一、Compensating Large PMD by Four Free degrees in an OTDM System（论文文献综述）
王心怡[1]（2020）在《基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究》文中研究表明硅基光电子集成芯片具有尺寸小、集成度高等优点。近年来,它们受到了学术界的广泛关注。随着各类硅基光电子分立器件性能的提高,人们越来越不满足于单一器件的功能实现,而是往大规模集成化方向发展,即把多个电子和光子分立元件集成在同一芯片上,实现复杂的功能。硅基光电子技术以其高集成度和互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的优势,近些年来在数据通信等领域发挥着重要作用。基于硅光技术,人们对各种类型的激光器、调制器、探测器和光开关展开了深入研究。光延迟线在光通信领域具有很好的应用前景,基于延迟线结构的脉冲复用可以提高光脉冲的重复率,从而生成高频脉冲。高频脉冲在数据通信、光子信号处理、光学模数转换等领域中起着重要作用。本文对基于光延迟线结构的片上集成光子器件进行了研究。利用多种光脉冲交织复用方式,实现了脉冲重复率的提升,可用于对微波信号的高速光采样。首先,论文介绍了延迟线芯片的基本概念和参数指标,并讨论了其具体结构和实现方案。从延迟调节范围、调节精度、传输损耗、功耗和芯片尺寸等角度出发,阐明了延迟线的结构特征,为下文各种脉冲交织器的实现提供理论依据。接着,论文从脉冲复用方式入手,分别研究了波分复用（WDM）和模分复用（MDM）的几个关键器件,并介绍了各种器件结构的工作原理和设计方案。对于MDM器件,本文分析了波导中支持的多种模式,并对波导耦合生成的高阶模式进行了仿真分析。本文还对波长-模式交织器所用到的分立器件和整个系统进行了仿真,证明了波长-模式交织方案的可行性。接着,为了实现脉冲的时分复用,本文提出了一种连续可调的延迟线,该延迟线结合了环形谐振器和马赫-增德尔干涉仪（MZI）开关阵列。开关阵列提供大范围数字式延迟调节,而微环则提供小范围延迟微调。开关采用MZI级联结构,提高了开关消光比。延迟线芯片在60 nm厚的硅波导平台上实现,平均波导损耗为0.35 d B/cm。最大延迟调节范围为1.28 ns,片上插入损耗为12.4 d B,包括由测试端口引起的损耗。在不同延迟时间下,30 Gbps开关键控（OOK）信号通过延迟线芯片传输具有较高的信号保真度。该光学延迟线芯片具有可重构性,可以用于调整脉冲序列。光脉冲多路复用基于延迟线芯片实现,开关被设置为均匀分光比。这样的光时分复用（OTDM）方案可用于产生高重复率脉冲串,可应用于光学采样。调整开关分光比和可调光衰减器（VOA）的衰减值提供不同的脉冲幅度时,可实现准任意波形生成（QAWG）。基于延迟线芯片实现OTDM和QAWG,证明了该芯片的灵活性和可重构性,能作为可编程光信号处理器使用。本文还对如何进一步提升延迟线芯片性能进行了讨论。随后,本文提出并实现了一个基于硅光集成平台的8通道波长-模式光脉冲交织器。波长和模式复用技术相结合,可以提高脉冲的重复率,而同时又不会增加单维度复用的复杂性。交织器使用级联MZI结构作为波分复用（解复用）器,将非对称定向耦合器用作模式复用（解复用）器,并将各种长度的硅波导用作延迟线。论文对交织器各个分立器件参数（如波导损耗、延迟误差和通道带宽等）对交织脉冲的损耗、延迟间隔、峰值能量、脉冲宽度和串扰等一系列指标影响进行了研究,为交织器的实现奠定了基础。实验验证了脉冲序列具有125 ps的时间间隔,延迟误差为3.2%。然后,本文在波长-模式交织器的基础上,将脉冲幅度调节和高速采样功能纳入,构成了一个硅光集成的光学采样系统。高重复率光学采样脉冲是通过将低重复率输入光脉冲与WDM和MDM相结合而获得的。WDM脉冲交织器由具有线性差分延迟的反馈型阵列波导光栅（AWG）构成。它可以实现自动波长对准,且结构紧凑、色散大、损耗低。交织脉冲的幅度可以通过反馈波导中的衰减器进行调节。多模波导中的两个高阶模用来进一步提高脉冲重复率。光学采样脉冲被多模MZI调制器调制,调制器两臂集成了“L型”PN结,提高了调制效率。采样后的脉冲由模式和波长解复用器分开,后端再做并行处理。多模调制器可以实现30 Gb/s OOK调制。多波长脉冲使用由双环耦合马赫-增德尔干涉仪（DR-MZI）构成的WDM滤波器分离,该结构具有较高的消光比。模分复用脉冲交织和分离是由非对称定向耦合器构成的模式复用（解复用）器完成。由于同时使用了波长和模式复用技术,因此脉冲重复率可以大幅提高。在实现的集成芯片中,脉冲重复率提高了8倍,这受限于后端WDM滤波器的数量。所有功能模块,包括高速调制器、偏振分束器、旋转器、延迟线以及WDM和MDM器件,都集成到了单个硅光集成芯片中,充分利用了硅光的集成能力。高速采样芯片的成功研制为在单片上实现模数转换提供了基础。论文最后对研究课题做出了总结,针对硅基脉冲交织器提出了未来研究工作展望。
易玮[2]（2020）在《高速相干光通信系统中针对极端场景下偏振损伤的均衡算法研究》文中进行了进一步梳理随着新兴互联网应用的崛起,以及5G建设、物联网发展以及云计算平台搭建、AR/VR视频等应用渗透率在各行各业不断提高等因素的推动下,全球互联网流量的需求持续迅猛增长。面对这样的形势,建立大容量、超高速、长距离以及稳定性能好的高速光纤通信系统已经成为了光纤行业的共识。目前,基于偏分复用（PDM,Polarization Division Multiplexing）系统,高阶调制格式,相干检测以及数字信号处理（DSP,Digital Signal Processing）技术的高速光通信系统已经引起了整个光传输行业的极大关注,并逐渐广泛应用于光传输网络中。但不可否认的是,基于PDM技术的光信号在传输链路中将会受到例如传输损耗,色度色散（CD,Chromatic Dispersion）,偏振效应损伤（偏振相关损耗（PDL,Polarization Dependent Loss）,偏振模色散（PMD,Polarization Mode Dispersion）,偏振态旋转（RSOP,Rotation of State of Polarization））,以及载波相位噪声（CPN,Carrier Phase Noise）和载波频率偏移（CFO,Carrier Frequency Offset）等损伤的影响,使得整个传输系统的性能降低,从而制约了该复用技术的发展。得益于DSP技术的高速发展,集成于相干接收机中,针对于多种损伤的影响,都能对接收的信号实现很好的均衡和补偿。然而,研究发现,在某些极端场景下,例如雷雨天气下,雷电下的强电场与强磁场会在光纤中引发Kerr效应与Faraday效应,进而在雷电周围（范围几百公里）光纤中产生快速变化的双折射,引发光纤中产生大PMD（可达200ps）,以及快速RSOP（可达Mrad/s）,造成接收机失锁,通信中断。其次,考虑到CD损伤需要在补偿偏振效应损伤之前进行均衡,但往往处理后的信号中仍然残留着少量CD（大约300ps/nm）,给后端均衡偏振损伤带来明显的影响。因此,如何实现在极端场景下均衡大PMD以及快速RSOP的同时,还能容忍残余的CD损伤,将是本文的研究重点。本论文围绕高速相干光通信系统中针对极端场景下偏振损伤均衡这一主题,对整个高速相干光通信系统中信号损伤的物理机制进行深入研究,并搭建各类信号损伤具有物理解释性的数学模型,并且针对各类损伤的均衡技术进行更深一步的探究,主要的研究工作如下:（1）介绍了高速PDM相干通信系统的基本原理以及基础架构。进而分析了在相干通信系统中各类损伤的物理机制以及搭建了信号损伤的数学模型。并且搭建了基于相干检测,PDM,DSP技术的PDM-QPSK实验平台以及PDM-16QAM实验平台。（2）以极端场景的损伤物理特性为导向,提出一种基于频域扩展卡尔曼滤波器（EKF,Extended Kalman Filter）的新型算法架构,面对存在残余CD,以及大PMD,高速RSOP的极端损伤环境下,能够实现很好的均衡效果,通过matlab仿真结果验证了方案的可行性。方案创新之处:首先,针对极端损伤环境,存在残余色散（RCD,Residual Chromatic Dispersion）,大 PMD 以及快速 RSOP,简化了信道损伤模型,其次,基于频域Kalman滤波器,建立了联合补偿架构,可以实现在频域对大PMD和RCD进行补偿的同时,在时域对快速RSOP进行跟踪,从而具有一定的RCD容忍度,最终实现快速RSOP,大PMD,RCD的联合补偿。与此同时,我们将所提出的Kalman算法与传统的恒模算法（CMA,Constant Modulus Algorithm）/多模算法（MMA,Multiple Modulus Algorithm）在补偿性能,补偿范围以及稳定性,计算复杂度上进行了比较。仿真结果表明,在28GBaud PDM-QPSK 平台中,当光信噪比（OSNR,Optical Signal-to-Noise Ratio）为15dB时,所提出的频域Kalman算法,可以联合补偿超过200ps的大PMD值以及超过3 Mrad/s的快速RSOP值,并且可以容忍超过±820 ps/nm 的 RCD 值,而在 28GBaud PDM-16QAM 平台中,当 OSNR 为22dB时,所提出的频域Kalman算法,在补偿相同极端偏振损伤同时,依旧可以容忍超过±500 ps/nm的RCD值。并且,所提出的Kalman算法在计算复杂度方面相比于CMA/MMA同样具有优势。
陈明[3]（2014）在《高速光通信全光关键技术研究》文中研究说明互联网流量增速迅猛、用户需求呈现急剧扩大化与多媒体化等态势均对光通信容量、光层功能提出了更高的要求,促使研究者不断寻求技术突破。本文围绕高速光通信中的全光关键技术,结合国家973项目“面向光路交换网络的光纤器件理论与关键技术研究”、国家863计划项目“160Gb/s一泵多纤光传输技术的研究”、国家自然科学基金重点项目“全光波长交换关键技术研究”等,针对光时分复用（OTDM）及解复用技术和传输链路管理、全光时钟提取技术、光延时技术、全光交换等方面进行了深入的理论、仿真及实验研究,取得的主要创新成果如下：1、采用自制的色散渐减光纤和色散位移光纤进行皮秒脉冲压缩,并利用调相方式对受激布里渊散射进行了有效抑制,使入纤功率提高约10dB。利用研制的光时分复用器产生复用信号。采用对称的强色散图谱实现了100km传输链路的色散及色散斜率的精确补偿,同时抑制了信道内非线性损伤。提出了一种基于级联电吸收调制器和时钟提取模块的反馈环结构,同时实现了时钟增强、提取以及解复用。最终实现了160Gb/s OTDM信号100km两小时无误码传输及解复用。提出一种通过设计解复用窗口的匹配光滤波器来提高OTDM信号光谱利用率的方案,与原始40Gb/s OTDM信号相比,光谱利用率提高了约3倍。2、深入研究了基于受激布里渊散射的全光时钟提取技术,建立了数值模型进行结构优化。分析了非等幅及非均匀光时分复用信号引入的时钟分量增强,提出了单路或群路时钟的提取方案,并实现了帧时钟提取。研究多路归零码信号的时钟提取,理论分析并实验验证了两路信号时钟提取的最大频率间隔,在此基础上提出一种布里渊增益带宽的测量方法。提出了基于半导体放大器和啁啾光纤光栅（CFBG）的改进型时钟分量增强结构,利用建立的数值模型进行结构分析及参数优化,实验研究时钟分量增强和提取结构对输入信号恶化程度的容忍度,实现了恶化非归零码（NRZ）信号以及两路NRZ信号的时钟增强并提取。3、设计了一种基于微环谐振腔的集成波导光延时线,深入研究微环数目及微环谐振频率偏差对延时特性的影响,采用一种高效的热光调谐方案,在保证最大延时量的同时能有效提高延时带宽,完成微环光延时线的制备及封装测试,实现延时量从213ps到0ps的连续调节,同时可实现多支路延时量高精度连续可调。4、提出了一种基于CFBG的改进型下路和续传结构,用于实现光层组播的光交叉连接功能,实验表明还可实现波长选择和色散补偿。实现了具有鲁棒性、资源可配置性的实时视频和数据业务的组播。引入了分布式网络管理方案,实现对基于光路交换的全光网络平台的具体功能和业务的支撑与管理。
殷座山[4]（2014）在《基于硅基的全光信号处理器件及技术》文中指出硅基器件在全光信号处理领域具有独特的性能优势而且有望应用在未来全光网络和光子集成回路中。因此,本论文对基于硅基器件的全光信号处理技术进行了深入的研究。论文中研究了基于硅基纳米线波导中FWM效应的全光逻辑门技术。首先利用仿真软件,理论研究了硅基纳米线波导中模式的有效折射率、群折射率和GVD参数随波导参数的的变化规律。研制了厚/宽/长度为340nm/400nm/6.2mm的纳米线波导,测量了其FWM工作带宽和损耗特性,结果表明器件在C-band内的FWM转化效率没有明显的变化,同时根据理论仿真结果选取了GVD参数相对较小、FWM转化效率较高的TMoo模进行逻辑操作。首次在研制的硅基纳米线波导上利用FWM效应实现了40GBaud QPSK信号的全光逻辑异或门操作,逻辑门信号的眼图清晰张开,但误码率在10-6处出现曲线台阶。分析表明其主要原因是高功率下器件的非线性损耗对逻辑门信号的OSNR造成了恶化,及XPM效应引起的非线性相位噪声。论文中设计并研制了基于硅基MMI耦合器的1310/1550nm的分波器。利用软件详细仿真了器件的各项参数对器件性能的影响,实验上详细测试了器件的性能。测试结果表明,两种参数的器件在1320nm和1570nm附近可以实现小于-15dB的串扰。在对测试结果与理论仿真之间的差别进行了详细分析的基础上,提出了器件设计进一步优化的方案。最后介绍了微纳光子器件测试平台-高精度六维可调耦合对准系统的搭建工作以及系统自动耦合对准功能的实现方式。论文中研究了基于HNLF的全光信号处理技术。首先仿真研究了基于HNLF中XPM效应实现的可重构全光逻辑门的性能,信号速率为10Gbps,仿真结果指出该方案中XOR门的性能明显差于其他逻辑门,与实验结果一致。优化信号光波长和HNLF长度后结果显示,C-band范围内两路信号的波长间隔不小于5nm的情况下均可以实现无误码操作。利用双平行调制器实现了宽度为3.6ps、占空比为2.88%的Sinc-Nyquist光脉冲的产生,并利用HNLF的脉冲非线性处理技术,通过非线性效应将脉冲的光谱展宽（增加光频梳的根数）同时压缩脉冲的时域脉宽；最后利用硅基纳米线波导中FWM效应实现了脉冲频谱的展宽和时域的压缩。
韩宝彬[5]（2010）在《量子光纤信道和相关技术研究》文中研究说明如何安全的传输数据是目前通信系统面临的难题,而现有的加密系统却只能提供有条件的安全。量子通信的出现改变了这一局面。量子密钥分发的安全性由量子力学基本定律保证从而具有无条件安全的优点。但光纤信道中传输的光子偏振态的随机改变或是附加相移导致量子密钥分发产生大量误码。论文从两个方面进行研究：光纤的传输特性和偏振控制技术。首先研究了光纤信道特性对相位编码和偏振编码的影响,然后提出了几种偏振控制方案。得到如下结果：1、建立了BB84密钥分发模型并仿真了系统传输效率、暗电流误码和通信距离的关系,分析表明忽略暗电流数误码并不影响信道特性分析从而在此基础上建立了光纤信道相位编码和偏振编码两种密钥分发系统的信道模型。2、利用双折射影响下的相位差模型对偏振编码BB84进行了分析仿真,结果表明在铺设光纤时应尽量避免小曲率的弯曲,另外应力双折射对单光子的影响甚于纤芯椭圆度。建立了偏振模色散影响下的量子比特误码率模型并进行数值分析,结果表明偏振模色散的存在会导致误判。建立了磁光效应作用下的误码率模型并进行仿真分析,表明磁光效应对偏振方向的旋转导致量子比特到达错误的探测器并最终引起误码甚至使系统不能工作。3、建立了温度变化时的双不等臂M-Z干涉仪误码模型并进行数值分析,结果表明温度的变化会引起误判概率的波动。分析了横向压力对双不等臂M-Z干涉仪密钥分发的影响,结果表明横向压力的存在仅仅会使双不等臂M-Z干涉仪密钥分发效率下降。针对法拉第旋转镜的时分复用干涉仪方案,建立了磁场作用和法拉第旋转镜的时分复用干涉仪密码分发系统的关系模型,结果表明磁场的干扰可能会使法拉第旋转镜时分复用干涉仪系统无法正常工作。而对Sangac方案的理论分析则表明该方案不会受到环境因素慢变的影响。4、针对偏振编码方案,提出一种自动偏振控制补偿方案,分析结果证明该方案可以抵消双折射对偏振态的影响,但会使系统传输效率下降。
陈颖[6]（2010）在《大容量光纤通信系统中PMD理论与补偿控制算法的研究》文中研究表明在高速光纤通信系统中,随时间随机变化的偏振模色散（Polarization mode dispersion PMD）是限制系统比特速率和传输距离的重要因素之一。作为当前PMD问题理想的解决方式,动态补偿的技术与应用前景极为广阔,PMD补偿技术及相关理论的研究已经成为当前光纤通信领域的研究热点之一。本课题的研究工作主要包括以下几方面:分析光纤中PMD现象的实质,由单模光纤中光传输的基本方程出发,得出描述PMD效应的非线性Schr?ndinger方程;在斯托克斯空间中,推导了一阶、二阶和更高阶PMD矢量模型,并由此分析PMD所引起的脉冲展宽,在多种情况下进行讨论,得到简化模型。通过输入光脉冲信号的自相关函数建立起差分群时延（Differential group delay DGD）与偏振度（Degree of polarization DOP）的关系模型。针对PMD在线监测的问题,采用偏振扰动和正交偏振分束探测来实现,采用差动式测量方案的设计来提高DOP测量的灵敏度,通过对比电域补偿、光域补偿和光电混合补偿三大PMD补偿方案,选取偏振控制器（Polarization controller PC）加可变（或固定）时延线的光域补偿方案来设计PMD补偿单元。在PMD补偿系统搜索算法的设计中,将原标准粒子群优化（Particle swarm optimization PSO）算法进行了改进,通过动态改变惯性权重,用影响算法性能的两个主要因素——粒子聚集度和全局最优值变化的速度来构建惯性权重调整的策略,同时在PSO算法中引入免疫克隆原理来保持种群的多样性,从而提高了算法的全局搜索能力而不至于陷入局部最优解。通过算法测试可以发现,改进PSO的全局寻优能力明显优于原标准PSO算法。为了在多维空间中准确、快速、实时地跟踪最佳补偿点的随机变化,在跟踪算法的设计中,采用局部搜索算法——改进的单纯形法（Simplex method SM）对PMD的微小变化进行局部精细搜索。在反射操作中,除了基于最差点和剩下点的重心进行反射操作外,还加上了剔除最好点,并基于最好点和剩下点的重心进行反射操作,从以上两个反射方向上选择一个有利的方向进行反射和扩张,从而使迭代运算过程很快地逼近极值点;用单纯形映射操作代替原有的顶点代换操作,从而可使单纯形在迭代过程中不发生退化现象。在跟踪算法设计的基础上,提出基于改进SM与改进PSO算法的串行算法作为反馈控制算法的总体设计方案。整个算法由IC-PSO算法、改进SM和个体迁移操作三部分组成,通过设置适当的个体迁移条件,改进的SM利用IC-PSO算法跳出局部最优,IC-PSO算法依靠改进的SM迅速找到问题的最优解,从而做到广度探索和深度开发的均衡。通过搭建以DOP为反馈控制信号的PMD自适应补偿系统,将本文所提出的搜索算法和跟踪算法作为补偿系统的反馈控制算法,对DOP进行寻优,调整光纤时延线和PC的波片使得DOP不断趋近全局最优值,并根据PMD的随机波动情况对补偿单元进行动态调整,将基于改进SM和改进PSO的串行算法应用于实验获得了良好的效果,搜索算法的响应时间约为71 ms,跟踪算法的信号恢复时间小于12 ms。实验证明,该反馈控制算法具有很好的抗噪声能力,且能够有效避开局部最大值,找到全局最佳补偿点。由眼图和误码率（Bit error rate BER）的监测统计结果,可以发现,通过反馈控制算法对DOP的寻优,系统的PMD大大降低,信号传输质量明显改善,BER最低可达3.59e-16,达到了动态自适应PMD补偿的要求。
段亚飞[7]（2009）在《160Gbit/s光时分复用传输技术相关研究》文中指出高速长距离光纤通信系统,特别是160Gbit/s超高速系统在传输容量和距离得到增加的同时,面临着光信噪比的降低、偏振模色散、非线性和色散的综合效应等日益突出的问题,这些问题成为影响系统传输性能的主要因素。本论文主要结合导师李唐军教授主持的国家863项目“160Gbit/s一泵多纤光传输技术的研究”（2007AA01Z258）对这些影响因素进行了相关研究。全光放大器的应用使损耗不再成为限制光通信传输的主要因素,但面对超高速长距离传输,笔者认为还是有必要考虑损耗,特别是偏振效应引起的偏振依赖损耗。本文分析了系统光纤链路损耗、器件损耗和偏振依赖损耗,并提出了EDFA的位置优化管理和系统的损耗抑制方案。在160Gbit/s光时分复用传输系统中,研究PMD理论、PMD监测、PMD补偿等问题;对偏振扰偏器、PMD补偿器、时延线等器件进行了分析。进行了光纤PMD、器件PMD和偏振扰偏相关实验,并分析实验结果,为PMD补偿提供相关基础研究。研究抑制PMD的方法,力求实现高速、简单、实用的PMD补偿技术。在系统中加入PMD仿真器,探讨动态PMD补偿方案。通过Optisystem仿真,分析非线性对高速传输系统的影响。对仿真结果进行分析,发现非线性与传输光纤类型、码型、入纤功率、传输速率、色散等因素有密切关系。色散管理技术可以利用优化的色散分布来避免色散影响,同时抑制非线性,从而有效提高系统性能,是提高长距离光通信质量的有效途径。研究高速长距离光纤通信中的色散管理技术,提出可行的色散管理方案,实现高速光时分复用系统100公里色散、色散斜率补偿。系统采取的色散补偿方案是“90km普通单模光纤+10km色散补偿光纤”,很好地实现了系统色散和色散斜率补偿。从补偿的效果来看,实现了无误码传输。
赵乃峰[8]（2009）在《基于微结构光纤的全光功能器件研究》文中指出本论文工作是围绕以下项目展开的：以任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”（项目编号：2003CB314900）；国家863计划项目“光子晶体光纤及器件的研制与开发”（项目编号：2007AA03Z447）；教育部科学技术重大研究项目“基于微结构光纤的新一代光通信器件及系统”（项目编号：104046）和教育部“高等学校学科创新引智计划”（简称“111计划”）（项目编号：B07005）。微结构光纤（Microstructured Fibers, MFs）以其特殊的色散、非线性特性向人们展示了一个充满想象的应用前景。近年来,关于微结构光纤的设计、制造以及应用已成为研究热点。同时,随着全光通信概念的提出,基于全光的中继再生、信息处理、波长变换、码型变换以及色散补偿等已经成为全光通信的核心技术。本文的主要内容就是围绕利用微结构光纤的优异特性来完成全光通信中的几个核心技术展开的。微结构光纤中微米量级的可控结构使得基于微结构光纤的全光功能器件在高度集成中占有极大优势。本论文的主要工作有以下几个方面：1.全面研究了微结构光纤（MFs）的损耗、色散、偏振、非线性等特性,与单模光纤的耦合、熔接,以及微结构光纤的分类和分析方法2.实验完成了基于MF中自相位调制（SPM）效应的全光2R再生。对10Gb/s的脉冲光信号进行了高质量的全光再生,信号消光比从3.0dB提高到12.0dB,峰值抖动从0.8降低到0.05。同时实验研究了一路光信号向20nm波长范围的光组播。此外还设计了两种分别基于概率运算原理和光折变效应的全光时钟提取方案,这两种方案都可以克服大随机时延抖动。3.实验研究了基于MF的全光NOLM型光开关,该开关消光比达到21.3dB,开关速率达到10Gb/s,插入损耗为4.7dB。4.实验验证了基于MF中的超连续谱的DWDM光源的可行性。对于1525nm到1575nm范围内,几十个特定波长分别滤波,得到良好的光源信号。在1562nm处,调节滤波带宽,观察到了信号从脉冲向连续信号的演变过程。5.完成了基于四波混频（FWM）效应的全光波长变换实验,转换带宽为1558nm-1574nm,转换效率在-19.8dB到-28.7dB之间。完成了基于MF中的四波混频（FWM）的全光波长变换和码型转换实验,将波长为1550.1nm、传输速率为10Gb/s的NRZ光信号成功转换成了波长为1561nnm的RZ光信号。分析了WDM信号向OTDM信号的变换,理论上推导出了WDM+OTDM复用方案中的波长利用率限制。6.实验上完成了基于MF中的SPM效应的四进制信号向二进制信号的全光转换。将10Gb/s的四进制光信号转换为20Gb/s的二进制信号,转换信号的消光比约3.2dB。7.与他人合作,完成了基于微结构光纤的宽带色散补偿。对优选的MF进行了色散测量,测量结果表明：在120nm（1520nm-1640nm）范围内,该光纤可补偿其自身长度70倍的标准单模光纤,残余色散率在-2%-6%之间。完成了44nm （1523nm-1567nm）范围内的多处光信号的色散补偿实验。
周会丽[9]（2009）在《色散平坦微结构光纤及器件的理论与实验研究》文中进行了进一步梳理本论文工作是围绕以下项目展开的:以任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”（项目编号:2003CB314900）;教育部科学技术重大研究项目“基于微结构光纤的新一代光通信器件及系统”（项目编号:104046）。微结构光纤（Micorstructured Fiber:MSF）的研制成功,是光纤技术领域最新的进展之一,其研究受到了全世界众多研究人员极大的关注。微结构光纤在中心处引入了缺陷作为芯区,而周围排列着许多沿光纤长度方向延伸的空气孔,通过改变空气孔的尺寸和排列方式,可以灵活地控制光纤的传输特性。光纤中微结构的使用为光纤在各个领域的应用打开了新局面,事实上,每个应用领域也是利用了微结构光纤中微结构所赋予的优良特性。微结构光纤为光电子器件的设计提供了新的平台,并展示了许多新的功能。它在通信、非线性光学、传感和光纤器件等许多领域中有广阔的应用前景。本论文主要对色散平坦微结构光纤及相关通信光电子技术进行了理论和实验研究,主要研究内容和创新点如下:1、采用波束传播法（Beam Propagation Method:BPM）,利用商用RSoft软件的BeamPROP模块,结合Matlab辅助设计光纤端面,仿真设计了一种高非线性、色散平坦的微结构光纤。该光纤具有三层不同的空气孔直径,调节各结构参量得到相对最佳的色散和非线性值,在1500nm到1600nm的100nm波长范围内,非线性系数在19.7W-1km-1～22.6W-1km-1之间变化,色散值在-1.2ps/（nm·km）～-2.4ps/（nm·km）之间。2、分析光纤中影响超连续谱的因素,利用上述设计的高非线性、色散平坦的微结构光纤,模拟了超连续谱产生的情况。在入射脉冲宽度为0.5ps、中心波长为1550nm、入射脉冲峰值功率为27.5dBm、光纤长度为0.5km条件下,在1550nm波段产生了谱宽约为96nm的平坦的超连续谱。为了分析色散及非线性系数对超连续谱产生的影响,利用具有不同端面结构的光纤,模拟了超连续谱产生的情况,验证了小色散可以提高超连续谱的平坦度和宽度。3、与人合作,完成了利用色散平坦微结构光纤实现全光波长变换的实验。采用长度为30m、具有小的反常色散值的高非线性色散平坦微结构光纤对10Gbit/s的信号进行了全光波长变换,当平均泵浦功率为26dBm时,在20nm转换带宽内得到了-19.5dB的转换效率;进而在理论和实验上,对具有小负色散值和小正色散值的两种不同的微结构光纤进行转换带宽和转换效率的分析比较,结果表明:利用两种具有不同色散的光纤得到了几乎相同的转换效率和转换带宽。4、基于色散平坦微结构光纤中的四波混频效应,与人合作完成了全光波长变换的实验,同时实现了10Gbit/s的信号由NRZ码到RZ码的码型变换。
李倩[10]（2008）在《FPGA用于160Gb/s高速光纤通信系统中PMD补偿的研究》文中指出偏振模色散（PMD）是限制光通信系统向高速率和大容量扩展的主要障碍,尤其是160Gb/s光传输系统中,由PMD引起的脉冲畸变现象更加严重。为了克服PMD带来的危害,国内外已经开始了对PMD补偿的研究。但是目前的补偿系统复杂、成本高且补偿效果不理想,因此采用前向纠错（FEC）和偏振扰偏器配合抑制PMD的方法,可以实现低成本的PMD补偿。在实验中将扰偏器连入光时分复用系统,通过观察其工作前后的脉冲波形,发现扰偏器的应用改善了系统的性能。随着系统速率的提高,对扰偏器速率的要求也随之提高,目前市场上扰偏器的速率无法满足160Gb/s光传输系统要求。通过对偏振扰偏器原理的分析,决定采用高速控制电路驱动偏振控制器的方法来实现高速扰偏器的设计。扰偏器采用铌酸锂偏振控制器,其响应时间小于100ns,是目前偏振控制器能够达到的最高速率,但是将其用于160Gb/s高速光通信系统扰偏时,这个速率仍然偏低,因此,提出采用多段铌酸锂晶体并行扰偏的方法,弥补铌酸锂偏振控制器速率低的问题。通过对几种处理器的分析和比较,选择DSP+FPGA作为控制端,DSP芯片用于产生随机数据,FPGA芯片具有丰富的I/O引脚,工作频率高,可以实现大量数据的快速并行输出。这样的方案可以充分发挥DSP和FPGA各自的优势。另外对数模转换芯片也要求响应速度快,本论文以FPGA为核心,完成了FPGA与其它芯片的接口电路设计。在QuartusⅡ集成环境中进行FPGA的开发,使用VHDL语言和原理图输入法进行电路设计。本文设计的偏振扰偏器在高速控制电路的驱动下,可以实现大量的数据处理,采用多段铌酸锂晶体并行工作的方法,可以提高偏振扰偏器的速率。利用本方案制作的扰偏器具有高扰偏速率,适合应用于160Gb/s光通信系统中进行PMD补偿。
二、Compensating Large PMD by Four Free degrees in an OTDM System（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Compensating Large PMD by Four Free degrees in an OTDM System（论文提纲范文）
（1）基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基集成光电子器件 |
| 1.2 集成光延迟芯片 |
| 1.2.1 集成光延迟芯片的背景与应用 |
| 1.2.2 集成光延迟芯片的实施方法 |
| 1.2.3 集成光延迟芯片的研究现状 |
| 1.3 时间交替高重频脉冲生成器 |
| 1.3.1 高频脉冲的应用 |
| 1.3.2 时间交织高重频脉冲生成器的研究现状 |
| 1.3.3 时间交织高重频脉冲生成器的面临问题 |
| 1.4 本论文结构安排及主要内容 |
| 第二章 基于延迟线结构的硅基波长-模式脉冲交织核心元件设计 |
| 2.1 硅基光延迟线 |
| 2.1.1 硅基光波导 |
| 2.1.2 移相器和可调衰减器的设计 |
| 2.1.3 光延迟芯片架构设计 |
| 2.1.4 光延迟芯片分析与讨论 |
| 2.2 波长与模式复用器件 |
| 2.2.1 波分复用器件 |
| 2.2.2 模分复用器件 |
| 2.3 基于延迟线的脉冲波长-模式复用器模型与仿真 |
| 2.3.1 脉冲复用分立模型的仿真 |
| 2.3.2 脉冲复用整体模型的仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大范围连续可调超薄硅波导光延迟线 |
| 3.1 延迟线的设计 |
| 3.2 实验验证 |
| 3.2.1 单级和双级MZI开关的比较 |
| 3.2.2 光延迟特性 |
| 3.2.3 OTDM和 QAWG实验 |
| 3.3 进一步提升光延迟芯片性能的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硅基波长-模式脉冲交织器 |
| 4.1 波长-模式脉冲交织器 |
| 4.1.1 脉冲交织器的设计 |
| 4.1.2 不同参数对脉冲交织模型的影响 |
| 4.2 实验验证 |
| 4.2.1 波长脉冲交织器 |
| 4.2.2 波长-模式脉冲交织器 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 硅基波长-模式脉冲交织高速光采样 |
| 5.1 波长-模式脉冲交织光学采样架构 |
| 5.1.1 整体架构 |
| 5.1.2 核心组件的设计 |
| 5.2 实验验证 |
| 5.2.1 波分脉冲交织器 |
| 5.2.2 WDM带通滤波器组 |
| 5.2.3 多模EO调制器 |
| 5.3 总体性能评估 |
| 5.4 脉冲交织器的应用前景讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 符号与标记 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（2）高速相干光通信系统中针对极端场景下偏振损伤的均衡算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速相干光通信系统的前景与发展 |
| 1.2 高速相干光通信系统信号损伤补偿的目的及意义 |
| 1.3 高速相干光通信系统中极端信号损伤补偿的研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 高速偏分复用相干光通信系统基础理论 |
| 2.1 高速偏分复用系统基本原理与结构 |
| 2.2 高速相干光通信系统的基础架构 |
| 2.2.1 发射端 |
| 2.2.2 接收端 |
| 2.3 信号损伤模型 |
| 2.3.1 光纤损耗 |
| 2.3.2 色散 |
| 2.3.3 偏振效应相关损伤 |
| 2.3.4 载波相位噪声和载波频率偏移 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光纤信号损伤均衡技术概览 |
| 3.1 DSP模块单元算法流程 |
| 3.2 信号损伤均衡算法 |
| 3.2.1 色度色散补偿 |
| 3.2.2 偏振解复用 |
| 3.2.3 载波频偏估计 |
| 3.2.4 载波相位恢复 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于卡尔曼滤波器的极端损伤均衡算法研究 |
| 4.1 极端损伤物理场景概述 |
| 4.2 EKF滤波算法基础理论 |
| 4.3 基于EKF的极端信号损伤均衡算法的设计 |
| 4.3.1 信道模型与损伤补偿模型 |
| 4.3.2 联合补偿结构与Kalman算法流程 |
| 4.4 算法性能比较与分析 |
| 4.4.1 仿真平台以及系统配置 |
| 4.4.2 性能比较与分析 |
| 4.4.3 计算复杂度比较与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 下一步工作计划 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）高速光通信全光关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高速光时分复用技术 |
| 1.2.1 光时分复用技术的发展 |
| 1.2.2 关键技术研究进展 |
| 1.3 全光时钟提取技术的研究现状 |
| 1.4 光延时技术的研究进展 |
| 1.5 全光交换的研究背景及现状 |
| 1.6 本论文的主要内容和研究成果 |
| 2 高速光时分复用系统的实现及优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超短脉冲的产生及压缩 |
| 2.3 160 Gb/s OTDM信号的生成 |
| 2.4 100 km伪线性传输链路 |
| 2.5 高速OTDM信号的解复用 |
| 2.6 实验结果与讨论 |
| 2.7 基于光滤波器提高OTDM光谱利用率 |
| 2.8 小结 |
| 3 全光时钟提取技术的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于受激布里渊散射的时钟提取技术 |
| 3.2.1 时钟提取原理 |
| 3.2.2 时钟提取结构分析 |
| 3.2.3 数值模型及参数优化 |
| 3.2.4 时钟提取实验 |
| 3.3 高速光时分复用信号的单路/群路时钟提取 |
| 3.3.1 幅度差异引入的时钟分量增强 |
| 3.3.2 时延差异引入的时钟分量增强 |
| 3.3.3 时钟分量提取分析 |
| 3.3.4 时钟分量提取实验 |
| 3.4 多路RZ信号的全光时钟提取 |
| 3.4.1 频率间隔分析 |
| 3.4.2 路RZ信号的全光时钟提取实验 |
| 3.5 NRZ信号的全光时钟恢复 |
| 3.5.1 基于SOA和CFBG的时钟增强结构 |
| 3.5.2 数值模型及参数优化 |
| 3.5.3 单路/多路NRZ信号时钟恢复实验研究及分析 |
| 3.6 小结 |
| 4 微环谐振腔光延时线 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微环谐振腔光延时线基本结构及理论模型 |
| 4.2.1 微环谐振腔光延时线结构及分类 |
| 4.2.2 微环谐振腔光延时线的理论模型 |
| 4.3 微环谐振腔光延时芯片设计 |
| 4.4 集成波导光延时芯片的制备及测试 |
| 4.5 小结 |
| 5 新型光路交换网光层组播业务实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型光路交换网络的构建及基本功能 |
| 5.2.1 网络基本结构 |
| 5.2.2 波长分配及业务 |
| 5.2.3 网络管理 |
| 5.3 基于光纤光栅波长路由的光层组播 |
| 5.3.1 基于改进型DaC结构的光层组播方案 |
| 5.3.2 网络中光层组播的具体实现 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要研究成果 |
| 6.2 下一步拟开展的研究工作 |
| 参考文献 |
| 缩写词索引 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于硅基的全光信号处理器件及技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基光子学简介 |
| 1.1.1 产生背景 |
| 1.1.2 SOI材料及其性能优势 |
| 1.2 几种重要硅基器件 |
| 1.2.1 硅基调制器 |
| 1.2.2 硅基光源 |
| 1.2.3 硅基探测器 |
| 1.2.4 几种重要的硅基无源器件 |
| 1.3 基于硅基器件的全光信号处理技术 |
| 1.3.1 全光信号处理技术简介 |
| 1.3.2 不同非线性器件的性能比较 |
| 1.3.3 研究现状 |
| 1.4 本论文的主要工作内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于硅基纳米线波导的全光逻辑门技术研究 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 波导的理论模型 |
| 2.3 波导的模式、色散、损耗特性 |
| 2.3.1 模式特性 |
| 2.3.2 色散特性 |
| 2.3.3 损耗特性 |
| 2.4 基于FWM效应实现40GBaud QPSK信号的全光逻辑门技术 |
| 2.4.1 器件特性 |
| 2.4.2 工作原理 |
| 2.4.3 实验装置 |
| 2.4.4 结果分析与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于硅基MMI器件的1310/1550nm分波器研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 多模干涉耦合器的原理 |
| 3.2.1 自映像原理 |
| 3.2.2 MMI器件的主要性能指标 |
| 3.3 基于硅基MMI器件的新型1310/1550nm分波器 |
| 3.3.1 分波原理 |
| 3.3.2 器件设计 |
| 3.3.3 测试结果与分析 |
| 3.3.4 进一步优化 |
| 3.4 测试平台搭建及自动耦合对准系统实现 |
| 3.4.1 测试平台搭建 |
| 3.4.2 自动耦合对准系统实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于高非线性光纤的全光信号处理技术 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 基于HNLF中XPM效应实现可重构全光逻辑门技术的理论研究 |
| 4.2.1 基于HNLF中XPM效应实现可重构全光逻辑门的原理 |
| 4.2.2 建立基于Optisystem软件的理论仿真平台 |
| 4.2.3 信号光波长适用性研究 |
| 4.2.4 HNLF长度选择研究 |
| 4.3 Sinc-奈奎斯特脉冲基于HNLF中非线性效应的处理 |
| 4.3.1 基于DPMZM的Sinc-Nyquist脉冲产生技术研究 |
| 4.3.2 Sinc-Nyquist脉冲基于HNLF的非线性处理 |
| 4.3.3 基于硅基纳米线波导中FWM效应实现频谱展宽和脉冲压缩 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 进一步工作展望 |
| 缩略词汇 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文目录 |
（5）量子光纤信道和相关技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 现有加密系统及其面临的挑战 |
| 1.1.1 密码发展简史 |
| 1.1.2 现有加密系统及面临的挑战 |
| 1.2 量子密码术概况及国内外现状 |
| 1.2.1 量子密码术 |
| 1.2.2 量子密码术发展概况 |
| 1.2.3 量子密钥分发系统面临的难题 |
| 1.3 主要研究内容和章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容和成果 |
| 1.3.2 研究内容及章节安排 |
| 第二章 量子密钥分发系统和量子信道 |
| 2.1 量子密钥分发系统 |
| 2.1.1 量子比特和量子测量 |
| 2.1.2 BB84密钥分发系统模型 |
| 2.2 量子光纤信道分析 |
| 2.2.1 量子信道简介 |
| 2.2.2 单模光纤和偏振效应 |
| 2.2.3 光纤传输模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 偏振编码技术研究 |
| 3.1 偏振编码方案 |
| 3.1.1 偏振编码BB84方案 |
| 3.1.2 POVM测量基 |
| 3.2 量子光纤信道 |
| 3.2.1 纤芯不圆度及弯曲对偏振编码的影响 |
| 3.2.2 应力线形双折射 |
| 3.2.3 磁光效应引起偏振态慢变的其它因素 |
| 3.3 实际光纤信道对BB84影响仿真 |
| 3.3.1 仿真流程介绍 |
| 3.3.2 仿真结果 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 相位编码技术研究 |
| 4.1 扩展Mach-Zehnder干涉仪的相位编码 |
| 4.1.1 扩展Mach-Zehnder干涉仪方案 |
| 4.1.2 性能分析 |
| 4.2 双不等臂M-Z干涉仪的系统 |
| 4.2.1 双不等臂M-Z干涉仪密钥分发模型 |
| 4.2.2 性能分析 |
| 4.3 法拉第旋转镜时分复用干涉仪方案分析 |
| 4.3.1 法拉第旋转镜的时分复用干涉仪模型 |
| 4.3.2 性能分析 |
| 4.4 Sangac干涉仪方案分析 |
| 4.4.1 Sangac干涉仪方案 |
| 4.4.2 性能分析 |
| 4.5 小节 |
| 第五章 偏振控制技术研究 |
| 5.1 偏振控制技术的重要性 |
| 5.2 偏振控制技术 |
| 5.2.1 后向偏振控制技术 |
| 5.2.2 主动偏振控制技术 |
| 5.2.3 自动偏振控制技术 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的成果 |
（6）大容量光纤通信系统中PMD理论与补偿控制算法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.1 光纤通信技术的发展与意义 |
| 1.1.2 大容量光纤通信系统信号传输中存在的主要问题 |
| 1.1.3 PMD对系统信号的影响 |
| 1.1.4 群智能思想的引入 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PMD补偿的研究现状 |
| 1.2.2 群体智能的研究现状 |
| 1.2.3 PSO算法的研究现状 |
| 1.3 PMD补偿的关键技术与实现 |
| 1.3.1 PMD补偿单元 |
| 1.3.2 PMD在线监测 |
| 1.3.3 优化补偿控制算法设计 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 PMD基础理论及相关补偿技术 |
| 2.1 单模光纤中光传输的基本方程 |
| 2.2 单模光纤中的双折射与偏振模耦合 |
| 2.2.1 单模光纤中的双折射 |
| 2.2.2 偏振模耦合 |
| 2.3 偏振态的描述 |
| 2.3.1 琼斯矢量法 |
| 2.3.2 邦加球法 |
| 2.4 PMD的定义 |
| 2.4.1 PSP和本征偏振模 |
| 2.4.2 描述PMD效应的非线性Schr(o|¨)ndinger方程 |
| 2.4.3 PMD矢量模型 |
| 2.4.4 PMD所导致的脉冲展宽的数学描述 |
| 2.4.5 一阶，二阶和三阶PMD导致的脉冲展宽 |
| 2.4.6 考虑一阶和二阶PMD时的PMD补偿问题 |
| 2.4.7 考虑二阶和三阶PMD效应时的PMD补偿问题 |
| 2.5 DOP与DGD(△τ)的关系推导 |
| 2.6 PMD补偿相关技术 |
| 2.6.1 PMD的典型监测方法 |
| 2.6.2 PMD的典型补偿方案 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 PMD补偿系统中搜索算法的研究 |
| 3.1 PSO算法 |
| 3.1.1 算法的提出 |
| 3.1.2 PSO算法的主要研究方向 |
| 3.1.3 PSO算法面临的难题 |
| 3.2 标准PSO算法模型的建立 |
| 3.3 动态改变惯性权重 |
| 3.3.1 线性调整惯性权重 |
| 3.3.2 动态改变惯性权重 |
| 3.3.3 动态改变惯性权重的PSO算法流程 |
| 3.4 基于免疫克隆原理的改进PSO算法 |
| 3.4.1 免疫机制 |
| 3.4.2 免疫克隆原理 |
| 3.4.3 免疫机制与基本PSO算法的结合 |
| 3.4.4 基于IC原理的改进PSO算法 |
| 3.4.5 IC-PSO算法收敛性分析 |
| 3.5 搜索算法设计 |
| 3.6 实验研究 |
| 3.6.1 算法全局收敛性及迭代次数测试 |
| 3.6.2 多维性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 PMD补偿中跟踪算法及反馈控制算法的研究 |
| 4.1 SM基本原理 |
| 4.2 改进SM的研究 |
| 4.2.1 算法设计 |
| 4.2.2 算法测试 |
| 4.3 补偿控制算法设计 |
| 4.3.1 设计思路 |
| 4.3.2 算法收敛性证明 |
| 4.3.3 目标函数的建立 |
| 4.3.4 算法流程 |
| 4.3.5 算法测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 补偿系统总体设计与算法优化补偿实验研究 |
| 5.1 DOP在线监测方法 |
| 5.2 补偿器设计 |
| 5.2.1 铌酸锂偏振控制器的工作原理 |
| 5.2.2 固定时延线和可变时延线 |
| 5.3 反馈控制信号提取电路 |
| 5.4 补偿系统整体设计方案 |
| 5.4.1 补偿系统设计 |
| 5.4.2 反馈控制算法设计 |
| 5.5 实验结果及分析 |
| 5.5.1 算法搜索结果及性能分析 |
| 5.5.2 搜索算法和跟踪算法在线性能监测 |
| 5.5.3 PMD补偿结果分析 |
| 5.5.4 PMD补偿系统性能分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结 论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）160Gbit/s光时分复用传输技术相关研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 概论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光时分复用(OTDM)技术 |
| 1.2.1 OTDM技术原理 |
| 1.2.2 OTDM系统特点 |
| 1.2.3 OTDM国内外研究进展 |
| 1.3 160Gbit/s OTDM可行性传输 |
| 1.3.1 光发射部分 |
| 1.3.2 光传输部分 |
| 1.3.3 光接收部分 |
| 1.4 本论文的组成和主要工作 |
| 2 160Gbit/s OTDM损耗研究 |
| 2.1 损耗的基本理论 |
| 2.1.1 光纤损耗数学模型 |
| 2.1.2 光纤损耗和器件损耗 |
| 2.1.3 偏振相关损耗(PDL) |
| 2.2 抑制系统损耗分析 |
| 2.2.1 掺铒光纤放大器(EDFA) |
| 2.2.2 系统损耗解决方案 |
| 2.3 结论分析 |
| 3 160Gbit/s OTDM偏振模色散研究 |
| 3.1 偏振模色散理论研究 |
| 3.1.1 高速OTDM系统中研究PMD的重要性 |
| 3.1.2 PMD的引出 |
| 3.1.3 PMD测量原理与方法 |
| 3.2 OTDM系统中PMD补偿技术 |
| 3.2.1 PMD补偿原理 |
| 3.2.2 PMD补偿技术介绍 |
| 3.3 系统PMD实验相关研究 |
| 3.3.1 光纤PMD实验研究 |
| 3.3.2 器件PMD实验研究 |
| 3.3.3 振扰偏实验研究 |
| 3.4 自适应动态补偿研究 |
| 3.4.1 DOP在线监测 |
| 3.4.2 PMD补偿单元 |
| 3.4.3 自适应动态补偿方案 |
| 3.5 结论分析 |
| 4 160Gbit/s OTDM色散管理研究 |
| 4.1 色散管理的重要性 |
| 4.2 非线性的相关影响 |
| 4.2.1 光信号的非线性传播方程 |
| 4.2.2 自相位调制(SPM) |
| 4.2.3 交叉相位调制(XPM) |
| 4.2.4 四波混频(FWM) |
| 4.3 色散的影响 |
| 4.3.1 色散对系统影响的体现 |
| 4.3.2 色度色散理论 |
| 4.3.3 色散补偿方案研究 |
| 4.4 系统的色散管理方案 |
| 4.4.1 系统色散管理方案设计 |
| 4.4.2 160Gbit/s系统DCF补偿 |
| 4.4.3 色散管理技术中RZ码型研究 |
| 4.5 结论分析 |
| 5 结束语 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于微结构光纤的全光功能器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 论文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 微结构光纤概述 |
| 2.1 微结构光纤的分类 |
| 2.2 微结构光纤的分析理论 |
| 2.3 微结构光纤与单模光纤的耦合 |
| 2.4 微结构光纤与单模光纤的熔接 |
| 2.5 微结构光纤的损耗 |
| 2.6 微结构光纤的色散 |
| 2.7 微结构光纤的非线性 |
| 2.8 微结构光纤的偏振 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于微结构光纤的全光再生研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于MF中的SPM效应的全光2R再生 |
| 3.2.1 全光再生原理和仿真结果 |
| 3.2.2 试验装置 |
| 3.2.3 模拟长途传输损伤脉冲光信号的产生 |
| 3.2.4 基于SPM的全光2R再生的消光比提高性能分析 |
| 3.2.5 基于SPM的2R全光再生的峰值均衡性能分析 |
| 3.2.6 基于MF中的SPM效应的光组播技术 |
| 3.3 基于MF-NOLM中的XPM效应的全光信号处理 |
| 3.3.1 基于MF-NOLM致开关效应的原理 |
| 3.3.2 基于MF-NOLM的全光开关 |
| 3.3.3 基于MF-NOLM的多路光再生方案 |
| 3.4 全光时钟提取技术 |
| 3.4.1 随机时延抖动对光信号质量的干扰 |
| 3.4.2 无随机时延抖动条件下的全光时钟提取技术 |
| 3.4.3 基于混码思想的大随机时延抖动克服方案 |
| 3.4.4 基于光折变效应的大随机时延抖动克服方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于超连续谱的DWDM光源的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超连续谱的相关理论 |
| 4.2.1 产生超连续谱的激光光源 |
| 4.2.2 影响光纤中超连续谱产生的非线性过程 |
| 4.3 超连续谱光源和产生平坦超连续谱的条件 |
| 4.3.1 超连续谱光源的需求 |
| 4.3.2 微结构光纤中平坦超连续谱产生的条件 |
| 4.4 超连续谱光源的实现 |
| 4.4.1 超连续谱宽带滤波的多路脉冲光源 |
| 4.4.2 超连续谱窄带滤波CW光源以及加载信息实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于微结构光纤的码型变换和波长变换 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于MF中的FWM的NRZ-RZ码型变换 |
| 5.2.1 实验框图 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.2.3 微结构光纤中FWM效应的分析 |
| 5.3 基于MF中的FWM的WDM-OTDM码型变换 |
| 5.3.1 WDM与OTDM |
| 5.3.2 WDM和OTDM之间的码型变换 |
| 5.3.3 WDM+OTDM组合复用方案分析 |
| 5.4 光信号的进制转换 |
| 5.4.1 四进制信号分析 |
| 5.4.2 频谱展宽分析 |
| 5.4.3 实验仪器框图 |
| 5.4.4 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于微结构光纤的宽带色散补偿 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 宽带色散补偿光纤的设计 |
| 6.2.1 宽带色散补偿的原理 |
| 6.2.2 宽带色散补偿微结构光纤的分类 |
| 6.3 大负色散微结构光纤色散的测量 |
| 6.4 基于微结构光纤的色散补偿方案的仿真实验 |
| 6.5 基于MF的宽带色散补偿的实验研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 简写词索引 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
（9）色散平坦微结构光纤及器件的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 论文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 微结构光纤的基本理论研究 |
| 2.1 微结构光纤的概念 |
| 2.2 微结构光纤的性能特点 |
| 2.2.1 无穷单模特性 |
| 2.2.2 色散可控特性 |
| 2.2.3 非线性特性 |
| 2.2.4 双折射特性 |
| 2.2.5 低损耗 |
| 2.3 微结构光纤的数值方法的研究 |
| 2.3.1 有效折射率法 |
| 2.3.2 全矢量法及正交函数展开法 |
| 2.3.3 有限元法 |
| 2.3.4 时域有限差分法 |
| 2.3.5 波束传播法 |
| 2.4 微结构光纤的应用 |
| 2.4.1 色散特性的应用 |
| 2.4.2 非线性效应的应用 |
| 2.4.3 无限单模传输特性的应用 |
| 2.4.4 有效模场面积可控特性的应用 |
| 参考文献 |
| 第三章 色散平坦微结构光纤的设计及其产生超连续谱的理论研究 |
| 3.1 色散平坦微结构光纤的研究概况 |
| 3.1.1 普通色散平坦微结构光纤 |
| 3.1.2 混合纤芯色散平坦微结构光纤 |
| 3.1.3 空气孔直径变化的色散平坦微结构光纤 |
| 3.2 高非线性色散平坦微结构光纤的设计 |
| 3.2.1 矢量波束传播法计算光纤色散与非线性系数 |
| 3.2.2 空气孔直径变化的高非线性色散平坦微结构光纤的设计 |
| 3.2.3 光纤设计小结 |
| 3.3 利用色散平坦微结构光纤产生超连续谱的理论研究 |
| 3.3.1 超连续的概述 |
| 3.3.2 超连续谱产生的理论模拟与分析 |
| 3.3.3 利用设计的色散平坦微结构光纤产生超连续谱 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 利用色散平坦微结构光纤实现全光波长变换的理论与实验研究 |
| 4.1 全光波长变换的基本原理及技术 |
| 4.1.1 基于半导体光放大器的全光波长转换器 |
| 4.1.2 基于激光器的全光波长转换器 |
| 4.1.3 利用光纤中的非线性效应实现波长变换 |
| 4.2 全光波长变换的实验原理与装置 |
| 4.3 全光波长变换的实验结果及分析 |
| 4.3.1 反常色散微结构光纤的全光波长变换 |
| 4.3.2 正常色散微结构光纤的全光波长变换 |
| 4.4 实现全光波长变换同时实现码型变换的实验研究 |
| 4.4.1 实现码型变换的背景和意义 |
| 4.4.2 实验装置 |
| 4.4.3 实验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（10）FPGA用于160Gb/s高速光纤通信系统中PMD补偿的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 概述 |
| 1.1 光纤通信发展情况 |
| 1.2 偏振模色散研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 偏振模色散的理论研究 |
| 2.1 偏振模色散的原理 |
| 2.1.1 偏振光的概念 |
| 2.1.2 偏振模色散的基本概念 |
| 2.2 测量方法 |
| 2.2.1 基本测量方法 |
| 2.2.2 动态测量方法 |
| 2.3 补偿方法 |
| 2.3.1 各种补偿方法研究 |
| 2.3.2 补偿方法比较 |
| 2.3.3 抑制方法 |
| 2.4 小结 |
| 3 偏振扰偏器的原理和应用分析 |
| 3.1 偏振扰偏器的原理 |
| 3.1.1 原理分析 |
| 3.1.2 分类 |
| 3.2 性能测试 |
| 3.2.1 偏振扰偏模块结构和特点 |
| 3.2.2 测试结果 |
| 3.3 偏振扰偏器的应用 |
| 3.3.1 概述 |
| 3.3.2 光时分复用的实验分析 |
| 3.3.3 应用于PMD的测量 |
| 3.4 高速光通信系统中的应用分析 |
| 3.4.1 同步数字体系(SDH) |
| 3.4.2 前向纠错编码(FEC) |
| 3.4.3 实验和理论分析 |
| 3.5 小结 |
| 4 偏振扰偏器的设计研究 |
| 4.1 设计需求 |
| 4.2 偏振控制器的原理分析 |
| 4.2.1 偏振控制器的结构 |
| 4.2.2 铌酸锂偏振控制器的分析 |
| 4.3 控制单元的方案 |
| 4.3.1 几种处理器的比较 |
| 4.3.2 方案选择 |
| 4.4 硬件电路设计 |
| 4.4.1 芯片选型 |
| 4.4.2 设计思想 |
| 4.4.3 FPGA的接口设计 |
| 4.4.4 系统电路图 |
| 4.5 DSP算法编程 |
| 4.6 以FPGA为核心的电路设计 |
| 4.6.1 FPGA开发工具和VHDL语言 |
| 4.6.2 存储器的设计 |
| 4.6.3 数据分配器及控制电路 |
| 4.6.4 FPGA电路框图 |
| 4.7 小结 |
| 5 总结 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、Compensating Large PMD by Four Free degrees in an OTDM System（论文参考文献）
- [1]基于硅基光学延迟线的波长-模式脉冲交织器研究[D]. 王心怡. 上海交通大学, 2020(01)
- [2]高速相干光通信系统中针对极端场景下偏振损伤的均衡算法研究[D]. 易玮. 北京邮电大学, 2020(05)
- [3]高速光通信全光关键技术研究[D]. 陈明. 北京交通大学, 2014(06)
- [4]基于硅基的全光信号处理器件及技术[D]. 殷座山. 北京邮电大学, 2014(04)
- [5]量子光纤信道和相关技术研究[D]. 韩宝彬. 西安电子科技大学, 2010(10)
- [6]大容量光纤通信系统中PMD理论与补偿控制算法的研究[D]. 陈颖. 燕山大学, 2010(08)
- [7]160Gbit/s光时分复用传输技术相关研究[D]. 段亚飞. 北京交通大学, 2009(02)
- [8]基于微结构光纤的全光功能器件研究[D]. 赵乃峰. 北京邮电大学, 2009(05)
- [9]色散平坦微结构光纤及器件的理论与实验研究[D]. 周会丽. 北京邮电大学, 2009(04)
- [10]FPGA用于160Gb/s高速光纤通信系统中PMD补偿的研究[D]. 李倩. 北京交通大学, 2008(08)