高速相干光通信系统中色度色散监测方法的研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:heheaixixi
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密集波分复用(DWDM)光网络正在朝着动态网络的方向发展,动态光网络具有光信号的传输路径随时间变化不断变化的特点,光信号在光纤中经过长距离传输后,由于光纤在制造过程中的不可避免的缺陷以及中间传输节点都给信号的传输质量造成了一定的影响。在这些缺陷及质量影响中比较典型的物理损伤有光信噪比、材料的色散、偏振模色散、非线性效应等等。为了对信号的传输质量有实时的掌控,进行适当的调适,需要对网络路由实行更严格的控制和管理,为了解决全光网络中存在的各类问题,进行更高质量的传输,光网络性能监测技术(OPM)应运而生。OPM技术是为了对某个光信道的性能进行估计而对光信道中的部分光信号进行处理的检测技术。色度色散(CD)是光信号的最基本的参数之一,CD在衡量光网络中光信号性能表现方面有着很重要的意义,所以在光网络性能监测中,对CD的监测是很重要的也是必不可少的。在光网络的配置,优化,预警等方面也离不开对CD参数的参考。所以对CD有效并精确的测量对下一代动态智能光网络来说有着深远的影响。因此在光通信传输中常常用来当作评判光传输质量的重要标准之一。本文主要立足于高速光通信系统中色度色散的监测,主要工作如下:1.改进了基于接收信号自相关函数的监测方法,扩大了色散监测的范围,对这种方法在链路中的相关性能进行了重点分析。相干接收后的电信号的自相关函数中含有链路积聚色散的信息,通过自相关函数提取出色散信息,达到监测目的,并扩大了监测范围。从理论上分析并证实了该方法不受放大的自发辐射噪声、脉冲的形状和偏振模色散的影响。搭建了Matlab仿真平台,进一步对该方法进行了验证。仿真结果表明此方法的监测结果平均误差为127ps/nm,达到了设计要求。2.建立了相干接收仿真系统,验证了采用峰值平均功率比(PAPR)作为反馈信号来动态监测与补偿色度色散方法的有效性。仿真证实了峰均功率比的监测方法对码型、偏振模色散及偏振相关损耗是不敏感的。由于链路中CD积累最少的时候PAPR最小,则可以用PAPR作为相干接收算法中频域补偿CD的反馈信号。尝试使用直接搜索和两级搜索两种算法搜索PAPR最小值,并提取滤波器的抽头系数,根据系数值来获得链路中CD值。两种算法监测CD与补偿的平均误差分别为312ps/nm和226ps/nm,还比较了两种算法的耗时,复杂度,灵敏度。3.在奈奎斯特相干接收系统中,采用峰值平均功率比作为反馈信号来动态监测与补偿色度色散,由于链路中CD积累最少的时候PAPR最小,则可以用PAPR作为相干接收算法中频域补偿CD的反馈信号。搭建了高速光通信奈奎斯特相干接收仿真系统,提出了采用逐步缩小搜索范围及减小步长的分段式补偿方法,使监测与补偿更精确。在M为4,16,32,64时,监测误差分别为172,198,143,191ps/nm,这种监测方法复杂度低,灵敏度高,并对偏振模色散(PMD)不敏感。
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