陈硕[1]2004年在《光纤挤压式偏振模色散模拟器》文中进行了进一步梳理随着光纤通信技术朝着高速率、大容量和长距离传输方向发展,偏振模色散(PMD)已成为限制高速光通信系统的重要因素之一,越来越受到人们的重视。偏振模色散模拟器是用于实验室研究偏振模色散及其补偿技术的重要器件之一。 本文提出了一种利用光纤挤压式偏振控制器构成的 PMD 模拟器的设计方案,它由两个光纤挤压式偏振控制器和两段高双折射光纤组成,通过单片机进行控制。该模拟器可以产生 0~22ps 的群时延差,同时可以产生 0~121ps2 的二阶PMD。本文提出了通过在程序中加入适当的延时控制的方法,消除了压电陶瓷滞回效应对控制精度的影响,并采用软件编程使模拟器的 DGD 符合 Maxwell 分布的规律。 论文在前期研究工作的基础上对光纤挤压式偏振控制器进行了改进,取消了复位单元,使挤压器从五个减为叁个,半波电压达到 15V。偏振控制器工作电压从 300V降低为 150V,响应时间达到 10μs 以内,控制速度大于 1000πrad/s。 研制的光纤挤压式 PMD 模拟器已用于 4×10Gb/s PMD补偿的实验,实现了以偏振度作为反馈信号的 40Gb/s RZ 码的 PMD 自适应补偿,并对解复用后的10Gb/s 信号进行了误码测量。误码测量结果表明补偿后的功率代价小于 1dB。在实现一阶 PMD 补偿的同时能改善二阶 PMD 的影响。 论文对光纤 PMD 统计规律也进行了讨论,提出了采用完全随机模型,可使双折射矢量的叁个垂直分量具有高度对称性,因此得到的一阶、二阶 PMD 矢量与 PMD 的统计理论完全符合。
陈硕, 张洪明, 姚敏玉, 温平进, 燕萌[2]2004年在《用于40Gb/s系统的可编程光纤挤压式PMD模拟器》文中提出用于40Gb/s系统的可编程全光纤偏振模色散(PMD)模拟器,采用一个电控光纤挤压式偏振控制器(PC)连接两段高双折射光纤的方案,该方案结构简单,PMD变化周期为1ms,输出偏振态在邦加球上均匀分布。能产生0～22ps的群时延差(DGD)以及0～121ps2的二阶PMD。通过程序控制,可以产生各种均值的Maxwell分布。脉冲展宽实验和10Gb/s系统眼图实验证明该模拟器性能良好。
胡浩[3]2005年在《40Gbit/s光纤通信系统中偏振模色散补偿技术的研究》文中研究表明偏振模色散(PMD)是光纤通信系统中由于光信号在两个偏振模式上的群延时不同,而引起的脉冲展宽现象。在40Gbit/s的高速率光纤通信系统中, PMD已经成为限制系统传输性能的重要障碍。它引起信号脉冲的展宽,使接收系统的误码率上升。研究表明,单模光纤中的偏振模色散表现出一种统计随机规律,无法象色度色散那样可以较容易地进行补偿,因此解决PMD问题已经成为光纤通信领域的当务之急。本论文对40Gbit/s PMD补偿系统进行了深入的研究,下面是本论文完成的主要工作。1.理论分析了40Gbit/s RZ码伪随机序列光信号受PMD影响的情况下,电功率随差分群延迟(DGD)变化的关系,并进行了实验验证。详细分析了脉冲波形,分光比以及所选接收频率等因素对电功率作反馈信号的影响。完成了以电功率作为反馈控制信息的40Gbit/s PMD动态补偿系统的实验,给出了补偿前后的眼图。2.详细推导了DOP与DGD关系的数学表达式,分别得出了输入信号为单一高斯脉冲与40Gbit/s RZ码伪随机序列高斯脉冲的情况下,DOP随DGD变化的关系曲线,并分析了分光比和脉冲宽度对DOP-DGD曲线的影响,且得到了实验验证。在理论的指导下,完成了以DOP作为反馈控制信息的40Gbit/sPMD动态补偿系统的实验,得到了很好的补偿效果,并把该系统的全部控制单元移植到了DSP上,实现了PMD补偿系统小型化的要求。3.通过对反馈信号的分析和实验测量,提出了一种新颖快速的PMD补偿算法——自适应抖动跟踪算法。该算法具有收敛速度快,避免陷入局部极值点,减少线路信号的瞬间恶化以及抗噪声干扰性强等特点。补偿的响应时间能达到ms量级,补偿时间按计算最快为1～2ms;补偿精度为0.0017ps。4.提出了基于光信号偏振态(SOP)的PMD前馈补偿技术,并对如何确定光纤线路中的PMD大小和方向进行了理论和实验研究。提出了一种针对PMD前馈补偿的查表算法,理论上能以最快的响应速度实现PMD的精确补偿。
池越[4]2011年在《基于计算智能的偏振模色散自适应补偿技术研究》文中研究表明偏振模色散是限制光纤通信系统的传输速率和传输距离进一步提高的主要因素,因此,对于偏振模色散补偿技术的研究具有重要的理论价值和应用价值。本论文主要利用改进的粒子群算法和支持向量机等计算智能方法解决偏振模色散自适应补偿中的一些关键问题,主要研究内容和创新工作如下:(1)针对基本粒子群优化算法(BPSO)存在易于陷入局部极值、粒子速度有限等缺陷,结合量子理论,提出了具有量子行为的QPSO算法,通过与遗传算法、BPSO算法、具有梯度搜索因子的改进PSO算法等算法的比较发现:QPSO算法具有收敛速度快、不易陷入局部极值等优点。在此基础上,还针对QPSO算法在处理离散数据方面的不足,提出一种新的QDPSO算法,为优化求解离散问题提供了新的思路。(2)在PMD电域自适应均衡系统中,自适应算法的作用至关重要。由于常见的自适应算法(如LMS算法、RLS算法等)存在收敛速度慢、运算量巨大等缺馅,从而影响了电域自适应均衡器的均衡效果。针对这一问题,提出基于QPSO自适应算法的PMD电域自适应均衡方案,获得较常见的自适应算法更好的均衡效果,解决了由均衡器自适应算法性能缺陷带来的均衡效果不佳的问题。(3)在PMD光域自适应补偿系统中,控制算法是自适应补偿单元的核心。由于常见的控制算法(如单纯形算法、GA算法等)存在收敛速度较慢、容易陷入局部极值等缺馅,从而影响了光域自适应补偿器的补偿效果。针对这一问题,提出基于QPSO控制算法的PMD光域自适应补偿方案,获得较其它常见的控制算法更好的补偿效果,解决了由补偿器控制算法性能缺陷带来的补偿效果不佳的问题。(4)提出一种带有信号调制格式识别功能的PMD自适应补偿方案。未来的全光网络必然是多种调制格式的混合传输网,为此在对带有PMD的光信号进行补偿之前,加入一个信号调制格式识别环节,即利用支持向量机来准确识别信号不同的调制格式,然后根据识别结果,选用对该调制格式补偿效果最好的补偿方案对其进行补偿。(5)基于支持向量机技术,设计并实现了调制信号识别方案。完成了幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等叁类调制信号的识别,最终获得了94.4%的识别准确率,能很好满足实际需求。
吴兆礼[5]2006年在《光纤偏振模色散补偿算法与研究》文中进行了进一步梳理偏振模色散是限制10Gbit／s以上光纤通信系统进行长距离传输的重要因素之一，是目前光纤通信领域的一个研究热点。由于偏振模色散的统计特性，光链路中的偏振模色散总在随机变化，因此要求对偏振模色散的补偿是自适应的，从而使偏振模色散补偿变得异常困难。偏振模色散自适应补偿系统包括监控信号提取单元，补偿单元与逻辑控制单元。其中逻辑控制单元在偏振模色散自适应补偿系统中的作用就象大脑对于人的作用一样，是重中之重的，其难点是逻辑控制算法的选取。以往对控制算法研究的不尽如人意是偏振模色散自适应补偿器不能实用化的重要原因之一。优秀的逻辑控制算法要求：(1)快速搜索到全局最大值，(2)避免陷入局部最大值，(3)有抗噪声能力。本论文工作主要围绕逻辑控制算法而展开，提出并实现了对偏振模色散自动搜索跟踪的补偿算法，该算法能够快速发现全局最佳值，而不陷入局部最佳值，同时有着良好的抗噪声性能，并且能够成功地跟踪偏振模色散随时间的变化。本论文研究工作主要归结为以下几点(黑体部分为创新部分)： (1)总结了偏振模色散的理论基础，从偏振模色散的基本概念出发，分析了偏振模色散的起因，偏振主态模型，PMD的测量方法，并在实验中使用频域测量法对实验室光纤进行了测量。 (2)引入较完备的偏振模色散自适应补偿方式，考虑了工作速率，应用成本，分析了偏振模色散补偿原理，研究了有关反馈控制信
孙丹[6]2007年在《偏振模色散自适应补偿系统中基于DSP的逻辑控制模块软件设计与实现》文中研究说明偏振模色散(PMD)被认为是限制10Gb／s以上光纤通信系统长距离传输的重要因素之一，是目前光纤通信领域的一个研究热点。反馈控制单元室偏振模色散自适应补偿系统中最关键的组成部分，反馈控制单元的模块化是偏振模色散自适应补偿器实用化的最重要的一步。本论文讨论了基于DSP的PMD补偿逻辑控制模块的软件设计与实现，特别是编写了系统初始化程序、链接命令文件、A／D转换程序、D／A转换程序、粒子群优化(PSO)算法处理程序、系统引导装载程序等，并实现了基于DSP的PMD补偿相关实验。本论文的主要工作如下(黑体部分为创新性工作)：◆简明扼要的回顾和总结了PMD的起因、PMD补偿技术、自适应逻辑控制单元的设计要求。◆详细分析了已有的PMD补偿系统中的逻辑控制模块的优、缺点，提出了基于DSP的PMD补偿系统逻辑控制模块的实现方案，并给出了基于DSP的逻辑控制模块硬件系统总体设计。◆分析了基于TMS320VC33的寻址方式和指令集，并结合TMS320VC33的系统资源，编写了链接命令文件和系统初始化文件。◆深入分析了A／D芯片的特性和PMD补偿系统要求，编写了A／D转换子程序和中断服务子程序。还深入分析了D／A芯片的特性，根据PMD补偿系统要求，编写了D／A转换子程序。◆详细阐述了PSO技术作为偏振模色散补偿控制算法的工作原理以及拓扑结构，编写了PSO(包括GPSO和LPSO)算法处理程序，并在DSP系统上的调试成功，实现了PSO算法在DSP系统中的移植。◆提出了利用FLASH实现TMS320VC33芯片系统程序引导装载方法，编写了FLASH擦除和烧写程序，实现了DSP系统的用户程序加载。◆重点设计了我们完成的几个有代表性的实验，包括：A／D模块采集模拟信号实验、A／D模块采集光纤链路中偏振度(DOP)信息曲面图实验、D／A模块控制光纤链路中偏振控制器的实验、拟合DOP椭球实验。实验验证了我们设计的DSP系统性能完全能够达到PMD补偿逻辑控制单元的要求。◆首次将DSP技术应用于PMD补偿系统，将基于DSP的逻辑控制模块用于光纤通信系统中一阶、二阶PMD补偿实验，获得了成功。实验结果表明：将基于DSP的逻辑控制模块用于光纤通信系统的PMD补偿时，达到了预期补偿效果，有利于实现PMD补偿系统的集成化和实用化。
刘世元[7]2009年在《微粒群优化算法的研究及其在PMD补偿中的应用》文中指出微粒群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法是由Kennedy和Eberhart于1995年提出的一类随机群集智能优化算法。同遗传算法相比,PSO算法不依靠遗传算子来操作个体,通过粒子自身的“个体极值”和群体中的“全局极值”来交互信息,具有操作简单、易于实现和收敛速度较快等特点,现已广泛应用于函数优化、神经网络、模式识别等多个领域。本文首先详细介绍了基本PSO算法的产生背景、研究现状和应用领域,指出了PSO算法的研究方向和热点,并阐述了PSO算法的基本思想、环节和主要特点。其次,由于PSO算法的性能在很大程度上依赖于控制参数的取值,本文着重分析了参数元组{w , c_1 , c_2 }对算法收敛性的影响,并对参数元组各系数的选择也做了比较具体的分析。再次,考虑到PSO算法在解空间寻优的过程本身就是一个非线性运动过程,为了平衡算法的全局探索和局部改良能力,本文提出了一种非线性动态自适应调节参数元组{w , c_1 , c_2 }的方法,使参数元组各系数随微粒目标值的变化而自动改变。另外,舍弃了速度项的简化微粒群算法(SPSO)在保证收敛速度和精度的同时可以使算法更加简练。本文叙述的自适应简化微粒群优化(ASPSO)算法就是基于以上两点而提出的。最后,本文将ASPSO算法引入到偏振模色散(PMD)自适应补偿系统中,用以实现对PMD效应所造成的光纤传输系统性能损伤的动态有效补偿。该补偿系统具有灵敏度高,响应时间短、误差小等优点,在光纤通信系统的传输特性改善方面具有实际应用价值。
参考文献：
[1]. 光纤挤压式偏振模色散模拟器[D]. 陈硕. 清华大学. 2004
[2]. 用于40Gb/s系统的可编程光纤挤压式PMD模拟器[J]. 陈硕, 张洪明, 姚敏玉, 温平进, 燕萌. 光电子·激光. 2004
[3]. 40Gbit/s光纤通信系统中偏振模色散补偿技术的研究[D]. 胡浩. 天津大学. 2005
[4]. 基于计算智能的偏振模色散自适应补偿技术研究[D]. 池越. 河北工业大学. 2011
[5]. 光纤偏振模色散补偿算法与研究[D]. 吴兆礼. 北京邮电大学. 2006
[6]. 偏振模色散自适应补偿系统中基于DSP的逻辑控制模块软件设计与实现[D]. 孙丹. 北京邮电大学. 2007
[7]. 微粒群优化算法的研究及其在PMD补偿中的应用[D]. 刘世元. 燕山大学. 2009
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