一、Recent Issues on Nonlinear Effects in Optical Fibers（论文文献综述）
覃禹让[1]（2021）在《高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿》文中认为随着互联网和新兴产业的喷涌而出,通信网络逐渐进入到了流量大爆炸的时代,大数据、云计算、在线教育、网络直播等各种各样的互联网应用对网络带宽的需求在快速增长。数据传输方面对传输速率、传输距离、传输带宽展现了更高的需求,在高速传输的条件下,不可避免地将受到更严重地非线性效应的影响,如何更高效地完成对传输损伤的补偿显得尤为重要。而波分复用系统（WDM）是应用最广泛的传输系统之一,其能够提高信道容量和带宽的特性,也恰恰满足了新一代光通信数据传输需求。本论文重点研究了相干光WDM系统中非线性效应的估计模型、用于非线性补偿的数字反向传输算法和能够提高信道容量和频谱效率的概率整形技术。提出了一种简化的非线性效应估计模型、改良的自适应数字反向传输算法和概率整形与反向传输算法的融合方案。论文的主要工作内容和创新点如下:（1）研究了相干光WDM系统的概念和理论模型,重点研究了相干光WDM系统中的非线性效应,提出了相干光WDM系统的简化噪声估计模型,该方案创新点为大大简化了非线性噪声的计算复杂度,仿真研究了常规光WDM系统与弹性光WDM两种系统中噪声的估计效果,研究结果表明该简化噪声模型在简化了复杂度的同时也很好地对系统中的噪声进行估计。（2）研究了用于非线性损伤补偿的数字反向传输算法,提出了基于二分的自适应数字反向传输搜索方案,该方案的创新点是在未知传输链路参数的情况下,能够通过二分搜索的方式计算出最佳的非线性参数,并大大减少补偿的计算复杂度。仿真对传统DBP算法与所提出的算法进行了对比分析,研究结果表明,所提出的算法可在未知传输链路参数的情况下对传输损伤进行补偿,相对于传统方式有良好的补偿效果,计算复杂度大大降低。（3）研究了概率整形的基本原理,提出了一种基于概率整形和数字反向传输算法的联合补偿方案,该方案创新点在于通过两者的融合补偿,能够在提高传输的信道容量的同时也具有良好的补偿效果。仿真研究了联合补偿方案的传输性能及其影响因子,研究结果表明,在选取合适的参数条件下,该补偿方案能够在接近传输的互信息极限的条件下,同时有着良好的传输性能。
陈光[2]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中指出光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
周思彤[3]（2021）在《轨道角动量模式复用光通信系统中干扰抑制方法研究》文中研究指明随着社会的高速发展,对通信系统信道容量的需求逐渐增加,而传统的通信技术可提供的信道容量有限。因此,大容量、高保密性及高速率的通信技术成为了未来通信技术的发展趋势。为了解决信道容量危机,在已有的波分复用、偏振复用等方式之外,轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）复用技术作为一种新的复用形式,为增加网络带宽、扩大信道容量提供了一种新的方法,并成为光通信领域的研究热点。然而在实验中,由于存在着一定的干扰因素,OAM模式复用空间光通信系统或OAM模式复用光纤通信系统的传输容量和传输距离受限。因此,OAM模式复用光通信系统中,干扰抑制技术是至关重要的研究方向。本文以OAM模式复用空间光通信系统和光纤通信系统中的干扰抑制技术为研究方向,在研究干扰因素原理的基础上,分别对空间光通信中相位校正技术和光纤通信中器件非线性的判决技术展开研究,主要研究工作和创新点如下:1、OAM空间光通信中基于WF算法的相位校正研究针对OAM模式复用空间光通信系统中大气湍流引起的波前相位畸变的问题,提出了一种基于WirtingerFlow（WF）算法的相位校正方法,实现了校正精度的提高并简化了自适应光学系统中的波前传感的结构。仿真研究了该方法的校正效果和迭代性能,研究结果表明与传统Gerchberg-Saxton（GS）算法相比,系统的均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）、模式纯度、串扰和误码率等性能参数均有明显改善,同时该方法避免了基于传统GS算法的校正方法容易陷入局部最优解的问题。2、OAM光纤通信系统中基于KNN的非线性判决方法针对OAM模式复用光纤通信系统中接收端数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）模块对于降低复杂度的需求,提出了一种基于K最近邻（K NearestNeighbor,KNN）的非线性判决方法,该方法通过统计测试数据与训练数据中最相似的数据个数,对测试数据进行判决。在8-OAM模式复用光纤通信系统中进行实验,实验结果表明与传统Volterra均衡器相比,该方法的复杂度降低至少一个数量级,且误码率性能降低。在此基础上考虑进一步降低系统误码率和训练数据长度,提出一种基于概率KNN的非线性判决方法,该方法根据测试点附近的概率密度和分布,通过启发式学习方法计算出合适的参数,既保留了 KNN的简单性,又优化了性能。实验结果表明,与基于KNN的非线性判决方法相比,该方法误码率性能下降明显,节约了一部分由于选择k值而产生的交叉验证的计算开销,并一定程度上缓解了基于KNN的非线性判决方法对于数据的依赖性,从而降低了训练集的长度,训练数据长度降低了 1/3。3、OAM光纤通信系统中基于朴素贝叶斯的非线性判决方法针对OAM模式复用光纤通信系统中非线性模型的随机特性,提出了一种基于朴素高斯贝叶斯的非线性判决方法,该方法利用信号的统计特性求得信号的后验概率从而对信号进行判决,解决了系统非线性模型呈现随机性的问题。在8-OAM模式复用光纤通信系统中进行实验,研究结果表明,该方法与传统Volterra均衡器相比,误码率和复杂度显着降低。在此基础上进一步考虑降低系统误码率的需求,提出了基于数据自定义朴素贝叶斯（Data-defined Naive Bayes,DNB）算法的非线性判决方法,该方法将基于朴素高斯贝叶斯的非线性判决方法中的高斯模型进行改进,使用训练数据拟合概率分布模型。实验结果表明,该方法的误码率性能相比于传统Volterra均衡器、基于KNN的非线性判决方法、基于概率KNN的非线性判决方法及基于朴素高斯贝叶斯的非线性判决方法相比,误码率大幅降低,在l=-4光信噪比OSNR=23dB时误码率达到软件前向纠错（Forward Error Correction,FEC）极限。
臧圆茹[4]（2021）在《基于自编码器的相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究》文中认为随着对网络服务需求的爆发式增长,光纤通信正朝着超高速、大容量、长距离的方向快速发展。数字相干光传输技术的应用使系统传输容量和传输距离得以提升,传输过程中的线性损伤如色度色散、偏振模色散等都可以通过接收机数字信号处理算法有效补偿,但是光纤非线性效应损伤还不能被低复杂度地有效补偿。同时,随着高谱效的高阶调制格式被越来越多的使用,需要更高的光信噪比保证信号质量,因此需要更高的入纤功率,但是这样会导致严重的非线性效应。因此,光纤非线性效应已经成为限制大容量长距离相干光传输系统性能的主要因素之一。基于自编码器作星座图几何整形以改善系统性能是近年来的新兴研究方向之一,它利用了机器学习的强大学习能力,能够学习到特定信道条件下的最优星座图,而且具有实现复杂度较低的特点。本文围绕着如何利用自编码器作几何整形来抑制光纤非线性效应和提高光调制器的输出功率等问题进行深入研究,主要研究内容如下。1、基于自编码器作星座图几何整形的光纤非线性损伤抑制方案的关键点之一是确定合适的光纤信道模型。本文对主流光纤非线性效应模型—分步傅里叶变换法、高斯噪声模型、改进型高斯噪声模型和非线性干扰噪声（NLIN,Nonlinear Interference Noise）模型进行了对比分析;依据方案机制对光纤信道模型的要求,确定采用能够反映调制格式对光纤非线性影响、准确度较高的NLIN模型作为光纤信道模型。2、针对高阶调制大容量长距离相干光传输系统性能受制于光纤非线性损伤的这一问题,设计了一种基于自编码器作星座图几何整形的光纤非线性损伤抑制方案,主要包括嵌入NLIN非线性模型的自编码器结构与星座图几何整形设计和适用于几何整形星座图的PM-64QAM（Polarization Multiplexing-64 Quadrature Amplitude Modulation）相干光接收机损伤补偿数字信号处理算法设计。该方案通过在自编码器中嵌入NLIN模型使得星座图整形到能够抑制光纤非线性损伤的形状,通过基于直流导频和单边带副载波调制的数字信号处理算法使系统线性损伤补偿等基本功能在几何整形星座图下得以实现。3×32GBaud PM-64QAM波分复用相干光传输系统仿真结果表明,所设计方案能够有效抑制光纤非线性损伤,增大系统最佳入纤功率0.5dB,并且提升误码率2E-2下的入纤功率范围2dB;传输距离延长80km。3、针对光调制器非线性调制特性限制光发射机输出功率从而劣化高阶调制系统性能的问题,设计了一种基于自编码器作几何整形的光纤非线性和光调制器非线性损伤联合抑制方案。该方案通过在自编码器中不仅嵌入NLIN光纤信道模型,还嵌入光调制器非线性特性,使得几何整形后的星座图在抑制光纤非线性损伤的同时,还能够克服光调制器的非线性调制损伤。3 ×32GBaud 64QAM波分复用相干光传输系统仿真结果表明,所设计方案能够有效抑制光纤非线性和调制器非线性损伤,可使光调制器的最大输出光功率提升3dB。
刘守东[5]（2021）在《相干光通信中基于机器学习的非线性均衡技术研究》文中提出在互联网流量与业务激增的时代背景下,超高速率、超大容量、超长跨距、超强防护的光纤通信系统是一个必然的发展趋势。相干光通信系统可以显着提升光纤传输容量,而量子噪声流加密（Quantum Noise Stream Cipher,QNSC）通过结合物理层加密技术,实现了高速、安全光传输。为了进一步提升上述系统的传输能力,本文主要研究相干光通信系统和量子噪声流加密系统中的非线性均衡技术。现有的非线性均衡算法通常需要较多的信号处理和传输系统的准确先验链路信息。而基于机器学习的非线性均衡方案可以实现端到端的全盲非线性均衡,不需要先验信息和复杂的信号处理。本文从机器学习算法出发,重点研究传统相干光通信系统和QNSC系统的非线性均衡策略,取得的创新性研究成果总结如下:第一,针对传统的相干光通信系统中非线性均衡算法的缺点,比如传统非线性均衡算法需要先验链路知识以及复杂的信号处理,部分基于有监督机器学习算法的非线性均衡策略需要训练开销等,本论文研究了基于模糊逻辑C均值聚类（Fuzzy Logic C-means Clustering,FLC）算法的非线性均衡方案。针对FLC算法的聚类结果容易受到随机选择的初始聚类中心点的影响,而收敛到局部最优解的缺点,引入了基于启发式算法改进的聚类算法,即基于退火进化算法改进的FLC（Fuzzy Logic C-means Clustering Based on Annealing Evolution Algorithm,FLC-AE）算法。并在16QAM 120km无中继相干光传输系统中进行了实验验证,结果表明,FLC、FLC-AE算法都能够较好地补偿光纤中的非线性损失,并且FLC-AE算法的稳定性与即时性更好。第二,为了有效提升QNSC传输系统的传输容量,同时保证QNSC系统本身的安全性能不受影响,本文研究了如何将基于机器学习的非线性均衡算法引入到QNSC系统中。针对随着调制格式阶数升高,聚类算法性能下降以及时间复杂度增大的问题,例如FLC和FLC-AE算法在64QAM传输系统中无法正常补偿光纤中的非线性损失,引入了基于减法聚类的 FLC（Fuzzy Logic C-means Clustering Based on Subtractive Clustering,FLC-SC）算法。并在 16QAM 的实验系统以及16QAM、64QAM的仿真系统中进行了验证。结果表明,FLC-SC算法能够较好地补偿光纤中的非线性损失,并且稳定性、即时性比FLC以及FLC-AE算法更好。第三,为了进一步提高算法的非线性均衡性能,本文尝试在发射端采用限幅技术,同时在接收端采用聚类算法。并在传统相干光通信系统和QNSC系统中进行验证。结果表明,相对于只使用聚类算法,两种技术的结合能够取得更好的效果。
赵宇杰[6]（2021）在《光梳相位相关性对光纤信号传输的影响及其性能分析》文中研究说明光纤通信历史上最成功的技术之一波分复用（Wavelength Division Multiplexing,WDM）可以将多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号经复用后传输,相比单波长可以使传输容量成几十倍甚至上百倍的增长。利用波分复用技术可以在25GHz频率间隔的前提下在约40nm带宽内分配约200个信道,在这种情况下,光频梳可以用一个激光器代替发射机中所需的大量激光器,并且可以非常精确地固定带宽上的信道间隔。同时,在这种载波数量庞大,载波间隔紧密的波分复用系统中,光纤中的非线性效应导致的信号质量劣化是制约系统性能的主要瓶颈。虽然利用相干光通信技术可以实现对光纤中线性损伤的完美补偿,但是针对光纤中的非线性效应尤其是光梳WDM系统中的信道间非线性效应补偿仍需要进一步完善。本文首先介绍了光梳WDM相干传输系统的结构,并通过Tb/s光超信道子载波配置,光梳在色散补偿光纤（Dispersion Compensation Fiber,DCF）链路中的性能及幅度相移键控（Amplitude Phase Shift Keying,APSK）新型调制格式在光梳WDM系统中的应用三个方面分析了光梳WDM相干光传输系统的性能。得益于光频梳的频率和谱线间隔的稳定性,本文通过灵活改变光频梳谱线间隔使得在一定频带范围内容纳不同数量的子载波,确定了4Tb/s光超信道最佳子载波配置。随后本文探索了光频梳在包含DCF链路的系统中的性能表现。在仿真分析过程中,光梳WDM系统中的非线性效应尤其是信道间非线性效应严重影响了信号质量,因此本文尝试使用APSK这一非线性容忍性较强的新型调制格式并分析了其在光梳WDM系统中的性能。未来WDM系统的传输速率,传输距离会不断增加,使用非线性容忍性更强的调制格式只是权宜之计,因此本文继续探索适用于光梳WDM系统的信道间非线性补偿算法。首先分析了普通的数字反向传播（Digital Back Propagation,DBP）算法在单载波系统和光梳WDM系统中的性能,进而分析了全光场DBP算法和MC-DBP算法两种信道间非线性补偿算法,结果证明两种算法相比普通DBP算法都能有效地提高系统的误比特率。基于实用价值更高的MC-DBP算法,本文提出了借助多核数字信号处理器的一种高效MC-DBP方案,仿真结果证明高效MCDBP方案相比线性均衡性能更优。
吴佳琳[7]（2020）在《OFDM光纤通信系统数字去非线性损伤的理论及仿真研究》文中进行了进一步梳理一直以来,正交频分复用（OFDM）技术凭借着高效的频谱利用率,抗干扰能力强等特点广泛地应用于光通信领域。对于大容量的相干OFDM（CO-OFDM）系统,四波混频（FWM）噪声是限制此类系统性能的主要因素之一。为了更好地优化设计此类系统,应该准确评估FWM噪声对系统性能的影响程度。相位共轭子载波（PCTW）是一种有效的数字去损伤的方法,这种方法之所以可以抑制非线性效应的影响是由于当信号及其共轭分别在两个正交的维度沿光纤链路传输时,它们对应的非线性失真可以在链路终端的数字域线性叠加相消。本文围绕采用时域、子载波域和偏振域三种不同的PCTW方案时,CO-OFDM系统中非线性损伤被抑制的程度展开理论分析和仿真研究。考虑了FWM过程中的相位匹配、走离效应和比特序列的随机性等重要影响因素,推导了正交幅度调制（QAM）PCTW CO-OFDM系统中FWM噪声的半解析理论计算模型。发现不同PCTW实现方案时,FWM噪声方差有不同的组成特点。利用该半解析理论模型进行了相关计算。基于Optisystem和Matlab软件的协同仿真,搭建了PCTW OFDM-WDM仿真平台,得到了相对较佳的PCTW实现方案,对比了16进制QAM和16进制相移键控（PSK）两种不同调制格式下PCTW OFDM-WDM系统性能的优劣。本文中所推导的三种PCTW实现方案时的CO-OFDM半解析FWM理论计算模型对高效评估FWM噪声对此类系统的性能影响程度具有重要意义。基于Optisystem和Matlab协同仿真平台的搭建也对优化此类系统有一定的参考价值。
郭鸿宇[8]（2020）在《被动锁模掺镱光纤激光器及波长调谐特性研究》文中研究指明超短脉冲激光器具有输出脉冲宽度窄、峰值功率高、光谱谱线宽的特点,是一类拥有重要研究意义及应用价值的激光器,在可控核聚变、非线性频率变换、超分辨光谱学、新材料、生物医学等领域都具有深远的影响力。超短脉冲掺镱光纤激光器相较于其他激光器,具有热负荷低、量子转换效率高、输出光谱宽、结构紧凑、成本低廉等优点,因此对该类激光器的研究成为了激光领域重要的研究方向之一。近年来,随着低维纳米材料制备技术的快速发展,很多低维纳米材料被发现具有良好的可饱和吸收特性、低廉的成本和非常宽的光谱响应范围等优点。由此,基于低维纳米材料的锁模光纤激光器开始被研究人员广泛关注并进行深入研究,如何实现更窄的脉冲也成为了重要研究目标之一。另一方面,基于低维纳米材料的波长可调谐超短脉冲激光器也是研究的热点之一,该类激光器被广泛的用于生物医疗探测以及波分复用通讯技术领域的研究。本论文中主要利用单壁碳纳米管和非线性偏振旋转技术对超短脉冲掺镱光纤激光及波长调谐特性进行了研究。首先,利用实验室制备的单壁碳纳米管可饱和吸收体搭建了皮秒级超短脉冲掺镱光纤激光器,展开了对单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器实现飞秒脉冲输出的研究。为了实现更窄的脉冲输出,通过衍射光栅对调整腔内的色散,实现了飞秒级脉冲激光输出;然后,利用体光栅和光纤准直器的组合作为可调谐滤波器,实现了非常宽的光谱调谐输出,同时输出光谱范围内波长可以被精确调谐;最后,对非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器开展研究。为了提高光纤激光器的紧凑性和灵活性,降低搭建成本,对激光器谐振腔重新设计,采用了偏振分光棱镜实现了对腔内脉冲偏振态的控制,得到了具有高输出效率且稳定的锁模脉冲输出。论文主要工作和创新性成果如下:第一,基于单壁碳纳米管可饱和吸收体薄膜,实现了皮秒掺镱锁模光纤激光输出,其中心波长为1019.9 nm,光谱带宽为1.8 nm,脉冲宽度为2.19 ps。在此基础上,在激光谐振腔内加入一对衍射光栅调整腔内的净色散,在近零色散附近实现了稳定的超短脉冲输出,其中心波长1025.5 nm,光谱带宽37.2 nm,脉冲宽度为379 fs。进一步利用腔外光栅对压缩脉冲,最终获得脉冲宽度175 fs。这为基于低维纳米材料可饱和吸收体在掺镱光纤激光器中实现飞秒激光输出提供了一个可行方案。第二,利用反射式光栅波长调谐器具有调谐光谱宽、调谐精度高、响应速度快、成本低廉,连续调谐过程中锁模状态不改变等优点,搭建了一台波长可调谐的单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器,该激光器输出脉冲的脉冲宽度为2.43 ps,中心波长为1030 nm,光谱带宽为1.6 nm。通过调整反射光栅角度实现了1005nm-1060 nm范围的连续调谐锁模激光输出,该激光器支持最小步长0.01 nm的精确调谐。在整个连续调谐过程中,激光输出的光谱带宽和脉冲宽度不会随着中心波长的移动而发生改变,同时激光输出的稳定性很好。第三,通过单个偏振分光棱镜对腔内脉冲的偏振态进行控制,实现了稳定的非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光输出。首先利用标准的非线性偏振演化技术实现了超短脉冲掺镱光纤激光输出。在此基础上,采用单个偏振分光棱镜实现了掺镱锁模光纤激光器,其输出锁模脉冲光谱中心波长为1036.4 nm,半高全宽为8.5 nm,脉冲宽度为4.9 ps,激光斜率效率大于50%。
周静如[9]（2020）在《相干光通信系统中信道间非线性监测技术的研究》文中研究说明随着移动互联网、大数据、物联网等新兴业务的持续性爆发式增长,光纤通信系统作为现代通信技术的主流技术之一,正面临着超大容量、超长距离的挑战。相干光通信系统因其接收灵敏度高、频谱利用率高并且可以结合数字信号处理（DSP）技术在电域对信号进行恢复等优点,受到了业内的广泛关注和研究。在相干光通信系统中,系统性能的损伤主要源于以色度色散和激光器线宽等为代表的线性损伤、以信道内非线性效应和信道间非线性效应为代表的非线性损伤。而线性损伤以及信道内非线性效应已经被广泛研究,并产生了 一系列成熟的DSP均衡算法。因此信道间非线性效应成为制约波分复用（WDM）系统性能的主要因素,其监测、抑制和均衡在光纤通信系统的研究中具有重要的价值。基于差分导频（DP）信号监测信道间非线性噪声功率的方法具有高准确性、低复杂度的特点。DP信号在频域上具有单频特性,可以利用该特性很好地区分经过传输后信号中的不同功率成分,实现信道间非线性噪声功率的监测。因此,本论文基于DP信号研究了信道间非线性噪声功率的监测技术。本文的主要研究内容如下:1.基于DP信号监测信道间非线性噪声功率的实验研究。基于DP信号监测信道间非线性噪声功率的技术,在前期仿真的基础上,提出了验证其实用性的实验方案。本论文进一步推导了实验中DP信号经过链路传输后产生的各个功率成分在频域上的分布位置,并搭建了 25 GBaud正交相移键控（QPSK）的三信道WDM实验系统进行了验证。实验结果表明,在单信道入纤功率高于4 dBm时,信道间非线性噪声功率的监测误差小于1.5 dB。当单信道入纤功率低于4 dBm时,信道间非线性噪声功率的监测误差随之增大。针对这种现象,进一步搭建了与实验系统条件相同的仿真系统,讨论了造成信号损伤的主要噪声源由放大自发辐射（ASE）噪声转化为非线性噪声的临界入纤功率。2.一种改进的基于DP信号监测信道间非线性噪声功率的方法。本论文对传统的基于DP信号监测信道间非线性噪声功率方法中的重要测量步骤（ASE噪声功率的测量）进行了优化,提出了一种改进的算法。根据双偏振系统中各个偏振态上传输的信号功率比值等于其对应产生的信道间非线性噪声功率的比值,可以直接对信号采样带宽上的ASE噪声功率求解。本论文搭建了 28 GBaud双偏振十六进制正交幅度调制（DP-16QAM）的五信道WDM系统进行了验证。当单信道入纤功率在0～6 dBm时,信道间非线性噪声功率的监测误差小于1 dB,证明该方法具有可行性。改进后的方案简化了监测步骤,降低了运算复杂度,提高了测量过程的可操作性。
冯其光[10]（2020）在《光纤传输系统中随机分布式散射的研究与应用》文中指出光纤中的随机分布式散射效应,包括瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射是影响光纤传输系统性能的重要因素,在光放大、光纤链路和系统性能监测等方面具有重要的应用。在光纤随机散射效应的应用场景中,一般采用传输的光作为光放大、光链路监控、光传感的媒介,光纤随机散射的时间随机性和空间随机性都会对相关光传输系统性能产生显着影响。特别是对于长距离光传输系统,光纤中某些地方的总光功率往往很高,很容易在光纤非线性效应的影响下产生瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射之间的相互作用,进而在系统中引发新的光学现象。现有光纤随机散射的理论模型在应对随机散射在光纤传输中的新应用时面临着一些问题。一方面,现有理论模型对散射的随机性的建模是不够充分的,一般只考虑了散射光强度和相位随时间变化的随机性,但没有充分考虑散射源在空间分布上的随机性。另一方面,现有光纤随机散射模型中,每一种光纤散射效应是单独处理的,忽略了多种光纤散射效应之间的相互作用。由于在对光纤散射空间随机性和不同散射之间的相互作用建模方面的欠缺,现有理论模型在新兴的光纤传输系统应用中无法对系统进行足够准确的建模和有效的性能分析,从而限制了光纤随机散射应用的发展。本文从常见光传输系统中光纤随机散射效应引起的问题出发,通过实验测试和理论建模,对光纤中各种随机散射效应进行了较为系统和全面地研究。通过深入研究光纤随机散射的时间随机性、空间随机性及其相互作用,本文改进了现有的光纤随机散射理论分析模型,能够更加全面精确地分析光纤中的随机散射效应。论文的主要工作包括:（1）在短距离低成本光纤通信系统方面,考虑到后向散射源点空间分布的随机性,本文建立了单纤双向系统中后向散射噪声与信号光相互作用的理论模型,理论分析和实验测量了后向散射噪声的频域和时域特征,然后将模型用于分析和解决具有无色无光光网络单元的低成本单纤双向无源光网络（PON,Passive Optical Network）中后向瑞利散射噪声抑制的问题,提出了一种具有瑞利散射噪声抑制功能的PON架构,并进行了实验验证分析。（2）在光纤链路监控和光纤传感方面,本文基于香农极限理论分析了光时域反射仪（OTDR,Optical Time-Domain Reflectometry）的动态范围和空间分辨率之间的限制关系。基于香农极限理论对OTDR的性能分析和瑞利散射的随机特性,本文提出了一种采用线性调频信号、分数阶傅里叶变换算法和电域频分复用技术的大动态范围OTDR,并进行了实验验证;针对高入纤光功率时布里渊散射和瑞利散射光功率变化的相关性,本文改进了瑞利散射与布里渊散射的功率耦合模型,引入了布里渊散射和瑞利散射的相互作用,获得了更准确的散射功率计算结果。该模型可用于普通OTDR、相位敏感型OTDR和布里渊OTDR的性能分析和探测脉冲设计。（3）在基于分布式拉曼放大的长距离光纤通信系统方面,考虑到分布式拉曼放大系统中受激拉曼散射、自发拉曼散射和瑞利散射的相互作用与随机性,本文提出了分布式光纤拉曼放大器的噪声功率谱模型和信号光场传输模型。其中噪声功率谱模型可用于对接收端信号的光信噪比进行比较准确地计算,初步评估拉曼放大光纤通信系统的性能;而信号光场传输模型能够对拉曼放大系统中的光纤损耗、增益、色散、非线性效应和信号与噪声的相互作用等进行综合准确地分析,能够实现对拉曼放大光纤通信系统性能的更加准确地评估。
二、Recent Issues on Nonlinear Effects in Optical Fibers（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、Recent Issues on Nonlinear Effects in Optical Fibers（论文提纲范文）
（1）高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光波分复用系统 |
| 1.2.2 数字反向传输算法 |
| 1.2.3 概率整形技术 |
| 1.3 论文的主要工作内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 相干光WDM通信系统 |
| 2.1 相干光通信系统概述 |
| 2.2 相干光系统理论模型 |
| 2.2.1 光发射机 |
| 2.2.2 光纤信道 |
| 2.2.3 光接收机 |
| 2.3 相干光通信系统的DSP算法原理 |
| 2.3.1 频偏估计 |
| 2.3.2 相偏估计 |
| 2.3.3 时钟提取和同步 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 相干光WDM传输系统的非线性效应及噪声估计模型 |
| 3.1 光通信的非线性效应 |
| 3.1.1 受激布里渊散射和受激拉曼散射 |
| 3.1.2 自相位调制和交叉相位调制 |
| 3.1.3 四波混频 |
| 3.2 非线性效应理论推导 |
| 3.2.1 波动方程 |
| 3.2.2 亥姆赫兹方程推导 |
| 3.3 相干光WDM系统中非线性噪声的估计模型 |
| 3.3.1 非线性效应的微扰分析 |
| 3.3.2 非线性效应噪声模型 |
| 3.3.3 相干光WDM系统非线性效应的仿真分析 |
| 3.3.4 非线性噪声的主要成分 |
| 3.3.5 弹性光WDM系统非线性效应的仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相干光传输系统传输补偿算法 |
| 4.1 非线性薛定谔方程及其分布傅里叶数值解法 |
| 4.2 非线性薛定谔方程求解的仿真分析 |
| 4.3 基于数字反向传输算法的非线性补偿 |
| 4.3.1 数字反向传输算法理论 |
| 4.3.2 DBP及有关分布傅里叶计算方法 |
| 4.3.3 DBP补偿算法仿真结果分析 |
| 4.4 基于二分搜索的改进DBP补偿方案 |
| 4.4.1 改良DBP算法原理 |
| 4.4.2 代价函数的设计 |
| 4.4.3 基于二分的搜索算法 |
| 4.4.4 性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 概率整形与数字反向传输算法的联合补偿方案 |
| 5.1 概率整形技术 |
| 5.1.1 研究的必要性 |
| 5.1.2 概率整形原理分析 |
| 5.1.3 信号分布和映射规则 |
| 5.2 常规恒等量分布匹配 |
| 5.2.1 算法原理 |
| 5.2.2 应用CCDM的光通信系统 |
| 5.2.3 CCDM仿真分析 |
| 5.3 概率整形和数字反向传输算法联合补偿仿真 |
| 5.3.1 联合补偿方案设计 |
| 5.3.2 联合补偿性能分析 |
| 5.3.3 不同步长大小下传输性能分析 |
| 5.3.4 不同光纤跨段大小下传输性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（3）轨道角动量模式复用光通信系统中干扰抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 OAM的发展 |
| 1.2.2 OAM在通信领域的应用 |
| 1.2.3 OAM光通信系统中关键技术 |
| 1.3 本文主要研究内容和创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 OAM模式复用光通信系统关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 OAM模式复用空间光通信系统关键技术 |
| 2.2.1 大气湍流建模 |
| 2.2.2 大气湍流对涡旋光束的影响 |
| 2.2.3 GS算法 |
| 2.3 OAM模式复用光纤通信系统关键技术 |
| 2.3.1 OAM模式复用光纤通信系统搭建 |
| 2.3.2 非线性的产生及特性 |
| 2.3.3 传统器件非线性均衡方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 OAM-FSO系统中基于WF的相位校正方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于OAM的AO-FSO通信链路模型 |
| 3.3 基于WF算法的相位校正方法 |
| 3.4 仿真结果和性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 OAM光纤通信系统中基于KNN的非线性判决方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于KNN的判决方法 |
| 4.2.1 原理及方案 |
| 4.2.2 实验结果和性能分析 |
| 4.3 基于概率KNN的非线性判决方法 |
| 4.3.1 原理及方案 |
| 4.3.2 实验结果和性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 OAM光纤通信系统中基于朴素贝叶斯的非线性判决方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于朴素贝叶斯的非线性判决方法 |
| 5.2.1 原理及方案 |
| 5.2.2 实验结果和性能分析 |
| 5.3 基于DNB的非线性判决方法 |
| 5.3.1 原理及方案 |
| 5.3.2 实验结果和性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）基于自编码器的相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 大容量相干光传输系统非线性损伤补偿技术发展趋势与研究意义 |
| 1.1.2 大容量相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究现状和主要问题 |
| 1.2 本论文的研究内容及章节安排 |
| 第二章 主流光纤非线性效应模型的对比分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤非线性效应 |
| 2.3 主流光纤非线性模型对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于自编码器作几何整形抑制光纤非线性效应的方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于自编码器作几何整形抑制光纤非线性损伤的系统方案设计 |
| 3.2.1 自编码器作几何整形抑制光纤非线性损伤的原理 |
| 3.2.2 基于自编码器作几何整形抑制光纤非线性损伤的系统方案设计 |
| 3.3 基于导频的几何整形系统DSP方案设计 |
| 3.3.1 SSB副载波的调制与导频插入 |
| 3.3.2 基于直流导频的频偏估计 |
| 3.3.3 基于直流导频的偏振解复用 |
| 3.3.4 基于直流导频的相位估计 |
| 3.3.5 SSB副载波解调 |
| 3.3.6 RDE自适应均衡 |
| 3.3.7 KNN符号判决 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 基于自编码器作几何整形的非线性抑制方案的仿真系统模型 |
| 3.4.2 仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于自编码器的调制器非线性与光纤非线性损伤联合抑制方案设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MZM非线性调制特性抑制必要性 |
| 4.3 基于自编码器的调制器非线性与光纤非线性损伤联合抑制方案设计 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 基于自编码器的非线性效应联合抑制方案的仿真系统模型 |
| 4.4.2 仿真结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 词汇缩写索引 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表学术论文和参与科研项目情况 |
（5）相干光通信中基于机器学习的非线性均衡技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光通信的发展现状与挑战 |
| 1.2 传统非线性均衡技术研究现状 |
| 1.3 光纤物理层防护技术研究现状 |
| 1.4 机器学习理论概述 |
| 1.4.1 监督学习 |
| 1.4.2 无监督学习 |
| 1.5 基于机器学习的非线性均衡算法研究概述 |
| 1.6 论文研究主线和结构安排 |
| 1.6.1 论文研究主线 |
| 1.6.2 结构安排 |
| 第2章 相干光通信系统的非线性损伤 |
| 2.1 传统相干光通信系统 |
| 2.1.1 相干光通信系统的结构 |
| 2.1.2 相干检测原理 |
| 2.2 量子噪声流加密系统 |
| 2.2.1 正交幅度相位调制量子噪声流加密系统 |
| 2.2.2 基于DFTs-OFDM的QAM-QNSC系统 |
| 2.3 非线性效应 |
| 2.3.1 散射效应 |
| 2.3.2 克尔非线性效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 相干光通信系统中基于机器学习的非线性均衡算法 |
| 3.1 传统K均值聚类和FLC算法存在的问题 |
| 3.2 基于退火进化算法改进的FLC算法 |
| 3.2.1 算法原理 |
| 3.2.2 算法流程 |
| 3.3 限幅技术 |
| 3.4 实验系统及结果分析 |
| 3.4.1 实验设置 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 量子噪声流加密系统中基于机器学习的非线性均衡算法 |
| 4.1 FLC-AE算法的不足 |
| 4.2 基于减法聚类的FLC算法 |
| 4.2.1 减法聚类算法 |
| 4.2.2 基于减法聚类的FLC算法流程 |
| 4.3 仿真和实验验证 |
| 4.3.1 仿真和实验系统设置 |
| 4.3.2 仿真结果分析 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间参加项目情况和取得的学术成果列表 |
（6）光梳相位相关性对光纤信号传输的影响及其性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 非线性补偿及光梳研究现状 |
| 1.3 本课题的提出与论文结构安排 |
| 第二章 光梳WDM相干传输系统 |
| 2.1 光梳相干光传输系统结构 |
| 2.1.1 光学频率梳 |
| 2.1.2 相干光调制器 |
| 2.1.3 相干光解调器 |
| 2.2 光纤链路损伤 |
| 2.2.1 光纤损耗 |
| 2.2.2 光纤色散 |
| 2.2.3 光纤非线性效应 |
| 2.3 数字反向传播补偿算法 |
| 2.3.1 偏振复用系统的光脉冲传输方程及其解法 |
| 2.3.2 数字反向传播算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光梳WDM相干光传输系统性能分析 |
| 3.1 光超信道下的子载波配置 |
| 3.1.1 光超信道概念 |
| 3.1.2 光梳WDM相干传输仿真平台说明 |
| 3.1.3 Tb/s超信道下的最佳子载波配置 |
| 3.2 光梳在色散补偿光纤链路中的应用 |
| 3.2.1 色散补偿光纤及仿真说明 |
| 3.2.2 DCF链路光梳WDM系统仿真结果分析 |
| 3.3 新型调制格式性能分析 |
| 3.3.1 APSK星座图及仿真说明 |
| 3.3.2 APSK在单载波系统中的性能分析 |
| 3.3.3 APSK在光梳WDM系统中的性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光梳WDM系统信道间非线性补偿算法 |
| 4.1 DBP算法性能仿真分析 |
| 4.1.1 单载波系统中的DBP性能分析 |
| 4.1.2 光梳WDM系统中的DBP性能分析 |
| 4.1.3 光梳WDM系统中的全光场DBP性能分析 |
| 4.2 MC-DBP算法性能仿真分析 |
| 4.2.1 MC-DBP算法原理 |
| 4.2.2 MC-DBP算法与反向传播带宽的关系 |
| 4.2.3 MC-DBP算法最优步长 |
| 4.3 基于MC-DBP的高效非线性补偿方案 |
| 4.3.1 原理概述 |
| 4.3.2 高效MC-DBP方案性能仿真分析 |
| 4.3.3 高效MC-DBP方案步长选择 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）OFDM光纤通信系统数字去非线性损伤的理论及仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信发展概述 |
| 1.1.1 光纤通信系统结构 |
| 1.1.2 光纤通信系统的优点 |
| 1.1.3 影响光纤通信发展的限制因素 |
| 1.2 DWDM系统 |
| 1.2.1 DWDM原理及系统组成 |
| 1.2.2 DWDM系统的研究意义 |
| 1.3 光纤通信系统中的损伤 |
| 1.3.1 线性损伤 |
| 1.3.2 非线性损伤 |
| 1.4 本文的主要结构 |
| 第二章 CO-OFDM系统介绍与非线性效应理论基础 |
| 2.1 CO-OFDM系统 |
| 2.1.1 OFDM与 CO-OFDM |
| 2.1.2 CO-OFDM关键技术 |
| 2.1.3 16PSK与16QAM调制技术 |
| 2.2 非线性效应 |
| 2.2.1 非线性效应的理论基础 |
| 2.2.2 非线性效应的补偿办法 |
| 2.3 传统的PCTW抑制非线性效应的方法 |
| 2.4 改进的PCTW方案 |
| 2.4.1 广义PCTW方案 |
| 2.4.2 M-PCTW方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于多种实现方案的PCTW-QAM-CO-OFDM系统子载波间FWM噪声的理论建模 |
| 3.1 OFDM系统中16QAM信号的表达式 |
| 3.2 时域PCTW方案的半解析FWM模型 |
| 3.2.1 简并FWM模型 |
| 3.2.2 非简并FWM模型 |
| 3.3 子载波域PCTW方案的半解析FWM模型 |
| 3.3.1 简并FWM模型 |
| 3.3.2 非简并FWM模型 |
| 3.4 偏振域PCTW方案QAM-OFDM系统的半解析FWM模型 |
| 3.5 用PCF技术代替PCTW方案的QAM PDM-OFDM系统半解析模型 |
| 3.6 由于FWM噪声而导致性能下降的表达式 |
| 3.7 数值结果和讨论 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于多种PCTW方案不同调制格式下的仿真研究 |
| 4.1 CDR系统理论 |
| 4.2 系统仿真结构 |
| 4.3 仿真平台搭建 |
| 4.3.1 Optisystem软件介绍 |
| 4.3.2 参数设置 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 16QAM单信道仿真实验 |
| 4.4.2 八信道16QAM调制和16PSK调制仿真实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（8）被动锁模掺镱光纤激光器及波长调谐特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超短脉冲激光器的研究背景及现状 |
| 1.2.1 基于纳米材料锁模光纤激光器的研究现状 |
| 1.2.2 基于非线性偏振演化技术锁模光纤激光器的研究现状 |
| 1.3 锁模光纤激光器的分类与脉冲形成的机制 |
| 1.3.1 光纤激光器中实现锁模的机制 |
| 1.3.2 锁模光纤激光器中脉冲形成的机制 |
| 1.4 掺镱光纤激光器的特点 |
| 1.5 本论文的研究目的以及内容安排 |
| 第二章 超短脉冲在光纤中传输的基本理论 |
| 2.1 光纤中脉冲的传输特性 |
| 2.1.1 光纤中的色散效应 |
| 2.1.2 光纤中的非线性效应 |
| 2.2 光纤中脉冲的传输方程 |
| 2.3 数值模拟方法 |
| 2.4 掺镱锁模光纤激光器的数值模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究 |
| 3.1 碳纳米管作为可饱和吸收体的研究进展 |
| 3.2 单壁碳纳米管可饱和吸收体的制备以及性能表征 |
| 3.3 皮秒单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究 |
| 3.3.1 实验装置 |
| 3.3.2 实验结果与讨论 |
| 3.4 飞秒单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究 |
| 3.4.1 光纤激光器中常用的色散补偿技术 |
| 3.4.2 实验装置 |
| 3.4.3 实验结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 波长可调谐掺镱锁模光纤激光器的实验研究 |
| 4.1 常用的波长调谐技术 |
| 4.2 反射式光栅波长调谐技术 |
| 4.3 波长可调谐掺镱锁模光纤激光器的实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 新型非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器的研究 |
| 5.1 新型非线性偏振演化锁模技术的理论分析 |
| 5.2 传统非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器的实验研究 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 新型非线性偏振演化锁模光纤激光器的实验研究 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 本论文的创新点 |
| 6.3 存在的问题和后续工作计划 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）相干光通信系统中信道间非线性监测技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及现状 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 国内外研究现状 |
| 1.2 论文主要研究内容 |
| 1.3 论文结构和章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 相干光通信系统中的光纤非线性效应 |
| 2.1 相干光通信系统原理 |
| 2.1.1 相干光信号调制原理 |
| 2.1.2 相干光信号接收原理 |
| 2.2 光纤中的非线性效应 |
| 2.2.1 SPM效应 |
| 2.2.2 XPM效应 |
| 2.2.3 FWM效应 |
| 2.2.4 SRS效应 |
| 2.2.5 SBS效应 |
| 2.3 光纤通信系统中的非线性噪声估计模型 |
| 2.3.1 高斯噪声模型 |
| 2.3.2 加强型高斯噪声模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于差分导频信号监测信道间非线性噪声的实验研究 |
| 3.1 基于差分导频信号的信道间非线性噪声监测方法的原理 |
| 3.2 实验方案的设计和制定 |
| 3.3 实验监测信道间非线性噪声功率 |
| 3.3.1 实验平台搭建与系统参数 |
| 3.3.2 实验监测结果 |
| 3.4 关于基于差分导频信号监测信道间非线性功率方法适用范围的讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 一种改进的基于差分导频信号监测信道间非线性噪声的方法 |
| 4.1 基于差分导频信号的信道间非线性噪声监测方法存在的问题 |
| 4.2 信道间非线性噪声监测原理 |
| 4.2.1 OSNR监测原理 |
| 4.2.2 信道间非线性噪声功率监测原理 |
| 4.3 关于信道间非线性噪声监测的仿真验证 |
| 4.3.1 OSNR监测结果 |
| 4.3.2 信道间非线性噪声功率监测结果 |
| 4.4 改进的基于差分导频信号的信道间非线性噪声监测方法性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）光纤传输系统中随机分布式散射的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 现有研究存在的问题 |
| 1.4 研究内容与意义 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 2 光纤散射的理论模型及应用 |
| 2.1 瑞利散射的原理及理论模型 |
| 2.2 光纤布里渊散射的原理及理论模型 |
| 2.3 光纤拉曼散射和拉曼放大的基本原理和模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光纤后向散射对单纤双向光纤通信系统影响的研究 |
| 3.1 典型单纤双向系统及其问题 |
| 3.2 光纤后向散射的特性 |
| 3.3 后向散射对上行信号误码率的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 单纤双向系统中后向瑞利散射噪声抑制的研究 |
| 4.1 单纤双向PON的实现及其问题 |
| 4.2 一种基于正交编码的单纤双向PON架构 |
| 4.3 基于正交编码的单纤双向PON性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于香农极限理论的OTDR性能分析与动态范围提升方法 |
| 5.1 OTDR系统架构 |
| 5.2 OTDR实现光纤损耗测试的数学模型 |
| 5.3 基于香农极限理论的OTDR性能分析 |
| 5.4 基于线性调频信号和电域频分复用的大动态范围OTDR |
| 5.5 本章小结 |
| 6 光纤布里渊散射的改进模型 |
| 6.1 布里渊散射与瑞利散射的改进功率耦合模型 |
| 6.2 改进功率耦合模型的实验验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 光纤拉曼放大系统噪声功率谱模型和光场传输模型的研究 |
| 7.1 基于拉曼放大的光纤通信系统 |
| 7.2 分布式光纤拉曼放大系统中随机分布式噪声的精确建模 |
| 7.3 分布式光纤拉曼传输系统的信号光场传输模型 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 论文总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 缩略词中英文对照表 |
四、Recent Issues on Nonlinear Effects in Optical Fibers（论文参考文献）
- [1]高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿[D]. 覃禹让. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]轨道角动量模式复用光通信系统中干扰抑制方法研究[D]. 周思彤. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]基于自编码器的相干光传输系统非线性损伤补偿技术研究[D]. 臧圆茹. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]相干光通信中基于机器学习的非线性均衡技术研究[D]. 刘守东. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]光梳相位相关性对光纤信号传输的影响及其性能分析[D]. 赵宇杰. 电子科技大学, 2021(01)
- [7]OFDM光纤通信系统数字去非线性损伤的理论及仿真研究[D]. 吴佳琳. 南京邮电大学, 2020(03)
- [8]被动锁模掺镱光纤激光器及波长调谐特性研究[D]. 郭鸿宇. 西北大学, 2020(01)
- [9]相干光通信系统中信道间非线性监测技术的研究[D]. 周静如. 北京邮电大学, 2020(04)
- [10]光纤传输系统中随机分布式散射的研究与应用[D]. 冯其光. 华中科技大学, 2020(01)