（光学专业论文）波分复用系统多信道pmd补偿的研究.pdf

北京邮电大学硕士论文 摘要 摘要 本论文根据波分复用( w d m ) 系统多信道偏振模色散( p m d ) 的最坏信 道补偿方案，将粒子群优化( p s o ) 算法用于多信道的p m d 补偿，在补偿最坏 信道的同时，保障其他信道的性能。并以两信道p m d 补偿系统为例进行了数 值模拟，得到了很好的补偿效果。另外对一些新码型( 如占空比分别为3 3 和 5 0 的) 归零码( r z ) 、载波抑制归零码( c s r z ) 的两信道p m d 补偿进行了 数值模拟。还讨论了双轴晶体的相位匹配问题。本论文的主要工作如下： 夺简明扼要的回顾和总结了偏振模色散的基本概念、数值计算模型、统 计分布情况和补偿方案。 夺根据w d m 系统多信道p m d 补偿方案，即让补偿以后最坏信道的性能 最好，并保障其他信道的性能，建立多信道p m d 补偿系统的仿真模型， 并将p s o 算法用于多信道的p m d 补偿。以两信道为例讨论了p s o 算 法用于两信道p m d 补偿时的情况。仿真得到p s 0 算法用于两信道补 偿时的搜索结果，证明了p s o 算法在两信道补偿时的有效性。 夺仿真得到两信道补偿前后眼图，两信道补偿前后d g d 与波长的关系等 数值模拟结果，取得了很好的补偿效果。 夺对新码型如占空比分别为3 3 和5 0 的归零码( r z ) 、载波抑制归零 码( c s r z ) 的两信道p m d 补偿情况进行了数值模拟。 另外讨论了双轴晶体的相位匹配问题，得到双轴晶体的各种可能的相 位匹配方式下相位匹配角和相应的有效非线性系数计算公式。并首次 给出了在光通信波段l 。5 5 1 a n 处k n 晶体的相位匹配情况。 关键词：波分复用偏振模色散粒子群优化算法两信道相位匹配 北京邮电大学硕士论文摘要 a b s t r a c t i nt h i sd i s s e r t a t i o n , p a r t i c l es w a l t no p t i m i z a t i o n ( p s 0 1a l g o r i t h mi su s e dt o m u l t i - c h a n n e l p o l a r i z a t i o n - m o d ed i s p e r s i o n ( p m d ) c o m p e n s a t i o n , b a s e do n w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ( w d m ) s y s t e m sm u l t i c h a n n e lp m dc o m p e n s a t i o n f o r t h ew o r s t - p e r f o r m i n gc h a n n e l n l ew o r s tc h a n n e li sc o m p e n s a t e da n dt h e p e r f o r m a n c eo fo t h e rc h a n n e l si sg u a r a n t e e da tt h es a m et i m e a n dt w o - c h a n n e l p m dc o m p e n s a t i o ns y s t e ma sa l le x a m p l e ，an u m e r i c a ls i m u l a t i o nh a sb e e na g o o d c o m p e n s a t i o ne f f e c t i na d d i t i o nt o ，t h es i m u l a t i o nb a s e do np m dc o m p e n s a t i o no f s o m en e w - s t y l ef o r m a t s ( s u c ha sr e t u r nz e r of o r m a t ( r z 、w i t h3 3 d u t yc y c l ea n d 5 0 d u t yc y c l er e s p e c t i v e l y , c a r r i e rs u p p r e s s e dr zf o r m a t ( c s r z ) i nat w o - c h a n n e l s y s t e mi sg i v e n a l s o t h ep h a s em a t c h i n go f b i a x i a lc r y s t a li sd i s c u s s e d 1 1 l er e s e a r c h w o r k si nt h ed i s s e r t a t i o na r es u n l m a l j z o da sf o l l o w s ： 夺t h eb a s i cc o n c e p t so f p m d t h e i rn u m e r i c a lm o d e l su s e da se m u l a t i o n , t h e d i s t r i b u t i o no f t h ef i r s t - a n dh i g h e r - o r d e rp m da n dc o m p e n s a t i o ns c h e m e s a r er e v i e w e da n ds u m m a r i z e dc o m p e n d i o u s l y 夺f o rp m dc o m p e n s a t i o no fm u l t i - c h a n n e l si nw d ms y s t e m s t h e w o r s t - p e r f o r m i n gc h a n n e li sc o m p e n s a t e da n da tt h es a m et i m eo t h e rc h a n n e l s p e r f o r m a n c e a r ea l s o i m p r o v e d s o t h e s i m u l a t i o nm o d e lf o rp m d c o m p e n s a t i o ni nm u t i - c h a n n e l si sf o u n d e da n dp s oa l g o r i t h mi si n t r o d u c e d i ni t 1 1 l et w o - c h a n n e lp m dc o m p e n s a t i o ns y s t e ma sa ne x a m p l e p s o a l g o r i t h mi sa p p l i e dt op m dc o m p e n s a t i o ni nat w o - c h a n n e ls y s t e ma n dt h er e s u l t s s h o wt h a ti ti se f f e c t i v et ot w o - c h a n n e lp m d c o m p e n s a t i o n b yn u m e r i c a le m u l a t i o n ，t h ee y ed i a g r a mb e f o r ea n da f t e rc o m p e n s a t i o n , t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nd g da n d w a v e l e n g t h b e f o r ea n da f t e r c o m p e n s a t i o na r eg i v e n , a n dt h en u m e r i c a ls i m u l a t i o nr e s u l ts a t i s f i e st h e r e q u i r e m e n to f t h es y s t e m 夺n l es i m u l a t i o nb a s e do np m dc o m p e n s a t i o no fs o m en e w - s t y l ef o r m a t s s u c ha sr e t u mz e r of o r m a t ) w i t h3 3 d u t yc y c l ea n d5 0 d u t yc y c l e r e s p e c t i v e l y , c a r r i e rs u p p r e s s e dr zf o r m a t ( c s r z ) i nat w o c h a n n e ls y s t e m i s 西v e i l a l s ot h ep h a s em a t c h i n go fb i a x i a lc r y s t a li sd i s c u s s e d a n do b t a i n dt h e p h a s em a t c h i n ga n g l ef o r m u l a sa n dt h ec o r r e s p o n d i n ge x p r e s s i o no f e f f e c t i v en o n l i n e a rc o e f f i c i e n tf o ra l lt h ep o s s i b l ep h a s e m a t c h i n g a n dt h e 2 - 北京邮电大学硕士论文 摘要 p h a s em a t c h i n g o fk nc r y s t a li n 1 5 5 p mw a v eb a n do fo p t i c a l c o m m u n i c a t i o ni sd i s c u s s e df o rt h ei n s tt i m e k e yw o r d s ：w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ，p o l a r i z a t i o nm o d ed i s p e r s i o n , p a r t i c l es w a r m o p t i m i z a t i o na l g o r i t h m ，t w oc h a n n e l ，p h a s em a t c h i n g 3 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：互& j 阜一 日期：2 垣0 王j 翠一 一 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 瑟焦 剔磁氢鼬炉 日期：幽：圣：兰2 胁上毕毕 北京邮电大学硕士论文第章绪论 第一章绪论 1 1 光纤通信系统发展概况 从上个世纪七十年代光纤通信实用化以来，光纤通信技术由于其绝对的优势 成为当今高速通信的基础。光纤通信已经历了三十多年的发展，虽然前些年处于 低谷阶段，但人们对语音、图像、数据等信息的需求一直在迅速增长，使得有关 光纤通信的高新技术仍然日新月异地不断涌现。这些不断涌现的新技术基本弱绕 以下几大方向【”，即：( 1 ) 大容量长距离、( 2 ) 新型光纤、( 3 ) 波分复用、( 4 ) 光放大、 ( 5 ) 新调制格式。另外光网络技术也是当前光纤通信研究的一个重点，特别是全 光网技术。 ( 1 ) 大容量长距离：由于光纤的巨大带宽潜力，光纤通信朝着大容量长距离 的方向迅速发展。光纤通信传输速率从1 9 7 7 年美国芝加哥的7 k m 、4 5 m b s t 2 1 至t j 现 阶段实验室( n b c 和a l c a t e i ) 实现l o n ) s 码率的传输【3 1 1 4 1 ，二十多年里增长了约2 0 万 倍。目前光纤骨干网大多采用单信道1 0 g b s ，单信道4 0 g b s 的实验研究也已经进 入实质性阶段。再结合密集波分复用( d w d m ) 和光时分复用技术越来越广泛的应 用，可以预见未来数年以后，世界上可以普遍使用t b s 级的传输系统。 ( 2 ) 新型光纤：目前世界上已经敷设的光纤线路约9 0 为常规单模光纤 ( s m f ) g 6 5 2 ，其特点是在1 3 1 0 r i m 处色散为零，在1 5 5 0 r i m 处损耗最小，但色散却 达1 7 p s n m k m 。如果利用现有的g 6 5 2 光纤传输1 0 g b s 乃至4 0 g b s 的码率，必须进 行色散补偿。但是由于色散补偿光纤( d c f ) 有效纤芯面积非常小，其制作的不均 匀会引入较大的偏振模色散。现阶段实验室单信道4 0 g b s 的d w d m 系统大量采 用非零色散位移光纤( n z d s f ) g ：6 5 5 ，这是一种改进的色散位移光纤。其特点是 零色散波长不在1 5 5 0 n m ，而在1 5 2 5 n m 或者1 5 9 5 n m ，在1 5 5 0 r i m 处有微量色散，其 值小到允许单信道传输速率达到1 0 g b s 以上，又大到足以抑带i j d w d m 系统中的 四波混频效应。在d w d m 系统中应用全波光纤，可以使信道数增女n 5 0 。 近几年来，光子晶体光纤( p c f ) 的研究是当前光通信系统的热点之一，这种 光纤可支持无截止单模传输，能产生很大的双折射效应，并具有可调节的色散与 非线性特性。利用这种光子晶体光纤不仅可用于制作各种无源器件，还可用在有 源器件的制作中。例如利用这种光纤的工作波段和可达到的高功率水平，可以考 虑用它来实现高功率、高光束质量输出的单模光纤激光器。丹麦c r y s t a lf i b e r 公 司制成芯层掺y b 3 + 的双包层光子晶体光纤，掺杂浓度y b 3 * 0 ，6 ，另外还掺杂了 少量a l 以保证激光活性离子的掺杂浓度，利用这种光纤后光光转化效率达到 7 8 ，输出功率达到8 0 w 。另外，光子晶体光纤在色散补偿、低损耗传输和量子 北京邮电大学硕士论文 第一章绪论 通信等方面都展现出广阔的应用前景，目前很多人员都在对其的制作、性能、传 输等方面进行研究，以期望获得重大突破们。 ( 3 ) 波分复用：从o f c 2 0 0 1 直至t j o f c 2 0 0 5 以及e c o c 会上所报告的各个系统实 验，无不充分利用d w d m 系统。多信道的d w d m 系统信道间隔可以做到5 0 g h z ， 覆盖c 、l 和s 波段。在e c o c 2 0 0 5 会议上的报道讨论 6 4 0 g b s 速率下用w d m 传 输了1 2 7 0 0 k m ，还报道在4 0 0 k m 距离上实现了3 2 0 g b s 的传输容量。而在o f c 会议 上多篇文章也报道了w d m 系统的广泛应用。而复用方式也各具特色，如双向传 输的w d m ，偏振复用与w d m 的混合方式、正交频分复用与w d m 的混合方式、 w d m 与码分多址( c d m a ) 混合方式等。传输系统中运用w d m 能大大提高光纤的 传输容量，因此目前的高码率大容量通信系统方式大多数都建立在t d m + w d m + 其他复用方式的模式。当前研究的重点就是有关波分复用系统的优化 1 7 - 2 1 】，另外， 基于波分复用系统的i p 网络传输也是当前研究的热点之_ _ 1 2 2 彩】。 ( 4 ) 光放大：光放大器的出现促进了长距离传输的发展，由于光功率得到补 偿使得中继段距离得以加长，而且减少了光电变换设备，从而降低了成本。 o f c 2 0 0 2 以前，掺铒光纤放大器( e d f a ) 一直是长距离传输中继放大的主角。 e d f a 具有效率高、增益大、噪声系数较小、串话和失真小、对偏振不敏感、与 光纤连接方便等特点而被广泛应用。但对于长距离大容量传输系统而言，e d f a 放大器的增益范围显得不够宽( 4 0 n m 左右) ，噪声系数偏大( 4 - - 5 d b ) ，在抑制光 纤非线性方面不如分布式光纤r a m a n 放大器( d 腊a ) 。o f c 2 0 0 2 开始有论文报道 分布式光纤r a m a n 放大器应用于长距离传输的中继放大。较之于e d f a ，r a m a n 光纤放大器噪声系数小、具有较宽的增益范围( 可达1 0 0 n m ) ，且可以沿光纤进 行分布式放大，减小光功率过大的振荡。因此对它的研究也日益增多【2 6 3 0 。 o f c 2 0 0 5 会议中报道了不同类型的放大器的性能 3 1 - 3 2 】。e c o c 2 0 0 5 会议也专门设 置了讨论组来讨论拉曼光纤放大器及拉曼放大器与e d f a 的联合应用，足见对于 它的重视。 f 5 ) 新调制格式：由于单信道码速率由1 0 g b s 提升到4 0 g b s ，密集波分复用频 道间隔非常窄，怎样克服光纤色散、偏振模色散、非线性效应显得越来越重要。 传统的光纤通信调制格式是n r z 码，n r z 码非常简单方便，频带较窄，按说比较 适应d w d m 传输，但是由于n r z 码光功率较高，容易产生非线性效应引起的信 道间串扰。r z 码抗非线性和抗偏振模色散能力较好，但是频带较宽，不适用于 单信道4 0 g b s 的d w d m 系统。近来人们提出多种新型调制格式，如：载波抑制 的r z 码( c s r z - - c a r r i e rs u p p r e s s e dr e t u r nt oz e r o ) ”j ，差分相移键控调制格式( 如 r z d p s l 0 1 e r u mt oz e r o d i f f e r e n t i a lp h a s es h i f tk e y i n g ，c s r z d p s k ) 1 3 5 4 1 等等。 e c o c 2 0 0 5 会议上专门为调制格式设置了讨论组讨论了d p s k 类码型的应用。在 北京邮电大学硕士论文第一章绪论 o f c 2 0 0 5 会议中也设置小组讨论了不同码型在传输系统中的应用。可见新型调制 格式也是当前光纤通信系统中的热点之一。 光纤通信包括传输与网络两个方面，以上提到的是关于光传输的技术。全光 网是光网络技术发展的一个重要方向，包括光交叉连接( o x c ) 和光分插复用 ( o a d m ) 的光节点技术、光交换技术、光接入网技术、光网络控制和管理技术等 等，不再一一详述。 1 2 偏振模色散的研究进展 p m d 早在光纤问世时就已存在，只是由于当时通信速率较低，偏振模色散 还不足以影响系统传输，所以人们经过很长的时间才意识到p m d 是光纤通信系 统中的一个重要的问题。随着光纤通信和色散补偿方案的迅速发展，当单信道传 输码率达到1 0 g b s ，特别是4 0 g b s 以后，p m d 对系统的损害也就明显表现出来。 另外，智能光网络的发展，动态路由分配造成传输距离的不可预知性，使原本微 小的p m d 效应的不良影响在传输链路上不断积累，造成不可忽视的影响。从目 前的研究现状看，p m d 将成为限制高速光纤通信系统容量和距离的最终因素。 在单模光纤中，传输着两个相互正交的线性偏振模式，若光纤横截面理想圆 对称和理想使用情况下，这两个模式是相互简并的；但在实际情况下，由于生产 中造成的光纤的圆不对称、内应力等，成缆过程中形成的边应力、光纤扭曲等以 及使用过程中的压力、弯曲、环境温度变化等因素造成单模光纤中这两个模式之 间有微小的传输群速度差，从而形成偏振模色散( p m d ) 。 光纤中的p m d 的大小一般由p m d 系数表示。丌u t 规定了商用单模光纤p m d 系数应该小于o 5 p s , 面，新型光纤p m d 系数一般比较小，大都小于这个值。但 是对于2 0 世纪9 0 年代以前敷设的光纤，一般p m d 系数都大于0 5p s k m ，有一部 分甚至超过0 8 p s ，k m ，这些线路都面临着传输速率的升级。如果重新敷设光纤， 费用巨大，而对现有敷设光纤进行改造是比较经济的方案。因此研究p m d 本身 的规律性，以及研究减小或补偿p m d 对传输系统的影响，就越来越成为迫切的 需要。 对于p m d 的研究，主要是从p m d 的统计特性、测量技术、对系统的影晌及 如何减j j x p m d 的影响等几个方面来展开的。p m d 统计特性内容包括一阶和二阶 p m d 的统计特性 4 3 郴l ，阶与二阶p m d 的关联嗍。p m d 随距离和时间变化的统 计分布特性1 4 7 舶l ，偏振相关损耗的统计特性分布1 4 9 - 5 0 1 ，在考虑p d l 的情况下p m d 分布情况等等p ”。而研究p m d 特性的一个重要实验手段就是测量，i t u t 推荐了 测量单模光纤p m d 的三种方法：琼斯矩阵特征分析法j m e ) 【5 2 】、干涉仪法( i f ) 和波长扫描周期读书法【划。另外，还有偏分孤子法1 5 5 1 、邦加球法1 5 6 i 等等，可以 北京邮电大学硕士论文 第一章绪论 根据不同的情况选择不同的测量方法。研究p m d 对系统的影响，有的是只考虑 p m d - 0 独的影响，也有的是和其他效应共同的影响。单独考虑p m d 的影响时， n t 以是差分群时延( d g d ) 的影响，也可以足：阶p m d 的影响，还可以研究不同调 制码型对p m d 的缓解能力。当考虑与其他效应的共同作用时，可以是p m d 与色 散、非线性的影响，还可以考虑有p d l 的情况下p m d 对系统的影响及p m d 补偿 系统件能的变化 5 7 - 5 8 】。对于多信道的情况下，研究交叉相位调制对于p m d 补偿 的影响 5 0 - 6 0 1 、四波混频和p m d 对w d m 系统的影响【6 l 】。在减小p m d 影响方面，一 种就是改进光纤的结构，来降低光纤本身的p m d 系数【6 2 】，这能从根本上消除p m d 的影响，但是对下已铺设的光纤意义不大；另一种就是缓解技术。缓解技术又分 为主动缓解和被动缓解，像偏振主态传输【6 3 】和补偿器补偿【删就属于主动缓解技 术；被动缓解技术主要包括采用新型调制格式p 卯、前向纠错( f o r w a r de r r o r c o r r e c t i o n = f e c ) ”、新型低p m d 值的光纤和孤子传输系统m 】。在很多情况下， 被动缓解技术往往缓解不充分，因此必须用到主动缓解技术才能完全补偿p m d 。 最近几年，p m d 的研究已经成为目前光纤通信的一个研究热点之一。i e e e p h o t o n i c st e c h n o l o g yl e n e m 杂志上几乎每期都有p m d 的研究文章，j o u r n a lo f l i g h t w a v et e c h n o l o g y 于2 0 0 4 年4 月为p m d 的研究出了专辑【6 7 】。从近年来光纤通信 重要会议o f c 来看，o f c 2 0 0 2 会议上，专门讨论p m d 的小组就有5 个，有3 0 几篇 论文专门讨论p m d ，涉及到p m d 特性、p m d 对系统的影响、p m d 的测量方法、 p m d 的自适应补偿的理论和实验等内容。o f c 2 0 0 3 会议上关于p m d 研究论文达 5 1 篇。o f c 2 0 0 4 会议上有4 个组涉及讨论p m d ( p o l a r i z a t i o nm o d ed i s p e r s i o n ，f i 组；p m dm i t i g a t i o na n dp o l a r i z a t i o ne f f e c t s ，t h f 组；p o l a r i z a t i o ni s s u e s ，w e 组； d i s p e r s i o ni m p a i r m e n t sa n dm i t i g a t i o n ，t h u 组1 。这说明p m d 的研究确实在目前光 纤通信领域中占有重要地位。虽然在o f c 2 0 0 5 会议上的p m d 文章有所减少，但是 由于高速光通信的飞速发展，4 0 0 b s 以上的系统需要考虑p m d 的影响，因此p m d 的研究仍旧是不容忽视的。 自从1 9 8 6 年c d p o o l e 建立偏振模色散的主态理论后 6 8 】，国际上有关偏振模 色散的研究迅速发展，主要集中在p m d 的统计特性、p m d 的测量技术、p m d 对 系统的影响、p m d 的缓解技术以及自适应补偿技术等方面。在1 9 9 4 年以前人们 重点研究光纤中偏振模色散产生的机理和测量方法。人们提出多种测量方法，这 些测量方法分为两大类，一类是时域测量法，另一类是频域测量法。1 9 9 4 年后重 点转向开展p m d 对光纤通信系统传输性能影响的研究【6 9 7 3 】，并研究降低p m d 影 响的各种方法 7 4 - 7 s 】。特别注意研究对早期铺设的光缆通信系统升级时的p m d 补 偿的研究。在专利方面，1 9 9 8 年美国l u c e n t 公司和日本i 构f u j i t s u 公司分别就他们 做出的1 0 g b i t s 和4 0 g b i t s - - 阶偏振模色散补偿系统申请了专利。1 9 9 9 年法国的 北京邮电大学硕士论文 第一章绪论 a l c a t e l 公司将他们剩用一个p m d 补偿器对多路进行补偿方法申请了专利。在产品 方面，c o m i n g 公司推出了补偿1 0 g b i t s 系统p m d 补偿器；y a f on e t w o r k 公司推 出y a f o l 0 也属于1 0 g b i t s 的p m d 补偿器。在o f c 2 0 0 1 会议上y a f on e t w o r k 演示了 4 0 g b s 系统的p m d 补偿器y a f 0 4 0 7 9 但从目前偏振模色散补偿的情况来看，作为实用的偏振模色散补偿器，还存 在着一些有待解决的关键问题。比如( i ) p m d 的一阶补偿器结构比较简单，但是 二阶乃至“全阶”补偿器结构较复杂，控制自由度太多；( 2 ) 对于高阶p m d ： b 偿， 控制算法有待改进；( 3 ) 如何用最经济的方法实现补偿w d m 系统中的p m d ；( 4 ) 成熟的传输系统中偏振模色散和色度色散的一体化补偿有待研究；( 5 ) 缓解技术 与补偿技术的结合还有待理论和实验上的研究。 我国光通信系统的码速率滞后于发达国家，因此在偏振模色散研究方面也有 一个明显的滞后。国内前几年主要限于p m d 的测试方法研究坤0 4 4 1 ，但近几年在 偏振模色散自适应补偿系统【8 5 税l 、补偿器件 9 3 - 9 4 1 方面研究已有很大进展。但这些 研究都是基于单信道的。对于波分复用系统多信道偏振模色散补偿的研究将对下 一代高速光纤通信的发展提供重要的技术支持和理论指导。 1 3 本论文的结构安排 本论文根据p m d 的基本理论、偏振模色散的补偿技术，重点研究了波分复 用系统多信道p m d 补偿，另外还讨论了双轴晶体的相位匹配问题，论文的具体 安排如下： 第一章为绪论，主要内容为光通信系统的现状、p m d 的研究意义和研究背 景；本论文的结构安排。 第二章主要回顾了偏振模色散的基本理论，包括偏振色散的基本概念、偏振 模色散的矢量级联规则及p m d 的统计特性。 第三章介绍了偏振模色散的补偿方式、偏振度做反馈信号以及偏振控制器的 基本理论。 第四章是本论文的重点。介绍了波分复用系统多信道p m d 牢f 偿方案、多信 道p m d 补偿的数学模型及粒子群优化算法。将粒子群优化算法用于多信道p m d 补偿，并以两信道为例进行了具体讨论。得到粒子群优化算法在两信道补偿的效 果及两信道补偿前后跟图等数值模拟结果。另外对新型调制格式：占空比分别为 3 3 和5 0 的归零码( r z ) 、载波抑制归零玛( c s r z ) 的两信道p m d 偿情况进 行了数值模拟。 第五章是本论文的另一个重点。研究了双轴晶体的相位匹配问题，并计算了 k n 晶体在光纤通信波段l ，5 5 姗处的相位匹配情况。 北京邮电大学硕士论文 第一章绪论 参考文献 【1 】张煦，o f c 一2 0 0 3 关于传输系统的报道，光通信技术，2 0 0 3 年第6 期，p p 6 7 【2 】m i s c h w a r t z , wa r e e n s t r a , j h m u l l i n s , a n dj s c o o k , c h i c a g ol i g h t w a v e c o m m u n i c a t i o n sp r o j e e t , b e l ls y s t c c h j ，1 9 7 8 。5 7 ：1 8 8 1 1 8 8 8 【3 】k f u k u c h i ，t k a s a m a t s u ，e ta 1 ，1 0 9 2t b i t s ( 2 7 3 x 4 0g b i t s 1t r i p l e b a n d u l t r a - d e n s ew d m o p t i c a lr e p e a t e dt r a n s m i s s i o ne x p e r i m e n t , o f c 2 0 0 1 ，p a p e rp d 2 4 ，2 0 0 1 【4 】y f r i g n a e ，gc h a r l e t ，w i d l e r , e ta 1 ，t r a n s m i s s i o no f2 5 6w a v e l e n g t h d i v i s i o na n d p o l a r i z a t i o n - d i v i s i o n m u l t i p l e x e dc h a n n e l sa t4 2 7 g b sf 1 0 2 t b sc a p a c i t y ) o v e r3 x 1 0 0 k mo f t e r a l i g h t t mf i b e r , o f c 2 0 0 2 ，p a p e rf c 5 ，2 0 0 2 5 】p s j r u s s e l l ，j c k n i g h t ，t a b i r k se ta l ，p h o t o n i cc r y s m lf i b e r s , e c o c 9 7 ，1 9 9 7 ，v 0 1 1 ：6 3 6 4 【6 】a c u c i n o t t a , f p o l i ，s s e l l e r i ，l v i n c e t t i ，m z o b o l i a m p l i f i c a t i o np r o p e r t i e so fe r s u p 3 + - d o p e dp h o t o n i cc r y s m lf i b e r s ，i e e ej l i g h t w a v et e c h n 0 1 ，2 0 0 3 ，2 1 ( 3 ) ：7 8 2 7 8 8 【7 】k gh o a g a a r d ，j b r o e n g ，a b j a r k l e v , l o wp u m pp o w e rp h o t o n i cc r y s t a lf i b r ea m p l i f i e r s i e e ee l e c t r o n l e t t ，2 0 0 3 ，3 9 ( 7 ) ：5 9 9 - 6 0 0 8 】c p e u c h e r e t , b ，z s i 鲥，p a a n d e r s e ne ta l ，4 0g b i f f st r a n s m i s s i o no v e rp h o t o n i cc r y s t a lf i b r e u s i n gm i d s p a ns p e c i a li n v e r s i o ni nh i g h l yn o n l i n e a rp h o t o n i cc r y s t a lf i b r e , i e e ee l e c 仃o n l e t t ，2 0 0 3 ，3 9 ( 1 2 ) ：9 1 9 - 9 2 1 【9 】a p e y r i l l o u x , t c h a r t i e r , a h i d e u re ta l ，t h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a ls t u d yo ft h e b i r e f r i n g e n c eo f ap h o t o a i cc r y s t a f i b e qi e e ej l i g h t w a v et e e h n 0 1 ，2 0 0 3 ，2 1 ( 2 ) ：5 3 6 5 3 9 1 0 】b z s i g r i ，c p e u c h e r e lm d n i e l s e n ，r j e p p e s e n , t r a n s m i s s i o no v e r5 6k ml a r g ee f f e c t i v e a r e aa n dl o w l o s s ( 1 7d b k m ) p h o t o n i cc r y s t a lf i b r e ，e l e c t r o n i c sl e t t ，2 0 0 3 ，3 9 ( 1 0 ) ：7 9 6 7 9 8 11 】c p e u c h e r e t , b z s i g r i ，e a a n d e r s e n ，k s b e r g , a t e r s i g n i ，j e p p e s a n , e ，h a n s e n , k p 。 n i e l s e n ，m dt r a n s m i s s i o no v e rp h o t o n i cc r y s t a lf i b e ra t4 0g b i t su s i n gm i d s p a ns p e c t r a l i n v e r s i o ni nah i g h l yp h o t o n i cc r y s t a lf i b e r , c l e o 0 3 ，2 0 0 3 ，c t h p d b 4 1 2 1 a o a i g o s a - b l a n c h ，a d i e z , m o e l g a d o p i n a r , j l c r u z , m v a n d r e s , t e m p e r a t u r e i n d e p e n d e n c eo fb i r e f r i n g e n e ea n dg r o u pv e l o c i t yd i s p e r s i o ni np h o t o n i ec r y s t a lf i b r e s ，i e e e e l e c t r o n l e t t ，2 0 0 4 ，4 0 ( 2 1 ) ：1 3 2 7 - 1 3 2 9 【1 3 】m t a n a k a , s k a w a n i s h i ，f a b r i c a t i o no fd i s p e r s i o nc o n t r o l l e da n dp o l a r i z a t i o nm a i n t a i n i n g p h o t o n i ec r y s m lf i b e rf o rh i g hp e r f o r m a n c es y s t e m sa n dd e v i c e s ，o f c 2 0 0 5 ，o w l 3 ， 【1 4 】m i n g - y a n gc h e n ，r a n g - j i ny u ，a n - p i n gz h a o 。c o n f i n e m e n tl o s s e sa n do p t i m i z a t i o ni n r e c t a n g u l a r - l a a i c ep h o t o n i c - e r y s t a lf i b e r s , 1 e e ej l i g h t w a v e t e c h n 0 1 ，2 0 0 5 ，2 3 ( 9 ) ： 2 7 0 7 2 7 1 2 【1 5 】tm a t s u i ，j z h o u ，k n a k a j i m a , 1 s a n k a w a , d i s p e r s i o n f l a r e a e dp h o t o n i ec r y s t a lf i b e r - 6 北京邮电大学硕士论文第一章绪论 w i t hk l 毽ee f f e c t i v ea r e aa n dl o wc o n f i n e m e n tl o s s ，i e e el l i g h t w a v et e e h n 0 1 ，2 0 0 5 ， 2 3 ( 1 2 ) ：4 1 7 8 - 4 1 8 3 【1 6 】k s a l t o h , m k o s h i b a , n u m e r i c a lm o d e l i n go fp h o t o n i cc r y s t a lf i b e r s ，i e e ej l i g h t w a v e t e c h n 0 1 ，2 0 0 5 ，2 3 ( 1 1 ) ：3 5 8 0 3 5 9 0 【1 7 】s a n g - y u a pk i r a , s a n g - h o o nl e e ，s a n g - s c ol e e ，j a e - s e u n gl 七e u p g r a d i n gw d mn e t w o r k s u s i n gu l t r a d n n s ew d m c h a n n e lg r o u p s ，i e e ep h o t o n t a c h n 0 1 l e t t ，2 0 0 4 ，1 6 ( 8 ) ：1 9 6 6 - 1 9 6 8 【1 8 】y y a n g ，j w a n g , c o s t - e f f e c t i v ed e s i g n so f w d mo p t i c a li n t e r c o n n e c t s , i e e et r a n s a c t i o n so n p a r a l l e la n dd i s t r i b u t e ds y s t e m s ，2 0 0 5 ，i “1 ) ：5 1 - 6 6 【1 9 】y s u z a k i ，h y a s a k a , h m a w a t a r kk y o s h i n oe ta l , m o n o l i t h i c a l l yi n t e g r a t e de i g h t - c h a n n e l w d mm o d u l a t o rw i t hn a r r o wc h a n n e ls p a c i n ga n dh i g ht h r o u g h p u t , i e e ej o u r n