發(fā)布時間：2020-05-04 09:55

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等領(lǐng)域的發(fā)展,用戶對數(shù)據(jù)的需求持續(xù)增長,因此光纖通信系統(tǒng)正向著超大通信容量和超高傳輸速率的趨勢發(fā)展。相干光通信系統(tǒng)的接收靈敏度強,能夠利用高階調(diào)制格式來提升頻譜利用率,并且可以通過數(shù)字信號處理技術(shù)在電域中進(jìn)行均衡,從而被廣泛應(yīng)用。在相干光通信系統(tǒng)中,色散等線性損傷可以通過數(shù)字信號處理進(jìn)行均衡,因此非線性效應(yīng)成為制約系統(tǒng)性能的主要因素。在非線性監(jiān)測和補償?shù)难芯恐?色散不僅是非線性效應(yīng)估計的一個重要參量,還會影響非線性補償?shù)膶嵤?所以研究光纖鏈路中的色散是研究非線性監(jiān)測和補償?shù)那疤釛l件。同時,色散是光性能監(jiān)測的重要指標(biāo),并且色散的眾多補償方法都是建立在色散估計之上,因此色散監(jiān)測在光傳輸系統(tǒng)研究中具有重要的意義。分?jǐn)?shù)階傅里葉變換是傳統(tǒng)傅里葉變換的推廣形式,對于啁啾信號具有很好的能量聚集特性。而光纖鏈路中的色散和非線性可以分別被看作頻域和時域的啁啾,因此本文以分?jǐn)?shù)階傅里葉變換為工具進(jìn)行色散監(jiān)測的研究。本文的研究內(nèi)容如下:1.研究了分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的定義、性質(zhì)和數(shù)值計算,分析了分?jǐn)?shù)階傅里葉變換相比于傳統(tǒng)傅里葉變換的優(yōu)勢,介紹了分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在光通信、雷達(dá)和聲納等領(lǐng)域的應(yīng)用。2.提出了低運算復(fù)雜度的分?jǐn)?shù)階傅里葉域最優(yōu)階數(shù)搜索方法,該方法將搜索過程劃分為較少采樣點時的粗搜索和較多采樣點時的細(xì)搜索,在保證與一步搜索方法相同測量精度的同時,顯著降低運算復(fù)雜度,通過測量啁啾信號的啁啾系數(shù)驗證低運算復(fù)雜度的分?jǐn)?shù)階傅里葉域最優(yōu)階數(shù)搜索方法的可行性,并且將該方法應(yīng)用于分析殘余色散和自相位調(diào)制最優(yōu)補償及光傳輸系統(tǒng)的色散監(jiān)測中。3.研究了色散和自相位調(diào)制在時頻面上的旋轉(zhuǎn)特性,推導(dǎo)出色散和自相位調(diào)制最優(yōu)補償時的理論公式,通過分步傅里葉方法驗證理論公式的正確性,搭建28 GBaud的RZ-DQPSK光傳輸仿真系統(tǒng),在不同的入纖功率下,確定誤碼率最低時的最優(yōu)殘余色散,擬合出入纖功率與最優(yōu)殘余色散之間的關(guān)系,擬合關(guān)系式與理論公式相一致,從而將該公式應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)的最優(yōu)殘余色散搜索中。4.研究了基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換盲色散監(jiān)測方法在接收端采樣率中的局限性,提出了基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換超低采樣率時的色散監(jiān)測方法,搭建28 GBaud的QPSK光傳輸仿真系統(tǒng),通過仿真結(jié)果證明了基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換超低采樣率時的色散監(jiān)測方法的可行性以及對非線性噪聲和ASE噪聲的魯棒性。搭建20.5 GBaud的QPSK光傳輸實驗系統(tǒng),當(dāng)光纖傳輸長度為100km和200 km時,色散測量誤差分別小于100 ps/nm和150 ps/nm,從而證明了基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換超低采樣率時的色散監(jiān)測方法在實驗中的可行性。
【圖文】：

圖３－１不同采樣點數(shù)下最優(yōu)階數(shù)的平移逡逑假設(shè)測量精度為峰值降低３邋ｄＢ后的階數(shù)范圍，當(dāng)啁啾系數(shù)為０．００１時，采逡逑樣點數(shù)和測量精度的關(guān)系如圖３－２所示，由圖可知，隨著采樣點數(shù)的增多，分?jǐn)?shù)逡逑階傅里葉域最優(yōu)階數(shù)的測量結(jié)果更加精準(zhǔn)。逡逑１邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋Ａｃｃｕｒａｃｙ邋ｗｉｔｈ邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｎ邋ｉｎ邋ＬＦＭ逡逑１０邐：邐：邐□邐Ｎ－Ａｐ逡逑邐ｆｉｔｔｅｄ邋ｃｕｒｖｅ逡逑ｚｎｚ：：ｔ：ｉｚＥｚｚ：：ｉ＾逡逑１０２邋：逡逑ＨＱ逡逑８邐９邐１０邐１１邐１２邐１３逡逑ｌｏｇ２Ｎ逡逑圖３－２采樣點數(shù)與測量精度間的關(guān)系逡逑啁啾信號的啁啾系數(shù)可以通過分?jǐn)?shù)階傅里葉域最優(yōu)階數(shù)計算得到，分?jǐn)?shù)階傅逡逑里葉域最優(yōu)階數(shù)和啁啾系數(shù)的關(guān)系如式（３－３）所示：逡逑１Ｃｍｅａｓｕｒｅ邋＝邋￣邋＾邋＿＾ｄ（２邋Ｃ0ｌ（＜Ｐ0ｐｔ邐0３）逡逑２４逡逑

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【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王磊;裴麗;;光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J];中國科技信息;2006年04期

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本文編號：2648369