【摘要】：隨著信息時(shí)代的發(fā)展,數(shù)據(jù)量在翻倍地增長(zhǎng),大容量高速率的光纖通信無疑是現(xiàn)代通信的最佳選擇。限制光纖通信系統(tǒng)向更高速更長(zhǎng)距離更穩(wěn)定發(fā)展的因素主要是光纖的損耗(或稱衰減)、色散和非線性效應(yīng);而現(xiàn)代的光纖的損耗已經(jīng)低到接近光纖材料理論上的最低損耗,光纖的損耗問題已成為次要問題,故色散和非線性效應(yīng)成為了影響光纖通信質(zhì)量的主要因素,也成為了人們研究的熱點(diǎn)。為了減少色散對(duì)光纖通信的質(zhì)量的影響,就需要對(duì)光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償。在色散補(bǔ)償技術(shù)中,DCF(Dispersion Compensation Fiber)色散補(bǔ)償是一種成本低、易實(shí)現(xiàn)且應(yīng)用廣泛的色散補(bǔ)償技術(shù)。另外,將在電域應(yīng)用成熟的調(diào)制格式應(yīng)用到光域的新型調(diào)制格式逐漸引起研究人員的關(guān)注。因?yàn)樾滦驼{(diào)制格式相對(duì)普通的光強(qiáng)度調(diào)制有許多優(yōu)點(diǎn)。例如,具有高傳輸速率、高頻帶利用率、降低信道間隔、一定的抗色散性能和抗非線性性能等等優(yōu)點(diǎn)。本文研究的就是基于不同的新型調(diào)制格式下的DCF色散補(bǔ)償方案。本文針對(duì)三種碼型的BPSK、DPSK、QPSK和DQPSK調(diào)制格式提出四種色散補(bǔ)償方案:前補(bǔ)償方案、后補(bǔ)償方案、對(duì)稱補(bǔ)償1方案和對(duì)稱補(bǔ)償2方案。本文對(duì)每一種方案進(jìn)行系統(tǒng)仿真,仿真結(jié)果表明:在傳輸速率為40Gb/s下,傳輸距離為360km時(shí),對(duì)于不同碼型的BPSK調(diào)制格式來說,CSRZ-BPSK的對(duì)稱補(bǔ)償2方案的色散補(bǔ)償效果最佳;對(duì)于不同碼型的DPSK調(diào)制格式來說,33%RZ-DPSK的對(duì)稱補(bǔ)償2方案的色散補(bǔ)償效果最佳;對(duì)于不同碼型的QPSK調(diào)制格式來說,33%RZ-QPSK的對(duì)稱補(bǔ)償2方案的色散補(bǔ)償效果最好;對(duì)于三種不同碼型的DQPSK調(diào)制格式來說,33%RZ-DQPSK的對(duì)稱補(bǔ)償2方案的色散補(bǔ)償效果最好。另一方面,在輸入光功率為5dBm的條件下,當(dāng)傳輸距離在60km到280km左右的時(shí)候,CSRZ-DPSK的對(duì)稱補(bǔ)償2方案具有最佳的傳輸性能。當(dāng)傳輸距離在280km到600km之間的時(shí)候,33%RZ-DPSK的對(duì)稱補(bǔ)償2方案具有最佳的傳輸性能。總體來說,對(duì)稱補(bǔ)償2方案對(duì)DCF色散補(bǔ)償系統(tǒng)具有一定的優(yōu)化效果。
【圖文】：

圖 2.1 光通信所用到的波段在電磁波頻譜中的位置Fig. 2.1 The position of the band used in optical communication in the electromagnetic spectrum光的本質(zhì)是粒子性和波動(dòng)性。不同的頻段電磁波可以用幾個(gè)相關(guān)的參量度量，包括一周期波的長(zhǎng)度、波的能量、波的震蕩頻率等等。頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系為 c （2.1） 是頻率， 是波長(zhǎng)， 310m/s8c 是光速。影響光纖傳輸信號(hào)的質(zhì)量的因素有光纖的衰減又稱為損耗、光纖的色散和光纖的非線性效應(yīng)。而現(xiàn)代光纖在 1550nm 處的損耗達(dá)到每公里 0.2dB，已經(jīng)接近光纖材料理論上的最低衰減值，使得光纖的色散與非線性效應(yīng)成為影響通信質(zhì)量的主要因素，也是近些年人們研究光纖通信的熱點(diǎn)[22,23]。下面就光纖的色散和非線性效應(yīng)做簡(jiǎn)單介紹。1. 光纖的色散特性

然模間色散只存在于多模光纖；模內(nèi)色散是指在一個(gè)單獨(dú)的模式內(nèi)發(fā)生的脈導(dǎo)致的色散。模內(nèi)色散又包括材料色散、波導(dǎo)色散和偏振模色散。材料色散，顧名思義，因?yàn)槔w芯材料所引起的色散。因?yàn)楣饫w纖芯的折射率的變化而改變的，從而不同頻率（波長(zhǎng)）成分的光的傳播速度是不同的，那么時(shí)延差，最終導(dǎo)致了光脈沖傳輸后的展寬。這樣即使光脈沖信號(hào)具有相同的長(zhǎng)不同的光信號(hào)依然會(huì)發(fā)生脈沖的展寬。造成材料色散的不同成分為不同的，因而材料色散屬于頻率色散或波長(zhǎng)色散。波導(dǎo)色散是指由于波導(dǎo)的存在不同頻率成分的光傳輸時(shí)延不同而導(dǎo)致的色波長(zhǎng)的光信號(hào)的光功率在纖芯中的分布不同導(dǎo)致的脈沖展寬。如圖 2.2 所示光信號(hào)更多地通過纖芯來傳輸，而波長(zhǎng)長(zhǎng)的光信號(hào)更多地分布在包層中傳輸說，短波長(zhǎng)的光比長(zhǎng)波長(zhǎng)的光更集中于纖芯中心。與材料色散一樣，造成波導(dǎo)同成分也為不同的頻率成分，，因而波導(dǎo)色散也屬于頻率色散或波長(zhǎng)色散。材波導(dǎo)色散又被稱為色度色散，這是因?yàn)樗c三棱鏡分解光譜的原理相同。包層折射率 n2
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.11

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱皓然;鄭力;;高速光纖通信系統(tǒng)中電子色散補(bǔ)償技術(shù)的研究[J];中國(guó)新通信;2015年21期

2 趙懷罡;;光傳輸系統(tǒng)中色散補(bǔ)償問題的探討[J];光通信研究;2007年03期

3 杜兵,邱琪;40Gbps×16DWDM傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償仿真研究[J];現(xiàn)代有線傳輸;2005年04期

4 葉青,劉峰,李琳,瞿榮輝,方祖捷;多信道動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償技術(shù)的研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2004年11期

5 馬俊;楊壯;陳德華;;可調(diào)色散補(bǔ)償技術(shù)及其在DWDM系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];光通信研究;2009年03期

6 余重秀,賈信東,余國(guó)賢;超高速光纖通信中的色散補(bǔ)償技術(shù)[J];激光雜志;1999年04期

7 許文龍,呂建新;基于誤碼率反饋的自動(dòng)色散補(bǔ)償[J];光通信研究;2005年01期

8 常津?qū)?;鐵路骨干光傳輸網(wǎng)色散補(bǔ)償問題研究[J];鐵道通信信號(hào);2019年03期

9 歷新;;光纖通信系統(tǒng)中的色散補(bǔ)償技術(shù)研究[J];電子技術(shù)與軟件工程;2014年08期

10 徐偉;聶大德;;光纖光柵及電色散補(bǔ)償技術(shù)在光纖通信中的應(yīng)用[J];應(yīng)用科技;2011年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 葉青;劉峰;瞿榮輝;方祖捷;;啁啾光纖光柵色散補(bǔ)償位置對(duì)模擬系統(tǒng)性能的影響[A];上海市激光學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

2 牛海亮;章岳光;沈偉東;劉旭;;超快激光系統(tǒng)中色散補(bǔ)償鏡研究新進(jìn)展[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

3 李巖;章錦;于晉龍;張以謨;井文才;周革;賈大功;;一種40Gbit/s光纖通信系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)色度色散補(bǔ)償技術(shù)[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

4 賈大功;郭強(qiáng);馬彩繽;張紅霞;張以謨;;光纖通信系統(tǒng)中的可調(diào)諧色散補(bǔ)償技術(shù)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

5 蔣玉蘭;;光纖通信系統(tǒng)中色散補(bǔ)償技術(shù)[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)2002年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

6 柴瑾;俞重遠(yuǎn);劉玉敏;王永鋼;;線性啁啾色散補(bǔ)償光柵的切趾強(qiáng)度優(yōu)化分析[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

7 葉青;劉峰;瞿榮輝;方祖捷;;模擬CATV系統(tǒng)中啁啾光纖光柵色散補(bǔ)償特性[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

8 吳錦虹;黃譽(yù);陳凱;;高速光纖通信系統(tǒng)中的色散補(bǔ)償研究[A];2007年全國(guó)第十六屆十三�。ㄊ校┕鈱W(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

9 李鵬;王希;周春;張志剛;;預(yù)色散補(bǔ)償飛秒光纖放大器與平坦超連續(xù)譜產(chǎn)生[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

10 馬云柱;李正斌;徐安士;;用于高速WDM光通信系統(tǒng)色散補(bǔ)償?shù)墓馊V波器設(shè)計(jì)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 ;色散補(bǔ)償技術(shù)[N];人民郵電;2003年

2 于尚民;光網(wǎng)熱點(diǎn)尚要理性對(duì)待[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2007年

3 ;新興公司將DSP用于色散補(bǔ)償[N];計(jì)算機(jī)世界;2003年

4 中興通訊 劉哲;承載客戶需求 引領(lǐng)40G商用[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2009年

5 烽火通信科技股份有限公司 馬俊　張賓;40Gbit/s DWDM系統(tǒng)的鏈路自動(dòng)調(diào)整[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2009年

6 ;Verizon Business采用北電ULH設(shè)備提高網(wǎng)絡(luò)容量[N];人民郵電;2007年

7 中國(guó)電信北京研究院 霍曉莉;ULHWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[N];人民郵電;2006年

8 烽火科技 張賓 胡庚強(qiáng);高速40Gbit/s DWDM跨越三大挑戰(zhàn)[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2008年

9 北京郵電大學(xué)教授 顧婉儀 北京郵電大學(xué)全光網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室 聞和;兩專家共破DWDM六大商用難題[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

10 將俏峰;西門子：七大技術(shù)“維新”ULH WDM系統(tǒng)[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡慶磊;飛秒激光聲光掃描的色散補(bǔ)償研究[D];華中科技大學(xué);2018年

2 宋英雄;1550nm超干線及寬帶接入光傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海大學(xué);2007年

3 魯力;高速光纖通信系統(tǒng)中電子色散補(bǔ)償技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

4 李巖;高速光纖通信系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)色度色散補(bǔ)償?shù)睦碚摵蛯?shí)驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2007年

5 林密;高速光傳輸系統(tǒng)中電色散補(bǔ)償以及網(wǎng)管適配技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

6 陳盛華;飛秒激光脈沖整形與測(cè)量技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2007年

7 徐天華;高速相干光纖通信系統(tǒng)中色散補(bǔ)償及載波相位評(píng)估的研究[D];天津大學(xué);2012年

8 徐菲;超高速長(zhǎng)距離相干光通信系統(tǒng)中數(shù)字信號(hào)處理算法研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

9 呂曉華;隨機(jī)掃描雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

10 劉玉民;相干光通信系統(tǒng)中信道均衡與頻偏估計(jì)算法研究[D];北京科技大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曾友為;基于色散補(bǔ)償?shù)娜Ｆ抛智患す馄鱗D];北京郵電大學(xué);2019年

2 李俊奇;基于新型調(diào)制格式的DCF色散補(bǔ)償方案的優(yōu)化[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

3 潘建;WDM系統(tǒng)的多波長(zhǎng)色散補(bǔ)償研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

4 祝貴君;高速光通信中的電域色散補(bǔ)償算法研究[D];溫州大學(xué);2018年

5 劉楊贊;雙光子熒光顯微成像的色散補(bǔ)償方法研究及物鏡設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2017年

6 李仁奎;基于太赫茲相干層析成像系統(tǒng)的色散補(bǔ)償算法研究[D];華中科技大學(xué);2017年

7 張異凡;光通信系統(tǒng)中的信道均衡與補(bǔ)償算法研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

8 王春;電磁透明及色散補(bǔ)償研究[D];浙江大學(xué);2018年

9 蔣孝軍;色散補(bǔ)償技術(shù)在有線電視長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2010年

10 李承帥;基于白光干涉的色散補(bǔ)償鏡特性測(cè)試研究[D];浙江大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2689798