMD) is mainly considered and PMD compensation for the DP-DQPSK system is studied. As the feedback signal for PMD compensation, the degree of polarization of the signals is discussed in detail. The results show that PMD tolerance can be improved by 89 ps within 1 dB optical signal noise ratio penalty after PMD compensation for the DP-DQPSK system.     

10 Gb/s光纤通信系统一阶偏振模色散动态补偿系统反馈控制的实现

在偏振模色散(PMD)自动补偿技术中,如何根据反馈信号得到相应的控制信号,使补偿速度跟随偏振模色散变化始终是该技术的一个核心问题。提出了一种新颖的自适应抖动跟踪算法,完成了以微波信号为反馈的多自由度的一阶偏振模色散自动反馈补偿系统的跟踪补偿实验。算法成功地解决了传统算法在跟踪搜索过程中易陷入局部极值的问题,有效地克服了系统中的重要控制器件偏振控制器的磁滞现象以及动态补偿时跟踪搜索过程中易出现的瞬间恶化现象。实验结果表明该算法在对出现突发偏振模色散扰动后自动进行补偿的响应速度在ms量级,最快能达到1~2 ms。     

Two-stage adaptive PMD compensation in 40 Gb/s OTDM optical communication system using PSO algorithm

An experiment of two-stage adaptive compensation for polarization mode dispersion (PMD) in a 40 Gb/s optical time-division multiplexed (OTDM) communication system is reported. The PMD monitoring technique based on degree of polarization (DOP) was adopted. The Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm was introduced in adaptive PMD compensation. The comparison was made to estimate the effectiveness between PSO algorithms with global neighborhood structure (GPSO) and with local neighborhood structure (LPSO). The LPSO algorithm is shown to be more effective to search global optimum for PMD compensation than GPSO algorithm. The ability of tracking changed PMD using PSO algorithm was also investigated. The two-stage PMD compensator is shown to be effective for both first- and second-order PMD, and the compensator is shown to be bit rate independent. The optimum searching time is within several hundreds of milliseconds. The response time for recovery from a sharp disturbance is about 11 ms.     

Two-stage adaptive PMD compensation experiment for 10-Gb/s optical communication system

We report the adaptive compensation experiment of polarization mode dispersion (PMD) for 10-Gb/s non return-to-zero (NRZ) and return-to-zero (RZ) optical communication systems using a two-stage PMD compensator and the monitoring technique based on degree of polarization (DOP) feedback-signals. The DOP monitor has its advantages of bit-rate independent and modulation format independent. The two-stage compensator has the capacity of compensation for the first- and second-order PMD. The compensated differential group delay (DGD) is up to 80 ps, and compensated principal state of polarization rotation rate is 20 ps. The time used for compensation is less than 1 second.     

An experiment of PMD compensation in 40-Gb/s PSBT transmission system

An adaptive polarization mode dispersion （PMD） compensation experiment is reported in a 40-Gb/s phase shaped binary transmission （PSBT） communication system, with the use of a new digital signal processor （DSP）-based optical PMD compensator. PMD tolerance is found to be enhanced by 8 ps after PMD compensation with 1-dB optical signal-to-noise ratio （OSNR） penalty. Under the condition of fast change of states of polarization up to 85 rad/s in the fiber link, the performance of our PMD compensator undergoes the bit error ratio （BER） test for as long as 10 h.     

偏振模色散补偿控制中偏振度技术的性能

基于主偏振态理论，导出了光信号偏振度的解析表达式.并对40 Gb/s光传输系统中的信号偏振度受各种因素的影响进行了数值模拟，包括啁啾、脉冲形状、脉冲宽度、自发辐射噪声以及消光比等.结果表明，偏振度技术能有效地监测和控制40 Gb/s系统中小于37.5 ps的偏振模色散.而且发现就最大化偏振度技术对差分群延时的容许范围而言，脉冲的1/e强度半宽取0.45个位宽（11.25 ps）是最优的.     

偏分复用系统中偏振模色散补偿与偏分解复用一体化方案

本文建立了偏分复用系统中偏振模色散与信号偏振态变化引起信道串扰的数学模型, 分析了偏振模色散对偏分复用信道射频功率的影响, 并提出了适用于偏分复用系统的光域偏振模色散补偿与偏分解复用同时进行的方案: 用信道的射频功率作为反馈控制信号, 监测链路中偏振模色散和偏振态变化引起的信道串扰的大小, 用改进的粒子群优化算法对偏振控制器进行自适应控制, 同时完成偏振模色散补偿与偏分解复用. 在112 Gb/s偏分复用-差分正交相移键控(PDM-DQPSK)传输系统中仿真验证了该方案的有效性. 结果表明该方案可以使112 Gb/s-PDM-DQPSK传输系统完成自适应偏分解复用的同时, 在1 dB的光信噪比代价下, 使系统对偏振模色散的容忍度提高20 ps. 关键词： 偏分复用系统 信道串扰 偏振模色散 偏分解复用