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。     

偏振模色散模拟器的特性

通过对微分群时延差(DGD)统计特性和偏振模色散(PMD)矢量自相关函数的数值模拟，分析比较了目前常用的三种PMD模拟器的性能. 结果表明：在DGD分布方面，由DGD发生器构成的模拟器，一个DGD发生器就可与实际光纤PMD的统计特性相符合，而由保偏光纤和可旋转的连接器构成的模拟器则至少需要15段. 在自相关函数方面，基于保偏光纤的模拟器取决于各段光纤的延时量，而基于DGD发生器的模拟器在中心频带外的自相关值很平稳，可视为常数. 关键词： 光纤通信 偏振模色散 偏振模色散模拟器 自相关函数     

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。     

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。     

单模光纤中的二阶偏振模色散及其统计特性

用琼斯矩阵本征分析法和邦加球法,分别测量了22 km和75 km G.652单模光纤中的二阶偏振模色散,并对其平行分量、垂直分量、PCD（Polarization dependent chromatic dispersion）、消偏振项、各个分量的统计特性及其影响进行了详细的分析,得到了二阶偏振模色散随波长的分布情况及统计特性. 从统计结果可以得到,与PCD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.     

三类偏振模色散模拟器的多阶特性和频率统计相关性分析

对现有三类偏振模色散模拟器：旋转晶体型、偏振控制器型和加热器型模拟器,进行了详尽的相关群时延、高阶偏振模色散的统计分布和频率自相关函数三大统计特性的数值模拟和性能比较.以级联段数作为主要参量的分析结果表明：相关群时延分布的产生准确度,旋转晶体型模拟器略优于偏振控制器型,而加热型模拟器相对最差;在产生精确的高阶偏振模色散分布方面,偏振控制器型模拟器最为优越,加热型模拟器略优于旋转晶体型;而对于产生较低的频率自相关本底水准方面,加热型模拟器则优于偏振控制器型和旋转晶体型.综合而言,偏振控制器型模拟器的性能最为优越;十段左右的偏振控制器型模拟器就可以产生合格的模拟效果,其效果等价于十五段以上旋转晶体型,或二十段以上加热型模拟器.     

二阶偏振模色散测量分析

在庞加莱球的基础上,对原偏振模色散的测量方法进行了理论分析.研究表明,原方法属于间接测量,在测量二阶偏振模色散中存在明显不足.一阶偏振模色散测量的误差影响二阶偏振模色散的测量,间接测量降低了二阶偏振模色散的测量准确度.提出了一种二阶偏振模色散测量的新方法,保证了测量准确度,并通过实验中的统计结果得到证实.     

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。     

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).     

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     

A polarization mode dispersion (PMD) emulator with tuneable first-order PMD and constant second-order PMD

We design a polarization mode dispersion (PMD) emulator with fixed second-order polarization mode dispersion (SO-PMD) but varying first-order PMD (FO-PMD). The emulator constitutes of an optical delay line (ODL), a polarization controller (PC) and a fixed number of randomly concatenated polarization maintaining fibre (PMF) segments. An understanding of the SO-PMD equation is the first vital step to consider before designing such an emulator. The control of the differential group delay (DGD) statistics with wavelength proves to be the key measure for this design. Results show that the mean DGD (or the mean magnitude of the FO-PMD vector ()) of the emulator is biased towards the dominant wavelength-independent of the ODL. This is provided the dominant is by far greater than FO-PMD contributions from the other cascaded sections. Experimentally it is shown that when the DGD (Δτ) is wavelength-independent due to the absence of mode coupling, or when the wavelength-dependent DGD spectra do not change with time due to fixed mode coupling, there is negligible influence on the SO-PMD. The PC angle is controlled at an angle θ to ensure that the sub-emulator is always parallel to the ODL . Thus by rotating the mode coupling angle θ, we change the wavelength-dependent DGD spectra thereby ensuring SO-PMD variation.     

偏振模色散级联模型的理论分析

在研究偏振模色散的数值模型中,分段数N和分段长度L是基本的参数,这两个参数影响到偏振模色散的随机特性。在分段级联模型理论的基础上,采用琼斯矩阵的分析方法,对偏振模色散的特征矩阵进行了理论分析和数值模拟,研究表明,N和L的选取对偏振模色散的分析有直接的影响,N在适当大的情况下,使得L在某一均值附近微小变化,这样的参数选取是合理的。如果各分段长度保持不变,会使得二阶偏振模色散丧失随机性的特点。     

单模光纤中偏振模色散的仿真模型

利用琼斯矩阵法研究了长单模光纤中偏振模色散的仿真模型.考虑到偏振模色散的随机性,该模型中单模光纤被看作是一系列短双折射光纤段的级联,相邻两段之间耦合角是随机的.研究结果表明,当短双折射光纤段等长时,偏振模色散呈现随波长周期性变化的特点;不符合实际情况.当短双折射光纤段不等长且服从高斯分布时,周期性逐渐消失;当其长度均方差为均值的20%,周期性完全消失.最后比较了偏振模色散的时域统计特性.取短双折射光纤段的长度服从高斯分布且均方差为均值的20%,偏振模色散的统计特性接近于实际分布.因此得出结论:为了正确估计偏振模色散的影响,在单模光纤的级联模型中,短双折射光纤段的长度应服从高斯分布,均方差为其均值的20%.     

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。     

偏振模色散的偏振主态旋转补偿法

提出一种用以补偿一阶偏振模色散的方法通过理论分析,说明了使用偏振分离器和加入光学延迟来抑制光纤中的PMD的方法以及其存在的由于延迟偏差造成的过补偿或欠补偿由理论分析可知,通过调整输入信号偏振态的方向,可以有效改善补偿效果模拟实验证明了该方法的可行性.     

The Statistical Analysis of Polarziation Mode Dispersion and Filter Control on Dispersion Managed Soliton Links

In this paper, the statistical distributing and magnitude of the first and the second-order PMD (polarization mode dispersion) vectors are evaluated and the filters control PMD effects also are analyzed on DMS (dispersion-managed soliton) links. Firstly, the so-called coarse-step approach is applied to the DMS links. The PMD statistical characteristics of the first and the second-order are simulated and the evolutions of energy and mean square of time displacement of DMS two polarization modes are gotten. Secondly, The DMS transmission of filter control with the conventional model of PMD is analyzed by Varitional method, from which the evolving rules of characteristically DMS parameters are obtained and the stability of filter control the DMS transmission are investigated. The results are not only very useful to simplify the measurement of the second-order PMD and instructively reveal degree of PMD effects in DMS systems, but also give that condition of stability of filter control PMD in DMS systems.     

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.     

偏振模色散补偿中的偏振主态与分束器主轴的对准

光纤通信系统的比特率超过10Gb/s或更高时,偏振模色散引起的脉冲信号展宽成为主要障碍.分离光纤线路中的两个偏振模式对于提高偏振模色散补偿的精度和速度有重要意义.讨论了光纤线路中两偏振主态与补偿器中偏振分束器主轴的对准问题,给出了偏振分束器任何一个主轴上光强的表示并推导出相应的电功率信号表示式,建立了电功率与光信号两个模式之间的延迟时间以及偏振主态与分束器主轴相对角度的变化关系.初步实验表明,可以通过偏振控制器或可转动的光纤连接器实现偏振主态与偏振分束器的对准.