PMD分析中的PMF级联模型研究

PMF级联模型是进行PMD研究广泛采用的模型.从PMD矢量在Stokes空间的运动入手,推导出了PMF级联模型的DGD的统计分布并给出了整体特性与局部特性之间的关系,所得结果用JME法验证是正确的.最后通过误差分析,提出了该模型的级联段数的选取原则.所得结论可为PMD的仿真提供理论依据.     

高速光纤通信系统中高阶PMD的优化建模

为了评估随机变化的偏振模色散(PMD)(包括一阶和二阶PMD)使系统信号裂化的程度,降低其对高速光纤通信系统传输速率和传输容量的不利影响,在斯托克斯空间中推导了偏振模色散(PMD)矢量的数学表达式。对PMD效应所导致的脉冲展宽进行了数学分析,给出了差分群时延(DGD)的变化、一阶PMD矢量和二阶PMD矢量方向的变化对脉冲展宽的影响。通过数学推导得出,在大多数情况下,二阶PMD无法完全补偿,需通过控制单元的调整使其对系统的影响达到极小值。通过实验分析,得到了和数学推导中同样的结果,从而证明了模型的正确性。     

基于偏振度椭球的PMD补偿的前馈信息提取方法

通过建立一个简单的模型推导了偏振模色散与偏振度椭球的关系式,可以直接从偏振度椭球的长轴和短轴得到偏振模色散的大小.将得到的一阶偏振模色散大小与理论上从琼斯矩阵中计算的结果进行比较,发现在差分群时延小于20 ps时,模拟结果与理论计算值较好相符.分析了如何从偏振度椭球的长轴判断偏振模色散矢量的方向.因此,从得到的偏振模色散矢量的大小和方向信息可以为一阶偏振模色散补偿提供前馈信息.     

一种可编程PMD模拟器

为了研究光纤通信中的偏振模色散(PMD)及其对高速光通信系统的影响和补偿技术,研制了一种可编程控制的PMD模拟器,它由6组双折射晶体和磁光晶体组成,群时延差(DGD)变化范围为±(0.3~35) ps,可设为不同平均值的Maxwell统计分布随机变化,也可以设为其它要求的数学分布.实验证明,该模拟器测量值与理论符合得很好,且具有较高的重复性和稳定性,响应时间小于1 ms.这种模拟器可用于10 Gb/s和40 Gb/s光传输系统PMD问题的研究.     

DIRECT算法在PMD补偿中的应用

第一次把DIRECT算法用于偏振模色散补偿中作为反馈控制算法的第一部分,来寻找初始的全局最优解。用著名的Hartman6函数的返回值模拟偏振度的测量值,给出了DIRECT算法对Hartman6函数全局最优解的寻找过程,通过与其它几种全局最优化算法的比较,对DIRECT算法进行了初步的评价。     

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%.     

两段PMD补偿中的优化算法比较

研究了两段PMD补偿器和补偿算法.存在二阶效应时,PMD补偿中的反馈信号将是一个多峰多谷的复杂信号.粒子群算法(PSO )作为一种优化算法已在实验中实现.研究了模拟退火算法（SA）作为含二阶PMD补偿的反馈信号的应用.通过仿真计算还比较了采用这两种算法的PMD补偿性能.     

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.     

用电功率反馈控制信号实现10Gbit/s系统的PMD补偿实验

光纤通信线路检测到的电功率随差分群延迟变化, 可以作为PMD补偿的反馈控制信号.给出了这一变化关系的理论计算和曲线并通过实验验证这一关系, 确定电压信号与DGD的变化关系.建立了一套完整的实验系统, 并考虑了影响反馈电压信号的多种因素以及减小这些影响的措施.眼图给出的实验结果说明了补偿的效果, 还利用误码测试仪测量了补偿前后的接收灵敏度的改变以定量说明补偿的效果, 最后比较了不同情况下的补偿结果.     

PSO算法用于WDM系统多信道PMD补偿的研究

根据波分复用（Wavelength Division Multiplexing,WDM）系统多信道偏振模色散（Polarization Mode Dispersion,PMD）的最坏信道补偿方案,将粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法用于多信道的PMD补偿.在补偿最坏信道的同时,保障了其他信道的性能.并以两信道PMD补偿系统为例进行了数值模拟,得到了很好的补偿效果.     

双折射光纤中偏振模色散的抑制

利用双折射光纤中孤子自捕获现象可以抑制偏振模色散,但这种抑制技术对传输参量有严格的限制.本文提出在双折射光纤中周期性地改变快慢轴的方法来抑制偏振模色散. 研究发现,这种方法在一定程度上能有效地抑制偏振模色散,并且光纤间偏振轴的夹角偏差有利于对偏振模色散的进一步抑制.     

高阶PMD统计特性研究

讨论了三阶偏振模色散(PMD)的统计特性及其对于高阶PMD补偿系统的影响.数值模拟结果表明,随着即时差分群时延(DGD)的增加,二阶PMD单位矢量旋转速率的统计覆盖范围的变化趋势与主偏振态(PSP)旋转斜率的相应变化正好相反.此外,随着即时DGD的增加,二阶PMD模值的统计覆盖范围不断增加,使得高速光通信系统中高阶PMD补偿的实现将更加困难.     

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.     

A new algorithm on PMD pulse-width compression

An algorithm on PMD pulse-width compression is proposed. The new algorithm is more efficient than some recent result and is guaranteed to be globally convergent. Also all iteration points are feasible Jones vectors. These properties are important since in many situations, PMD control needs to be implemented in real time.     

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).     

偏振模色散和非线性效应对光纤传输特性的综合影响

本文采用变分法,研究多色色散、偏振模色散(PMD)以及非线性效应对单模光纤中光脉冲传输的综合影响.模拟分析结果表明,非线性对偏振模色散具有一定的抑制作用;但它们的综合作用所导致的脉冲展宽比PMD或非线性单独作用时要大.