偏振模色散矢量的研究

研究了无损光纤的密勒矩阵,进而得出了偏振模色散矢量的解析表达式、主偏振态对应的斯托克斯矢量的解析表达式,以及高阶偏振模色散矢量的解析表达式.这些解析表达式是由光纤参数决定的.讨论了局部偏振模色散矢量与整体偏振模色散矢量的关系,讨论了利用偏振模色散矢量进行偏振模色散补偿的原理.引入了偏振模色散补偿元件的偏振模色散补偿矢量C,具体计算了正规的非圆光波导类的补偿元件的C.从理论上证明了仅仅利用一个正规的非圆光波导类的补偿元件,例如一根保偏光纤或是一个双折射晶体,是不能实现偏振模色散补偿 关键词： 偏振模色散 密勒矩阵 色散补偿 主偏振态斯托克斯矢量     

二阶偏振模色散矢量致脉冲展宽的理论分析

我们首次提出了消偏矢量的概念，并用它来描述二阶偏振模色散中偏振模色散矢量方向的变化。本文导出了由于二阶偏振模色散所引起的脉冲展宽的解析表达式，结论指出，偏振相关的本征色散总是使脉冲展宽加剧；而偏振模色散矢量方向的变化（消偏矢量），却是使脉冲展宽减弱。二阶偏振模色散对脉冲的展宽，不仅与偏振相关的本征色散和消偏矢量有关，而且还与信号的传输速率以及初始一阶偏振模色散的大小有关。信号速率的提高，将明显的使二阶偏振模色散的影响增强。在偏振相关的本征色散不为零的情况下，通过调整初始偏振态矢量、初始一阶偏振模色散矢量以及消偏矢量三者的方向，使它们互相平行，可以获得最佳的色散补偿。但是却不能获得完全的色散补偿。在最佳色散补偿时的最小脉冲展宽为σ= (2^1/2/4)( DCF/T₀).     

用于高阶偏振模色散补偿的高效动态补偿器

基于基本偏振态模型,采用三双折射元补偿结构,提出一种用于补偿高速率光纤通信系统中的偏振模色散的可行方案.此方案在一阶偏振模色散补偿的基础上,仅增加了对两个参量的控制,即可对高阶偏振模色散进行补偿,并且高阶补偿过程的参量控制完全独立于一阶补偿过程,极大的提高了偏振模色散的动态补偿效率.数值模拟结果表明,此方案的补偿效果也是显著的.     

能够补偿二阶偏振模色散的三阶段偏振模色散补偿器

简要分析了偏振相关色散对光通信系统性能的影响,提出了一种三阶段高阶偏振模色散补偿方案,从理论上分析了它同时补偿偏振相关色散和偏振主态旋转的可能性,并提出了其可能存在的两种工作方式.通过数值模拟与两阶段补偿方案进行了性能比较,其偏振模色散容限比两阶段补偿提高约17%个比特周期 关键词： 光通信 光偏振 光纤色散     

单模光纤偏振模色散设计特性的分析

用琼斯矩阵本征分析法对偏振模色散各参量的统计特性进行了分析，得到了一阶和二阶偏振模色散的统计规律，并给出了二阶偏振模色散各参量与一阶偏振模色散各参量之间的比例关系，对二阶偏振模色散的获取，补偿和系统设计均有指导意义。     

滤波器对偏振模色散的补偿

根据耦合非线性薛定谔方程 ,本文研究了偏振模色散如何影响各种码型的频谱 ,分析了滑频滤波器和固定滤波器对偏振模色散的补偿作用。研究结果表明 :偏振模色散对不同码型的频谱影响是不一样的 ,对色散管理孤子的频谱影响最大 ,产生新的频率分量也最多 ,而且每个新频率分量都较强 ,比入射频谱展宽许多 ;滑频滤波器和固定滤波器对偏振模色散都具有补偿作用 ,使最大可传输距离成倍增加 ,两种滤波器对偏振模色散的补偿作用相差较小 ;但是对色散管理孤子系统中的偏振模色散补偿效果最佳。     

偏振模色散动态补偿中色度色散影响的研究

分析了色度色散(CD)对偏振模色散(PMD)动态补偿中偏振度(DOP)反馈的影响,模拟和实验验证了2．5Gb／s和10Gb／s非归零调制系统中光信号偏振度特性和系统误码率特性。表明有色度色散作用时信号偏振度值比仅受偏振模色散作用时要大．但误码率随色度色散量增加先轻度好转后就逐渐变差．偏振度值将不能如实反映偏振模色散对系统性能的影响。且信号两正交偏振分量间能量差别越小或差分群延迟越大,上述两种情况下信号偏振度值偏离就越远。这种偏离还随系统速率和色度色散量的增加而加剧。进一步探讨了实际偏振模色散补偿中减轻色度色散影响的措施,表明当系统中同时存在偏振模色散和色度色散影响时,必须在基于偏振度反馈的偏振模色散补偿前完成色度色散补偿。     

单模光纤偏振模色散统计特性的分析

用琼斯矩阵本征分析法对偏振模色散各参量的统计特性进行了分析 ,得到了一阶和二阶偏振模色散的统计规律 ,并给出了二阶偏振模色散各参量与一阶偏振模色散各参量之间的比例关系 ,对二阶偏振模色散的获取、补偿和系统设计均有指导意义。     

光纤光栅偏振模色散的测量及补偿研究

介绍了光纤光栅的偏振模色散测量，并利用一段偏光纤对光纤光栅的偏振模色散进行补偿，效果良好。在40Gb/s、60km光纤光栅色散补偿系统中，加入保偏光纤对光纤光栅的偏振模色散进行补偿前后的测试结果表明，误码率为10^-10时，系统的功率代价由1.21dB改善为0.46dB。     

不同调制格式的偏振模色散补偿性能分析

研究了不同调制格式的产生及其偏振模色散补偿性能。首先从实验上得到了不同调制格式的频谱和眼图,并将其输入偏振模色散补偿系统,实现了缓解与补偿的动态结合。其次,从数值上比较和分析了不同调制格式应用于以偏振度做反馈信号的偏振模色散补偿系统后的补偿性能,结果表明,差分相移键控对偏振度的响应度和偏振模色散补偿效果要比传统开关键控好,因此差分相移键控非常适合于以偏振度做反馈信号的偏振模色散补偿系统;而载波抑制码差分相移键控结合了载波抑制码载波抑制特性和差分相移键控的特殊频谱特性,具有最好的偏振模色散补偿效果。     

40 Gb/s光时分复用系统中两级偏振模色散自适应补偿实验研究

偏振模色散效应严重制约着长距离高速光纤通信的发展,偏振模色散的自适应补偿成为光通信领域研究的焦点。利用两阶段偏振模色散补偿器,采用6个自由度的粒子群优化算法(PSO),通过在线监测搜索光纤链路信号的偏振度极值作为反馈控制信息,在40Gb／s归零码高速光纤传输链路中成功实现了ms量级的偏振模色散自适应补偿。补偿前后采用庞加莱球法测量光纤链路中偏振模色散量,测量结果表明在信号中心波长1560．5nm处,差分群时延补偿前后测量值分别为21ps和1．3ps,而二阶偏振模色散补偿前后测量值分别为266ps^2和43．5ps^2。补偿后实验链路中的一阶和二阶的偏振模色散同时得到不同程度的补偿,并且系统的总的功率代价在误码率为10^-9时小于1dB。     

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.     

Polarization Mode Dispersion in High-Speed Optical Communication Systems

We review the research progress concerning some fundamental issues related to polarization-mode dispersion (PMD) in high-speed fiber-optic transmission systems. We pay particular attention to issues such as the PMD-induced pulse broadening, PMD measurement and emulation, as well as PMD compensation. An electrical equalization technique based on a transversal filter and an optical technique based on a nonlinear chirped fiber Bragg gratings for PMD compensation will be discussed.     

Polarization Mode Dispersion in High-Speed Optical Communication Systems

Abstract

We review the research progress concerning some fundamental issues related to polarization-mode dispersion (PMD) in high-speed fiber-optic transmission systems. We pay particular attention to issues such as the PMD-induced pulse broadening, PMD measurement and emulation, as well as PMD compensation. An electrical equalization technique based on a transversal filter and an optical technique based on a nonlinear chirped fiber Bragg gratings for PMD compensation will be discussed.     

Analysis and Compensation of Polarization Mode Dispersion in Single Channel,WDM and 32-channel DWDM Fiber Optic System

One of the most serious impairments which limit the data rate in long distance and high speed transmission systems is Polarization Mode Dispersion (PMD). PMD is negligible when data rate is low (i.e. in Mb/s or few Gb/s) but it will affect the high data rate transmission systems (10^s of Gb/s, Tb/s etc.), as the pulse broadening severely distorts the signal during transmission. Thus it is necessary to compensate the PMD in both single and multichannel fiber optic transmission system due to increase in the traffic demand. This paper deals with a Deterministic Differential Group Delay (DDGD) method to compensate the PMD in single channel, by delaying the fast polarization component and wavelength independent Polarization Maintaining Fiber (PMF) method for multichannel PMD compensation. The DDGD method efficiently compensates the PMD upto 45 ps in single channel 40 Gb/s transmission systems. The State of Polarization (SOP) before and after the PMD and after compensation is analyzed by means of Poincare Sphere. By using PM Fiber method, simultaneous and effective compensation of PMD in multichannel system is achieved. Here, the simulation has been carried out for 4-channel (40 Gb/s), 8-channel (80 Gb/s), 16-channel (160 Gb/s) WDM systems and 32-channel (320 Gb/s) DWDM fiber optic system with each channel having the data rate of 10 Gb/s and the results of PMD compensation for all the channels are analyzed. It is seen that the PMD compensation is achieved upto 90 ps 87 ps, 84 ps and 80 ps in 4-channel, 8-channel, 16-channel WDM systems and 32-channel DWDM systems respectively. As very high data rate of 100 Gb/s and above are in practice now-a-days, compensation of PMD is enhanced to 1.6 Tb/s (16 × 100 Gb/s) data rate for 16-channel by PMF method and 74 ps of broadening is compensated effectively.     

超高偏振模色散光纤中光脉冲传输行为的研究

利用耦合非线性薛定谔方程分析了光脉冲在超高偏振模色散光纤中传输时，偏振模色散引起脉冲分裂。并用基模的两正交偏振分量耦合走离解释了脉冲分裂的成因。利用偏振模色散为237．95ps／km^1/2的光纤进行了实验验证。     

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。