【摘要】：光纖通信是利用光波為載波,以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。目前,光纖通信因?yàn)榫哂谐咚�、低誤碼、高可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),已成為信息最主要的傳輸方式和社會(huì)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施。其中,光纖作為光纖通信系統(tǒng)中最重要的部分,對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的性能起到了決定性的作用。迄今為止,光纖偏振模色散的形成、矢量表示、主態(tài)模型、測(cè)量方法等理論方面的研究已基本完善;但是光纖偏振模色散測(cè)量方法在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用一直存在許多尚未解決的問題�，F(xiàn)有的商用偏振模色散測(cè)量儀都存在體積較大、造價(jià)昂貴、對(duì)測(cè)量環(huán)境要求高等缺點(diǎn),無法完美地適應(yīng)當(dāng)前的市場(chǎng)需求。本文對(duì)偏振模色散產(chǎn)生原理、經(jīng)典偏振模色散測(cè)方法以及常用的信號(hào)處理手段進(jìn)行了深入的研究,重點(diǎn)分析了使用去噪算法提升偏振模色散測(cè)量精度的理論和方法。主要完成了以下具有創(chuàng)新性的研究成果:1.針對(duì)使用固定分析儀法測(cè)量光纖偏振模色散容易到受噪聲影響這一問題,提出了兩種實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方案。i)提出了一種基于小波閾值去噪算法提升固定分析儀法測(cè)量光纖偏振模色散精度的實(shí)驗(yàn)方案(FA-WD)。文中介紹了小波閾值去噪算法的原理和不同類型小波基函數(shù)的特性,并對(duì)閾值函數(shù)、分解層數(shù)、基函數(shù)的選擇總結(jié)出了一定的規(guī)則。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將FA-WD與其他測(cè)量方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,FA-WD在單模光纖中測(cè)量結(jié)果的最大誤差為2.27%,低于固定分析儀法所得到的最大誤差。此外,FA-WD測(cè)量單模光纖的標(biāo)準(zhǔn)差為0.02,優(yōu)于固定分析儀法測(cè)量結(jié)果0.41的標(biāo)準(zhǔn)差,證明提出的FA-WD測(cè)量方案在結(jié)果的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性等方面都有較大的提升。ii)提出了一種使用傅里葉分析法提升固定分析儀法測(cè)量光纖偏振模色散的實(shí)驗(yàn)方案(FA-FFT)。FA-FFT使用光譜信號(hào)自身概率分布特性,利用傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪及重構(gòu),有效的緩解了噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)不同類型、不同長度的光纖進(jìn)行測(cè)試,單模光纖的測(cè)試最大誤差為2.66%。測(cè)量結(jié)果說明FA-FFT可以在有限的計(jì)算資源下快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地獲得光纖偏振模色散的測(cè)量值。2.針對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有光纖偏振模色散測(cè)量儀所存在的問題,本文提出了一種成本低、體積小、測(cè)量精度高的偏振模色散測(cè)量樣機(jī)研制方案。該方案借助上文中所提出FA-FFT測(cè)量方法具有的計(jì)算量小、實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)器材模塊化程度高等特點(diǎn),將FA-FFT方案進(jìn)行工程化。測(cè)試結(jié)果證明,所研制的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)與常用偏振模色散測(cè)量儀相比,可以在精度、準(zhǔn)確度、測(cè)量速度等指標(biāo)基本一致的情況下,將制造成本縮減為原來的30%。綜上所述,本文所提出來FA-WD和FA-FFT兩種光纖偏振模色散測(cè)量方案有效的克服了使用固定分析儀法測(cè)量光纖偏振模色散時(shí)噪聲所引入的誤差,提升了測(cè)量的精度,為之后偏振模色散測(cè)量方法的研究提供了新的思路。本文所研制的光纖偏振模色散測(cè)量樣機(jī)填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白,為相關(guān)儀器的進(jìn)一步研發(fā)提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN253;TN929.11

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本文編號(hào)：2698165