一、光网络中色散补偿和光分插复用的同时实现(论文文献综述)
张杰[1](2021)在《WSON传送网损伤评估算法研究》文中指出随着5G技术的普及,WSON传送网流量呈现日益剧增的趋势。随着业务量越来越多,研究人员不仅需要考虑如何承载更多的业务,还需要考虑如何评估WSON传送网中的信号损伤以及如何满足光信号传输的质量需求。本文提出了一种基于复用段仿真模型的损伤评估算法(MSDA),该算法旨在通过对WSON传送网中每个光复用段的精确建模来提高光信噪比计算精度。仿真结果表明,与传统的光信噪比计算公式相比,使用MSDA算法求得的OSNR误差更小:MSDA算法的误差在0.4dB以内,远小于传统光信噪比计算公式的OSNR误差(2dB)。为了进一步提升WSON传送网损伤评估的精度,本文还考虑了非线性噪声和EDFA增益不平坦性的影响,并提出了一种基于链路特征的损伤评估算法(LDA)。该算法的基本思路是:从每个业务路由中提取输入信号光功率、业务路由长度、光放大器数量、跨复用段数量、波道编号以及相邻波道业务状态作为特征,提取该业务的接收端光信噪比作为训练目标。仿真结果表明,使用LDA算法求得的光信噪比精度可达到0.7dB。中继站的合理部署可以极大降低网络的建设成本。本文提出了一种基于链路稳定性和成本约束的中继站选举算法(LCRA)。该算法考虑了中继站的抗故障能力,并提出了中继复用率指标来评估链路稳定性。经过仿真实验,相比于贪婪选择中继算法,LCRA算法可有效降低中继阻塞率和中继成本,同时具有更高的抗故障能力,并且提高了链路稳定性。
张涛[2](2019)在《基于光纤光栅的光分插复用器的研究》文中提出随着光通信网络的迅速发展,光分插复用器(OADM)因其具有偏振无关、插入损耗低、成本低等优点,在光网络中起到至关重要的作用。本文在研究光纤光栅的基础上,设计了两种类型的OADM。一种是基于光纤光栅和环形器的OADM,并对该类型的三种不同结构OADM进行仿真研究,结果表明这三种结构OADM损耗低、串扰小、性能良好。另一种是在光纤光栅型OADM的基础上,结合模分复用(MDM)技术,研究了基于光纤光栅模分复用的OADM,可以实现双波长三模式的上下载。主要完成的工作有:(1)对OADM的基本原理和常见结构进行研究分析;阐述了光纤光栅的发展过程、应用及其调谐技术,利用耦合模法和传输矩阵法对光纤光栅进行理论分析,并通过Matlab研究分析了光纤布拉格光栅的光谱特性。(2)提出三种基于光纤布拉格光栅(FBG)和环形器的可调谐型OADM,并通过OptiSystem对三种结构在满负荷和未满负荷运行时,各个端口的光谱进行仿真分析。第一种OADM结构简单、损耗低;第二种OADM虽然结构较复杂,但却大大减小了信号串扰,而且光纤光栅调谐过程不会对输出端光谱产生影响;第三种OADM结构简单、灵活、可控性强,四个上下载端口均能上下载不同波长的信号。(3)以FBG和环形器为基础,结合模分复用技术,研究了基于光纤光栅模分复用的新型OADM,它的上下载能力是单波长单模式OADM的6倍,从而使OADM的上下载能力大大提高。
孙剑[3](2019)在《高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究》文中研究表明随着信息时代到来,虚拟现实、物联网、高清视频直播等技术和业务深入人们的日常生活和工作,光纤通信系统时刻面对着巨大的带宽需求。研究人员通过提高单通道速率、优化频谱效率以及开发新的复用维度等方法不断增加系统容量,总结近30年来OFC会议上Post Deadline文章,可以发现实验室中的光纤通信系统容量平均每四年提高10倍。使用多种技术相结合的方式可以非常有效地提高通信系统容量,但也将同时大幅增加网络节点复杂度,进而对光信号处理能力提出更高的要求,如高质量光信号源生成、多路信号同时处理、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等。能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中的超大容量系统成功商用化的关键因素。本文结合参与课题内容,对正常色散区超连续谱生成机理、光时分复用(Optical Time Division Multiplexing,OTDM)分插复用器、全光波长转换、宽度调谐脉冲生成以及全光相关器等这些光信号处理相关技术进行理论和实验研究,得到一些有益的结论和成果,主要的创新点和研究成果如下:(1)理论研究了脉冲在高非线性光纤(Highly Non-linear Fiber,HNLF)正常色散区超连续谱演化过程中的光谱收缩现象。在正常色散区,脉冲光谱存在能量由两侧波长向内侧转移的机制,这种机制主要由四波混频(Four Wave Mixing,FWM)过程中的能量回传和群速度色散(Group Velocity Dispersion,GVD)导致的走离效应共同作用引起,出现在光波分裂(Optical Wave Breaking,OWB)现象发生之后,其发生的传输距离与脉冲峰值功率和光纤色散成反比。另外受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering,SRS)和交叉相位调制(Cross-Phase Modulation,XPM)效应对光谱收缩现象具有不同影响,表现为:当脉冲内同一时刻重叠的频率分量间隔达到拉曼增益范围时,在SRS的作用下短波长分量会将能量转移给长波长分量,导致短波长分量收缩速度快于长波长分量;XPM在脉冲前后沿表现为不同特性,分别体现为红移和蓝移,这会导致两侧光谱收缩不同步。(2)理论研究了 HNLF正常色散区脉冲前后沿尾部非频移部分演化过程。SRS加速了前沿非频移部分的能量减弱过程,减缓了后沿非频移分量能量减弱过程,三阶色散和自陡峭效应虽然可以导致光谱不对称展宽,但对于尾部非频移分量影响较小;XPM对非频移部分影响表现为脉冲不同频率分量在前后沿重合时,能量较强的部分对能量较弱的非频移部分进行相位调制,最先在靠近脉冲中心的位置发生,前沿的非频移部分出现红移,而后沿部分出现蓝移,传输过程中非频移部分一直受到XPM作用,红移部分持续红移,蓝移部分持续蓝移,波长逐渐靠近前后沿频移部分。(3)分别基于XPM和自相位调制(Self-Phase Modulation,SPM)效应提出了双向使用高非线性光纤结构的全光分插复用和波长转换方案,并进行了实验验证,相比于已有的方案,文中提出方案在仅使用一段HNLF的条件下实现了同时对两路OTDM信号分别进行处理,减少了使用器件数量,简化了系统结构,进行了 2*80 Gbit/s OTDM信号分插复用实验以及50 Gbit/s和20 Gbit/s信号同时波长转换实验,实验结果表明提出的结构都实现了信号无误码接收,具有良好的信号处理能力。(4)分别基于铌酸锂调制器的偏振特性和行波特性提出了两种宽度可调谐脉冲生成方案,并进行了理论分析和实验验证。相比于现有方案,提出的方案在仅采用一个单驱动强度调制器情况下实现了脉冲占空比21%-50%范围内连续可调,简化了系统结构。利用提出的宽度可调谐脉冲生成结构分别进行了 40Gb/s OTDM信号解复用和80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验,都实现了实现了无误码接收,实验表明提出的结构具备对高速光信号处理的能力。(5)提出了一种基于多模光纤中模式色散的全光相关器。理论和实验研究证明短脉冲光以不同角度从不同位置注入到多模光纤中可以激励起离散的模式群,这些模式群因模式色散在光纤输出端会形成特有的脉冲响应,依此可以建立空间到时间的一一对应关系。搭建了基于模式色散的全光相关器实验结构,完成了对8-bit码元的全光检测实验。另外当相关器脉冲响应为矩形时,提出的结构可以用于实现全光积分,并进行了实验验证。
张博[4](2019)在《下一代灵活光网络中非线性损伤建模及补偿关键技术研究》文中研究表明下一代灵活光网络正在朝着大容量、智能化、可编程的方向不断演进,为满足光网络扩容的要求,光纤传输速率不断提高,从单波10G发展到100G,再到如今200G系统已经成熟商用,400G系统开始少量商用。但是随着传输速率的提高,光纤非线性效应对链路产生的损伤日益明显,极大地限制着光网络链路的最大传输距离。另一方面,最大传输距离受限则意味着对中继站点的需求增加,不仅直接导致网络建设成本大幅度增加,还会引入额外的滤波损伤。随着光网络节点的增多,级联ROADM的滤波效应增强,对链路性能的损伤变大,成为限制光网络扩容的难点之一。因此,对下一代灵活光网络中非线性效应和级联ROADM窄带滤波效应引起的非线性损伤进行建模、预测和补偿已成为国内外研究热点,是进一步提高光网络容量的关键技术,也是目前光网络研究的重点和难点。本文针对下一代灵活光网络中非线性噪声对传输距离和网络容量的限制问题,研究了非线性噪声的建模和补偿问题;针对灵活光网络中ROADM节点的增加带来的窄带滤波级联效应,研究了光网络中级联ROADM滤波损伤建模问题,主要研究工作和创新点如下:(1)基于高斯噪声模型提出全场景非线性噪声估计模型和敏捷估计模型本文研究了高斯噪声模型估计误差产生的原因,对SCI、XCI和MCI三种非线性噪声的误差项进行了分析和仿真。提出了适用于全场景的非线性噪声估计模型,去除了高斯噪声模型中的高斯分布假设限制,通过仿真分析验证了模型的准确性;进一步提出了适用于动态变化光网络的全场景非线性噪声敏捷估计模型,将多种光纤参数和光网络ROADM节点处的上下路动态变化考虑在内,并通过仿真分析验证了模型的准确性。(2)基于时域ISI(Inter-symbol interference)模型提出多参数盲均衡非线性补偿方案本文基于非线性噪声时域ISI模型,研究了非线性噪声干扰系数和非线性噪声的时间相关特性。提出了多参数盲均衡非线性补偿方案,通过自适应算法实现抽头系数和算法步长的同时更新,使得该方案能够实现快速收敛和准确建模。通过仿真验证与对比分析,多参数盲均衡非线性补偿方案能够获得较好的补偿增益。(3)基于人工神经网络的ROADM级联滤波损伤预测建模本文基于ROADM等效传输模型,研究了 ROADM节点位置分布和带宽分布对级联ROADM滤波效应的影响,提出了基于人工神经网络的ROADM级联滤波损伤预测模型,利用ROADM级联数目、输入端OSNR、ROADM位置分布和ROADM带宽分布等参数作为输入,对光链路滤波损伤实现了较为准确的估计。
宋通[5](2019)在《基于MZI和光纤光栅的光分插复用器的研究》文中研究指明随着大数据和网络媒体等大宽带业务的发展,以光交换单元为光交换节点的第三代光网络的建设正逐渐兴起,而光分插复用器作为其中的重要器件之一,受到了广泛的关注与研究。为了解决光分插复用器插入损耗高,成本高,可同时上下路的波长数目太少等方面的问题,本文围绕光分插复用器,对级联光栅、基于马赫-曾德尔干涉仪(Mach–Zehnder interferometer,MZI)和级联光栅的光分插复用器、基于光分插复用器的光网络都开展了较为详细的研究分析,主要完成了以下几方面的工作:1.用传输矩阵法推导了光波在级联光栅中的传输公式。然后利用OptiGrating仿真软件分析了级联个数、折射率调制深度、占空比、啁啾量、取样周期、相移角度、相移次数等因素对各类级联反射谱的影响,得到一种可以同时反射多个波长的级联相移啁啾光栅。最后用切趾函数对级联相移啁啾光栅的反射谱进行了优化,优化出了有五十多个梳状反射峰的级联相移啁啾切趾光栅。2.利用级联光栅的研究结果设计出了两种类型的光分插复用器,分别是基于布拉格光栅和马赫-曾德尔干涉仪的Ⅰ型光分插复用器,可以实现单个波长的上下路;基于级联相移啁啾切趾光栅和马赫-曾德尔干涉仪的Ⅱ型光分插复用器,可以实现52个波长的上下路。并在Ⅰ型光分插复用器的基础上,分别设计了符合IUT-T标准的16通道的固定式光分插复用器,8通道的可重构光分插复用器和8通道的双向传输可重构光分插复用器。用OptiSystem软件对这几种光分插复用器进行了仿真,得到了各端口的频谱分析图。仿真结果表明,设计的光分插复用器具有可行性。3.将设计的光分插复用器应用在光网络中,得到了三种符合N×100 Gbit/s WDM系统技术标准的光网络结构:应用固定式光分插复用器的总线型光网络;应用可重构光分插复用器的单向环型光网络;应用双向传输可重构光分插复用器的网状网型光网络。并分别通过OptiSystem软件对三种光网络进行仿真分析,通过观察各节点的信号频谱验证了各网络结构的可行性及兼容性。本文对级联光纤光栅的光谱特性进行了详细地分析研究,设计的光分插复用器对于实现多通道信号的灵活上下路有一定的参考意义,同时设计的基于光分插复用器的光网络对于提高波长利用率在一定程度上有借鉴意义。
魏伟[6](2018)在《超高分辨率软件定义光学滤波器设计及应用研究》文中研究指明光学滤波作为一种十分重要的光信号处理手段,被广泛地应用于光通信和微波光子学中,实现对光学信号或者对调制到光域的微波信号进行带通带阻滤波、时域频域变换等。随着光通信领域和微波光子学领域的不断发展,对光学滤波的精度也提出了越来越高的要求。高分辨率的光学滤波将是推动实现全光灵活组网,促进微波光子学发展,催生新的前沿交叉学科的重要功能器件。更高分辨率的重构性,更大范围的中心波长调谐,更高的滤波抑制比等都是光学滤波的发展趋势。然而相较于一般的微波信号,光波有着超高的频率,这使得对光波的精细化处理变得较为困难。目前带宽在GHz量级的光学滤波器还远远无法实现高精度的控制,这也阻碍了精细化光信号处理的进一步发展。受激布里渊散射效应是光纤中十分常见的光学非线性效应。其仅10到30 MHz的线宽提供了非常高的频率选择性,是进行高分辨率光信号处理的理想选择之一。本文利用这一效应实现了超高分辨率软件定义的高质量光学滤波器,并在滤波响应重构灵活度、中心波长调谐范围、偏振相关性和滤波抑制比等方面提出了全方位优化的方案。本文的主要成果和研究思路为:提出了非线性光信号处理高精度数字控制新方法,揭示了布里渊泵浦精确可控的机理;实现了超高分辨率的可编程任意形状光学滤波器和微波光子学滤波器,并采取多种措施提升滤波参数和滤波性能;将其应用至光纤骨干网分插复用节点和微波光子学脉冲整形中,获得了很好的实际效果;推动了该项技术的小型化和实用化。具体来说,本文内容包括:1.提出布里渊增益谱形的数字化精确控制方法利用受激布里渊散射实现光学滤波器的概念很早即被提出,但是对布里渊增益谱型的控制精度始终受到限制。本文提出了高分辨率的布里渊泵浦数字化设计方法,利用可控程度更高的电数模转换器(任意形状发生器)数字化高精度地产生电波形,再利用IQ调制器实现单边带载波抑制调制到光上,从而实现对布里渊泵浦高分辨率的完全控制。为了克服系统非线性等非理想因素,本文进一步提出循环反馈校正技术,根据测量结果多次对产生的泵浦波形进行迭代,从而成功实现对布里渊增益谱的高精度控制。这也是本文区别于之前工作的重要突破和创新点。2.提出一系列对滤波器的优化措施,实现高抑制比偏振无关矩形光学滤波器本文针对滤波器的各项参数进行了多项优化措施,极大提高了滤波器的实用性。为提高滤波器的抑制比,采取布里渊多级放大结构,更高效地利用泵浦光,实现了超过40 dB的滤波抑制比。本文还提出快速单频扫频泵浦方案,利用延时正交的双路结构解决了布里渊滤波器的偏振相关性问题。最终实现了50 MHz-3 GHz带宽的高精度可重构矩形滤波器。矩形因子可达1.056,为已报道的所有窄带矩形光学滤波器的最佳值。3.对泵浦展宽后的布里渊滤波器噪声进行了仿真和实验分析相较于一般的无源光滤波器,基于受激布里渊散射的滤波器的原理是放大带内信号而非阻隔带外信号。在带来增益的同时布里渊散射也会在放大滤波过程中引入噪声,劣化信号质量。本文对宽带布里渊放大引入的噪声情况进行了分析,并试图通过优化滤波器的各项参数配置来实现对其噪声性能的优化。通过实验精确的测量和仿真的全面补充,本文研究了泵浦展宽方式、泵浦功率以及待放大信号的功率、信号偏振态、光纤长度等对滤波性能的影响。实验和仿真结果为降低滤波器引入的噪声提供了一些思路,有助于进一步提升滤波器的实用性。4.演示了基于高精度矩形滤波器的超精细栅格可重构光分插复用方案下一代弹性光网络需要更精细的光交换粒度和更高的灵活性,这给光滤波技术提出了新的挑战。本文利用得到的高品质矩形滤波器实现了超精细栅格的可重构光分插复用结构,并演示了对偏振复用的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的上下路功能。采用布里渊矩形带通滤波和带阻滤波对保护间隔仅为300 MHz、单个带宽2 GHz的正交相移键控OFDM子带进行25 dB以上的放大选择或滤除,证明了本方案可对OFDM信号进行高保真度的滤波处理,极好地显示了本方案的滤波优势。5.实现软件定义任意形状高精度微波光子学滤波方案微波光子学滤波器对滤波的精度和灵活性提出了更高的要求。本文通过对泵浦波形的特殊设计和对整个系统的高精度控制,实现了以1 MHz为精度对滤波器中心频率进行高分辨率调谐和以15 MHz为分辨率对滤波幅度响应进行任意配置,并演示了截断高斯型、高斯型、超高斯型、三角形等滤波响应。基于对滤波器的超高分辨率控制,本文进一步演示了该滤波器在微波光子学中的典型应用。通过对滤波器响应的调节和切换,实现了对时域脉冲形状的精确调控和整形。理论和实验的高度吻合再一次证明对滤波器极高的控制精度。6.提出低成本直调泵浦控制方案并推动滤波器实用化和仪器化进程为进一步提升布里渊滤波器的小型化和仪器化,本文提出基于低成本直接调制激光器和低速数模转换器的新方案。通过对直接调制激光器调制电流的设计和反馈调节,同样实现了对滤波响应的高精度控制。相较于之前的外调制方案,直调方案有着与之相似的滤波响应控制精度以及噪声性能,但有效地简化了系统结构,大大降低了系统成本和体积,是该滤波器迈向实用化的重要一步。此外,特殊设计的滤波器图形化操作界面还为该技术的仪器化提供了软件支持。本文提出的基于受激布里渊散射效应的超高分辨率光学滤波器,解决了目前窄带宽(GHz量级)光学滤波控制精度较低的问题,首次实现了对滤波响应、滤波带宽和中心频率同时进行MHz量级的高精度控制,力求提供一种性能优异、功能多样、应用范围广、实用度高的窄带滤波方案。实际上,该高分辨率滤波器虽然仍旧沿用了滤波器的名称,但其内涵早已超越了传统意义上实现波长通阻的滤波器,而是提供了一个高分辨率高灵活性的光信息处理的平台,为光学信号和微波光子信号的高精度处理展示了新的可能,必将在光通信和微波光子学领域发挥其不可替代的作用。
王梓宇[7](2016)在《基于光纤光栅的光分插复用器及其在光网络中的应用》文中指出光纤光栅的光分插复用器有着结构简单、插入损耗低等优点,一方面提高了信号上传下载的灵活性,另一方面也为整个网络的可控性提供了保障,在光纤通信等领域起着举足轻重的作用。本文对均匀光纤布拉格光栅以及取样光纤光栅的原理和性能进行了研究,设计了三种新型基于光纤光栅的光分插复用器,并对结构原理进行仿真分析;之后又研究了三种应用光纤光栅OADM的网络结构,并通过OptiSystem进行实例分析。主要完成的工作有:1.首先分析了光纤光栅和光分插复用技术的发展状况,介绍了它们的工作原理和分类,接着在对WDM和全光网络的发展状况分析的基础上阐述了光纤光栅和OADM在网络中的应用和发展。应用耦合模理论和传输矩阵法分别对均匀光纤布拉格光栅和取样光纤光栅进行理论研究;使用Matlab对这两种光纤光栅的反射及透射光谱进行仿真分析,并通过控制变量法分析其影响因素。2.设计出了三种基于布拉格光纤光栅的新型OADM结构:双通道波长交换OADM、三波长可调型OADM以及可调型双通道波长交换OADM。这三种新型OADM能够实现多通道的信号和多波长的灵活上传下载功能。使用Optisystem对这三种新结构进行仿真分析,得到各端口的频谱分析图以验证其可行性。3.提出了三种基于光纤光栅OADM的网络结构:第一,将单个光纤光栅OADM应用于10Gbit/s WDM网络(一级组网);第二,将组合型光纤光栅OADM应用于10Gbit/s WDM网络(一级组网);第三,将可调谐光纤光栅OADM应用于两级混合网络(一种两级组网的10G EPON网络结构)。并通过Optisystem对三种组网模式分别进行仿真分析,通过观察各节点的信号频谱和接收器误码率分析图来验证各网络结构的可行性以及OADM与网络的兼容性。经过仿真分析,眼图形状良好,且误码率很小,证明了该组网方式很好的兼容了基于光纤光栅的光分插复用器,光分插复用器能够很好的应用在下一代光网络中,市场前景巨大。
王丹石[8](2016)在《弹性光网络中的信号处理关键技术与应用研究》文中提出随着信息化社会的发展,全球数据业务量呈爆炸式增长,网络带宽显着提升,对光网络的承载能力提出了更高的要求。而在传统的波长交换光网络中,信道间隔(或称波长栅格)固定不变,交换粒度过大,这导致了频谱资源浪费、网络灵活性不足、自适应能力差等问题。针对上述问题,以灵活栅格为特征的弹性光网络采用带宽可变的光收发和光交换机制,可根据业务需求灵活高效地分配频谱资源,成为了光网络中具有前瞻性的研究热点之一。弹性光网络主要采用多维高阶光调制,要求相应的信号处理技术具备高速、节能、灵活以及智能的特性,而传统的信号处理技术面临着电子速率瓶颈、能耗过大、功能单一、效率低下、复杂度高、对信号格式和速率不透明等诸多问题,难以满足弹性光网络的需求。因此,探索和研究弹性光网络中的信号处理技术具有重要意义,也是目前光网络研究的难点和热点。论文围绕弹性光网络中信号处理技术的需求和难点,探索研究了弹性光交换中的“光信号处理”和弹性光传输中的“数字信号处理”技术,提出了若干技术方案。论文的主要创新点如下:第一,采用国产的带宽可调波长选择光开关(TB-WSS)设计了三种具有光信号处理功能的弹性可重构光分插复用(ROAMD)结构。其中的光信号处理模块基于半导体光放大器(SOA)中的四波混频(FWM)效应,可实现多种光信号处理功能。实验表明基于该模块可以实现差分相移键控(DPSK)、正交相移键控(QPSK)和16正交振幅调制(16QAM)光信号的波长变换。与传统波长变换方案相比,本论文专门针对弹性光网络的灵活栅格特性,以12.5GHz的变换步长实现了高达1THz的变换范围。第二,基于分光器的单波长组播方案存在功率代价大、波长冲突频繁等问题,为此,论文提出了一种基于SOA中的多泵浦FWM效应的波分复用(WDM)组播方案。实验结果表明,该方案支持12Gbaud的QPSK信号的1路到6路、1路到10路WDM组播,还支持专门针对弹性光网络的1路到7路弹性WDM (FWDM)组播,并能实现双路QPSK信号1路到3路和1路到6路WDM组播。实验结果显示以上方案生成的所有组播信号的光信噪比(OSNR)在13~25dB之间,绝大部分的信号性能良好满足实际的通信需求。与已有的单路通断键控(OOK)和DPSK信号的WDM组播方案相比,本论文实现了高泵浦效率的高阶QPSK信号的双路并行WDM组播方案。第三,针对传统光信号处理技术功能单一、效率低下的问题,提出一种基于SOA中FWM效应来实现双路DQPSK (2×12.5Gbaud)到DPSK格式转换兼波长变换方案,实验结果表明该方案可同时支持双路信号的格式转换和波长变换,与原始信号相比,转换而来的DSPK信号由于较强的抗损伤能力,甚至得到-0.5dB的功率代价,另外两路新生成的DQPSK信号的功率代价均小于1.OdB。第四,提出了一种基于量子点SOA (QD-SOA)中FWM效应的三路DPSK信号(3×12.5Gbps)的异或(XOR)运算方案,实验结果表明,该方案能够实现并行三路信号的异或运算并同时实现其WDM组播功能,所有信号的OSNR都在20dB以上,从而实现10-9以下的误码率(BER)。与已有的双路光域逻辑门方案相比,本论文在QD-SOA中实现了三路信号的逻辑运算同时完成了并行组播的功能。第五,针对弹性光传输中的非线性相位噪声(NLPN)难题,将机器学习算法引入弹性光传输中的数字信号处理中,提出了一种基于支持向量机(SVM)的低复杂度非线性相位噪声抑制算法,仿真结果表明,该算法可以抑制BPSK、QPSK、8PSK和16QAM等多种调制下弹性光传输中的NLPN,对于高阶信号效果更明显,与传统的DSP算法相比,可将1OOGbps的16QAM信号的注入功率动态范围提高2.8dB。第六,针对光传输中的传统数字信号处理算法动态损伤补偿较难、自适应能力差等问题,提出了一种基于反向传播人工神经网络(BP-ANN)的多种物理损伤补偿算法。仿真结果表明,该算法可以有效补偿高斯白噪声、光源相位噪声、I/Q支路不平衡、非线性相位噪声等多种物理损伤,与传统算法相比,可将1OOGbps的16QAM系统的光源线宽容限拓宽170kHz,注入功率动态范围提高2.7dB,最大传输距离延长240km。第七,针对传统数字信号处理算法训练时间过长、依赖补偿链路类型的问题,提出了一种基于k近邻(KNN)的免训练的弹性光传输混合链路补偿算法。仿真分析了该算法在色散位移链路、色散管理链路和色散非管理链路中的非线性补偿效果,结果表明,与传统算法相比,该算法具有更强的链路损伤自适应性,适合弹性光传输中的混合链路场景,在三类典型链路中,可将系统的注入功率动态范围分别提高 1.7dB、1.0dB 和 0.4dB。
张静[9](2013)在《光OFDM若干关键技术研究》文中研究指明光正交频分复用(OFDM)技术由于其在频谱利用率、色散容忍性等方面的优势受到广泛关注,已经作为一种新型的调制和频域复用技术被广泛应用于光通信。光OFDM技术可以有效克服多模光纤高频区域的频率选择性衰落,并通过自适应调制优化系统传输性能,最大化利用频谱资源。光OFDM技术可以与高阶调制,偏振复用(PDM)和波分复用(WDM)等多种技术结合,提高单纤传输容量,已经成为未来高速、长程主干光纤传输系统最重要的发展方向之一。基于OFDM技术的接入网技术频谱利用率高,接入容量大,支持透明传输,能够实现不同粒度的资源调度,灵活的在时域和频域进行资源的划分,满足不同业务的带宽需求和服务质量(QoS)要求,已经成为极具吸引力的多用户接入手段。本文针对光OFDM技术在光纤通信相关领域,如多模局域网传输、单模光纤传输、接入网等几个方面的应用,分析和研究光OFDM技术光纤传输中所需解决的若干关键问题,为实际系统设计和实用化提供重要参考。本文主要创新工作概括如下:1、提出一种可变长保护间隔的自适应调制光正交频分复用(AMO-OFDM)多模光纤传输系统。通过差分群时延与不同调制格式下的信噪比门限确定循环前缀(CP)的上限和下限取值,采用可变长循环前缀的方式优化系统频谱利用率。2、在单模直接探测光正交频分复用(DDO-OFDM)系统中,研究了DDO-OFDM应用于高速长距离传输的若干关键问题,提出一种采用梳状导频格式,等间隔的插入导频子载波,通过线性插值的方法估计出非导频子载波的信道响应,时域平均后实现信道估计的方法。搭建Hermitian结构的DDO-OFDM系统实验平台,传输6Gb/s的信号,在背靠背和传输50km单模光纤下,验证了线性插值与时域平均信道估计方法的可行性,与理想信道估计相比,几乎没有带来系统性能损伤。仅采用线性插值时,所需接收光功率有2dB的提升。同时,通过搭建RF-tone插入的DDO-OFDM系统,分别从仿真和实验上验证了所提信道估计方法的可行性。仿真中,20Gb/s信号在背靠背和400km传输下,采用所提信道估计与理想信道估计相比,几乎没有OSNR损伤。仅采用线性插值方法,OSNR有近2dB的损伤。实验中,RF-tone插入的DDO-OFDM系统,传输6Gb/s信号在背靠背和25km传输后,进一步验证了仿真中的结论。3、针对多频带相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统在太比特传输中的应用,仿真实现基于光频梳的CO-OFDM系统中,32×40Gb/s信号在光纤中传输1000km。由于基于光频梳CO-OFDM系统中各频带间的时间和激光器相位信息上的相关性,提出一种采用傅里叶变换(FFT)窗同步用于信道估计和共享导频子载波估计出的激光器相位信息减少多频带CO-OFDM系统开销的方法。仿真结果表明,除去循环前缀,仅有不到1%的系统开销用于1Tb/s多频带CO-OFDM系统时,仍可以实现1000km的传输。4、针对光OFDM技术也可以作为一种频域复用技术,与波分复用技术(WDM)相比具有更高的频谱利用率,提出一种基于光傅里叶变换/光傅里叶逆变换(OFFT/OIFFT)的方法实现OOFDM信号中光子载波的光分插复用(OADM)功能的方法,可以用于基于光OFDM技术的光网络中。通过搭建基于光OFDM技术的偏振复用-正交相移键控(PDM-QPSK)系统仿真平台,验证了该方法的可行性。仿真结果表明,OOFDM信号中光子载波相互正交且同步下,基于OFFT/OIFFT的方法可以实现OOFDM信号光子载波的上、下路和复用。5、利用光OFDM技术在物理层上的优越性,将OFDM技术应用于无源光网络(PON),提出一种基于光正交频带复用和统一接收的上行OFDM-PON传输方案,并从理论仿真和实验上验证了该方案的可行性。在10Gb/s上行传输系统中,对不同光网络单元(ONU)的同步方法、时延容忍性、激光器线宽以及ONU间的功率起伏对系统传输性能的影响等进行了研究和仿真分析。通过搭建实验平台验证了基于光正交频带复用和统一接收的上行传输方案,得出两个ONU可容忍的时延为2倍CP时间间隔的结论。进一步地,每个ONU单元通过非均匀子载波分配和自适应调制技术,可以实现弹性带宽的OFDM-PON上行传输。
张华[10](2008)在《灵活透明光网络中自适应传输机理和关键技术研究》文中研究指明灵活透明光网络是传送网发展演进的重要方向,为网络的运营维护提供了诸多便利。比如,利用通用多协议标签交换(GMPLS)技术可以构造分布式的智能控制平面,实现对连接的快速建立与拆除,支持动态灵活的业务配置以及高效率的资源优化。另外随着各种具有全光处理能力的光器件(如光子交叉连接器、可调全光波长转换器等)技术的逐步成熟,为光信号在全网中透明传输提供了可能性,同时也减少了网络铺设中采用的昂贵光电光转换设备的数量,极大降低了网络建设和运营成本。但是光网络的灵活性和透明性也带来了很多问题,主要是由于缺乏光域3R再生功能,光信号在传输中的物理损伤会产生累积。随着向网状拓扑的演变,光网络的灵活性进一步增强,传输路径的改变将导致物理损伤的动态变化,这些损伤积累的影响有可能造成信号的传输质量劣化甚至不满足系统传输要求。尽管已经推出各种具有自适应补偿能力的器件来解决这一问题,但这些器件目前还都只是传送平面上的局部自适应调节,不了解相互之间的补偿状态,缺乏协同工作能力,从而造成不必要的运营维护开销。因此本论文在国家863项目的支持下,针对上述问题进行了深入研究,获得了若干具有创新性的成果,已经或将要发表在美国光学学会期刊Optics Express和Journal of Optical Networking上。主要的工作和创新点包括以下几个方面:第一,针对光网络中灵活透明性所带来的物理损伤动态变化问题,并且为了充分利用网络中各种可调节设备(如可调色散补偿器、变增益光放大器等)的物理损伤补偿能力,在灵活透明光网络领域首次提出了支持端到端动态传输质量优化的自适应传输思想,通过在现有ASON架构基础上加入对传送平面物理特性控制的能力,实现动态的从源端到目的端的整个光路传输质量的调节和改善。第二,基于现有ASON控制平面功能架构,设计出了支持自适应传输功能的自适应控制面结构,新增了“物理信息采集”、“传输性能评估”、“补偿预算计算”及“传输性能控制”等四个功能模块,从而实现了对链路中各可调节物理损伤补偿器件的动态端到端性能调节,同时也降低了系统调节开销。第三,针对自适应传输所面临的关键问题,提出了初步可行的解决方案,主要包括:1)扩展现有的GMPLS信令协议使其能够支持对物理器件参数的收集以及对性能优化参数的传递;2)参考ITU-T的G680标准以及其它的研究成果,给出了对通路残余色散、接收端光信噪比以及累积非线性效应的评估方法;3)创建了自适应传输所遵循的优化模型并初步设计了可行的启发式优化算法。第四,基于光子晶体光纤中光脉冲传输的物理模型自主开发了模拟超短脉冲在光子晶体光纤中传输的计算机仿真程序,并基于此工具首次开展了在具有双零色散波长的光子晶体光纤中初始脉冲频率啁啾对超连续谱产生的影响研究,分析了正啁啾和负啁啾在超连续谱产生中的不同作用,研究结果表明,正啁啾脉冲可以产生规则的频谱,而负啁啾脉冲则产生复杂不规则的频谱,很难在实际中应用。此外,正啁啾还极大增强了四波混频的效率,通过选择合适的正啁啾值,几乎所有的脉冲能量都可以从反常色散区完全转移到正常色散区。相关的研究成果可对灵活透明光网络中实现可调全光波长转换以及参量放大起到理论指导作用。
二、光网络中色散补偿和光分插复用的同时实现(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、光网络中色散补偿和光分插复用的同时实现(论文提纲范文)
(1)WSON传送网损伤评估算法研究(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 光网络物理损伤评估与补偿技术研究现状 |
1.2.2 中继站选举技术研究现状 |
1.3 论文主要工作和结构安排 |
1.3.1 主要工作 |
1.3.2 结构安排 |
1.4 本章小结 |
第二章 WSON传送网损伤评估算法研究基础 |
2.1 WSON传送网简介 |
2.2 WSON传送网关键技术 |
2.2.1 路由和波长分配技术 |
2.2.2 可重构光分插复用技术 |
2.2.3 WSON智能控制技术 |
2.3 物理损伤 |
2.3.1 物理损伤分类 |
2.3.2 物理损伤的评价指标 |
2.3.3 WSON物理损伤建模 |
2.4 WSON传送网损伤仿真 |
2.4.1 仿真软件简介 |
2.4.2 站点模型与仿真参数 |
2.4.3 WSON传送网仿真模型 |
2.5 本章小结 |
第三章 WSON传送网损伤评估算法 |
3.1 研究背景和内容 |
3.2 WSON传送网损伤评估问题分析 |
3.2.1 问题描述 |
3.2.2 问题分析 |
3.2.3 符号汇总 |
3.3 基于复用段仿真模型的损伤评估算法 |
3.3.1 算法描述 |
3.3.2 算法流程 |
3.4 基于复用段仿真模型的损伤评估算法性能分析 |
3.4.1 算法仿真平台搭建与功能设计 |
3.4.2 MSDA算法与传统OSNR计算公式性能比较 |
3.4.3 跨复用段的业务中MSDA算法性能分析 |
3.5 基于链路特征的损伤评估算法 |
3.5.1 链路特征选择 |
3.5.2 算法流程 |
3.6 基于链路特征的损伤评估算法性能分析 |
3.6.1 算法仿真平台搭建与功能设计 |
3.6.2 算法性能分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于链路稳定性和成本约束的中继站选举算法 |
4.1 研究背景和内容 |
4.2 WSON传送网中继站选举问题分析 |
4.2.1 问题描述 |
4.2.2 问题分析 |
4.2.3 符号汇总 |
4.3 基于链路稳定性和成本约束的中继站选举算法 |
4.3.1 算法描述 |
4.3.2 算法流程 |
4.4 LCRA算法性能分析 |
4.4.1 算法仿真平台搭建与功能设计 |
4.4.2 LCRA算法评价机制 |
4.4.3 LCRA算法性能分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 全光网络智能仿真平台介绍 |
5.1 平台设计要求 |
5.1.1 拓扑模块 |
5.1.2 业务规划模块 |
5.1.3 故障模拟模块 |
5.2 平台主要模块界面 |
5.2.1 拓扑模块 |
5.2.2 业务规划模块 |
5.2.3 故障模拟模块 |
5.3 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 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(2)基于光纤光栅的光分插复用器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 光分插复用器的基本原理及发展现状 |
1.2.1 光分插复用器的基本原理 |
1.2.2 光分插复用器的发展现状 |
1.3 光纤光栅发展概述 |
1.3.1 光纤光栅的发展状况 |
1.3.2 光纤光栅在光通信中的应用 |
1.4 本文的主要研究内容及创新点 |
1.4.1 本文主要研究内容 |
1.4.2 创新点说明 |
第二章 光纤光栅的基本理论及光谱特性研究 |
2.1 光纤光栅的分类及特性 |
2.1.1 光纤光栅的分类 |
2.1.2 光纤光栅的光学特性研究 |
2.2 光纤光栅理论分析方法及模拟仿真 |
2.2.1 耦合模理论分析法 |
2.2.2 传输矩阵理论分析法 |
2.2.3 光纤光栅的光谱特性研究 |
2.3 光纤光栅的调谐技术 |
2.3.1 光纤光栅中心波长的调谐 |
2.3.2 光纤光栅带宽的调谐 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于光纤光栅和光环形器的OADM研究 |
3.1 引言 |
3.2 双下载端口可调谐型OADM |
3.2.1 结构与原理 |
3.2.2 仿真与分析 |
3.3 四下载端口波长固定型OADM |
3.3.1 结构与原理 |
3.3.2 仿真与分析 |
3.4 四下载端口波长任意型OADM |
3.4.1 结构与原理 |
3.4.2 仿真与分析 |
3.5 三种OADM结构比较 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于光纤光栅模分复用的OADM研究 |
4.1 引言 |
4.2 三模式复用/解复用原理 |
4.2.1 纤芯结构参数选取 |
4.2.2 纤芯间距对模式转换效率的影响 |
4.2.3 光纤长度对模式转换效率的影响 |
4.3 OADM的结构设计与仿真分析 |
4.3.1 结构与原理 |
4.3.2 仿真与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
附录一 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
致谢 |
(3)高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 正常色散区超连续谱生成理论研究进展 |
1.3 OTDM分插复用和全光波长转换技术 |
1.3.1 OTDM分插复用技术研究现状 |
1.3.2 全光波长转换技术 |
1.4 光脉冲生成技术 |
1.5 全光相关技术 |
1.6 全文安排 |
2 正常色散区超连续谱演化的研究 |
2.1 引言 |
2.2 超连续谱基础理伦和数值计算方法 |
2.2.1 广义非线性薛定谔方程 |
2.2.2 噪声和相干度模型 |
2.2.3 数值计算方法 |
2.3 皮秒脉冲正常色散区超连续谱生成机理 |
2.4 HNLF正常色散区超连续谱光谱收缩现象的研究 |
2.5 HNLF正常色散区脉冲尾部非频移部分演化的研究 |
2.5.1 拉曼散射和三阶色散对脉冲尾部非频移分量影响 |
2.5.2 XPM对脉冲尾部非频移分量的影响 |
2.5.3 啁啾脉冲尾部非频移分量在HNLF正常色散区演化的研究 |
2.6 本章小结 |
3 OTDM分插复用器和全光波长转换的研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于XPM效应的分插复用和基于SPM的波长转换原理 |
3.2.1 基于XPM效应的分插复用器原理 |
3.2.2 基于SPM的全光波长转换原理 |
3.3 双向使用HNLF的全光信号处理 |
3.4 双向使用HNLF的全光分插复用器 |
3.5 双向使用HNLF的全光波长转换 |
3.6 本章小结 |
4 基于铌酸锂马赫曾德尔调制器的宽度可调谐脉冲生成研究 |
4.1 引言 |
4.2 铌酸锂马赫曾德尔调制器原理 |
4.3 基于MZM偏振特性的脉冲宽度调谐 |
4.3.1 仿真分析 |
4.3.2 实验验证 |
4.4 基于Sagnac环和调制器生成宽度可调谐脉冲 |
4.4.1 基本原理 |
4.4.2 仿真分析和实验验证 |
4.4.3 80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验 |
4.5 本章小结 |
5 基于模式色散的全光相关器 |
5.1 引言 |
5.2 基础理论 |
5.2.1 模式理论 |
5.2.2 模式色散 |
5.2.3 模式激励 |
5.2.4 模式耦合 |
5.3 基于模式色散的全光相关器 |
5.3.1 工作原理 |
5.3.2 实验验证 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 下一步要展开的工作 |
参考文献 |
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)下一代灵活光网络中非线性损伤建模及补偿关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文的研究背景及意义 |
1.2 下一代灵活光网络中关键问题研究现状 |
1.2.1 低余量光网络研究现状 |
1.2.2 非线性噪声监测及预测模型研究现状 |
1.2.3 非线性补偿研究现状 |
1.3 论文研究内容和创新点 |
1.4 本文的组织结构 |
参考文献 |
第二章 下一代灵活光网络中的相干光传输技术 |
2.1 灵活光网络中相干光传输系统基本原理 |
2.2 相干光传输系统接收端DSP |
2.2.1 色散补偿 |
2.2.2 时钟恢复 |
2.2.3 频偏估计模块 |
2.2.4 偏振膜色散补偿 |
2.2.5 载波相位恢复 |
2.2.6 非线性补偿 |
2.3 高斯噪声模型 |
2.3.1 高斯噪声模型的一般形式 |
2.3.2 非相干(incoherent GN Model,IGN)高斯噪声模型 |
2.3.3 基于IGN的多跨段模型 |
2.3.4 高斯噪声模型准确性 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 基于GN模型的全场景非线性噪声估计模型和敏捷估计模型 |
3.1 高斯噪声模型误差分析 |
3.1.1 理论分析 |
3.1.2 仿真验证 |
3.2 全场景非线性噪声估计模型 |
3.2.1 理论分析 |
3.2.2 仿真验证 |
3.3 全场景非线性噪声敏捷估计模型 |
3.3.1 理论建模 |
3.3.2 仿真验证 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 基于时变模型的非线性噪声补偿方案 |
4.1 非线性噪声时变分析 |
4.1.1 理论分析 |
4.1.2 时变模型非线性噪声特性分析 |
4.1.3 非线性噪声时域相关性分析 |
4.2 时变模型仿真分析 |
4.2.1 XPM噪声系数X_(h,m,k)特性分析 |
4.2.2 非线性干扰系数H_h~((n))的时域相关性 |
4.2.3 非线性噪声的时域相关性 |
4.2.4 模型准确性 |
4.3 基于时域模型的多参数盲均衡自适应补偿算法 |
4.3.1 算法原理 |
4.3.2 仿真分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 基于灵活光网络的级联ROADM滤波损伤估计模型 |
5.1 灵活光网络中的窄带滤波效应 |
5.1.1 ROADM等效传输模型 |
5.1.2 ROADM级联滤波效应 |
5.2 ROADM窄带滤波效应影响因素分析 |
5.2.1 ROADM位置分布对滤波效应的影响 |
5.2.2 ROADM带宽分布对滤波效应的影响 |
5.3 基于人工神经网络的滤波损伤估计方案 |
5.3.1 基于ANN的滤波损伤预测模型 |
5.3.2 光网络中滤波损伤预测 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作展望 |
附录1: 缩略语列表 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术成果 |
(5)基于MZI和光纤光栅的光分插复用器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究目的与意义 |
1.2 光网络的发展概述 |
1.3 光分插复用器的概述 |
1.3.1 光分插复用器的基本结构 |
1.3.2 光分插复用器的发展现状 |
1.4 光纤光栅的概述 |
1.4.1 光纤光栅的发展状况 |
1.4.2 光纤光栅在通信系统中的应用 |
1.5 本文研究内容及创新点 |
第二章 光纤光栅的基本理论 |
2.1 光纤光栅的分类 |
2.1.1 按耦合方向分类 |
2.1.2 按折射率函数分布特征分类 |
2.1.3 按光纤种类分类 |
2.2 光纤光栅的理论分析方法 |
2.2.1 光纤光栅的耦合模方程 |
2.2.2 光纤光栅的传输矩阵法 |
2.3 级联光栅的理论分析研究 |
2.3.1 反射谱无重叠时的级联光栅传输谱 |
2.3.2 反射谱存在重叠时的级联光栅传输谱 |
2.4 本章小结 |
第三章 各类级联光栅的传输谱分析 |
3.1 单级联布拉格光栅的光谱分析 |
3.1.1 光栅的长度比对单级联布拉格光栅传输谱的影响 |
3.1.2 折射率调制幅度对单级联布拉格光栅传输谱的影响 |
3.1.3 光栅间距对单级联布拉格光栅传输谱的影响 |
3.2 级联取样光栅的光谱分析 |
3.2.1 取样周期对取样光栅传输谱的影响 |
3.2.2 折射率调制幅度对取样光栅传输谱的影响 |
3.2.3 占空比对取样光栅传输谱的影响 |
3.3 级联相移光栅的光谱分析 |
3.3.1 各种因素对单级联相移光栅传输谱的影响 |
3.3.2 各种因素对多级联相移光栅传输谱的影响 |
3.4 级联啁啾光栅的光谱分析 |
3.4.1 啁啾量对级联啁啾光栅传输谱的影响 |
3.4.2 折射率调制深度对级联啁啾光栅传输谱的影响 |
3.4.3 级联个数对级联啁啾光栅传输谱的影响 |
3.5 级联光栅的优化 |
3.5.1 级联光栅的参数优化 |
3.5.2 级联光栅的切趾优化 |
3.5.3 级联相移啁啾光栅 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于光纤光栅和MZI的光分插复用器的设计 |
4.1 基于光纤光栅和MZI的光分插复用器的工作原理 |
4.2 基于布拉格光栅和MZI的光分插复用器 |
4.2.1 基于布拉格光栅和MZI的Ⅰ型光分插复用器 |
4.2.2 基于Ⅰ型光分插复用器的固定式光分插复用器 |
4.2.3 基于Ⅰ型光分插复用器的可重构光分插复用器 |
4.2.4 基于Ⅰ型光分插复用器的双向传输光分插复用器 |
4.3 基于级联相移啁啾光栅和MZI的Ⅱ型光分插复用器 |
4.3.1 Ⅱ型光分插复用器的结构 |
4.3.2 仿真分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 光分插复用器的应用 |
5.1 光网络的结构及其技术参数 |
5.2 固定式光分插复用器在总线型光网络中的应用 |
5.2.1 总线型光网络结构 |
5.2.2 仿真分析 |
5.3 可重构光分插复用器在单向环型光网络中的应用 |
5.3.1 单向环型光网络结构 |
5.3.2 仿真分析 |
5.4 双向传输光分插复用器在网状网型光网络中的应用 |
5.4.1 网状网型光网络结构 |
5.4.2 仿真分析 |
5.5 Ⅰ型光分插复用器在片上光互联技术中的应用 |
5.5.1 波导中的光分插复用器结构 |
5.5.2 仿真分析 |
5.6 本章小结 |
总结 |
参考文献 |
附录A 级联相移啁啾光栅的反射谱 |
附录B 光网络中各个子系统的仿真结构图 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
个人简历 |
(6)超高分辨率软件定义光学滤波器设计及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 高分辨率光学滤波器的应用场景 |
1.1.1 高分辨率光学滤波器在光通信领域的应用 |
1.1.2 高分辨率光学滤波器在微波光子学中的应用 |
1.1.3 高分辨率光学滤波器在其他方向的应用 |
1.1.4 对高分辨率光学滤波的需求 |
1.2 高分辨率光学滤波器研究现状 |
1.2.1 基于衍射的光学滤波器 |
1.2.2 基于干涉的光学滤波器 |
1.2.3 基于受激布里渊散射的光学滤波器 |
1.2.4 高分辨率光学滤波器现状分析 |
1.3 微波光子学滤波器研究现状 |
1.3.1 基于光滤波器的相干微波光子学滤波 |
1.3.2 基于光延时的非相干微波光子学滤波器 |
1.3.3 集成微波光子学滤波器 |
1.3.4 基于受激布里渊散射的微波光子学滤波方案 |
1.3.5 高分辨率微波光子学滤波器现状分析 |
1.4 本文研究内容与结构安排 |
1.4.1 研究内容与思路 |
1.4.2 结构安排 |
第二章 受激布里渊散射效应及其泵浦控制技术 |
2.1 布里渊效应研究发展历程 |
2.2 自发布里渊散射现象 |
2.3 受激布里渊散射现象 |
2.3.1 受激布里渊散射现象描述 |
2.3.2 受激布里渊散射耦合方程描述 |
2.3.3 受激布里渊散射光的幅度和相位 |
2.4 受激布里渊散射的泵浦控制技术 |
2.4.1 泵浦强度控制 |
2.4.2 泵浦频率控制 |
2.4.3 泵浦带宽控制 |
2.4.4 泵浦谱形控制 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于受激布里渊散射的光学滤波器设计与优化 |
3.1 高分辨率布里渊滤波器响应控制方案 |
3.1.1 数字化泵浦信号产生方法 |
3.1.2 滤波器响应精确测量方案 |
3.1.3 系统非线性因素分析 |
3.1.4 基于反馈调节的高精度滤波响应控制 |
3.2 基于多级级联放大的滤波器抑制比提升 |
3.2.1 单级放大的限制和多级放大的优势 |
3.2.2 双级放大实验结果 |
3.2.3 双级放大噪声测试 |
3.2.4 四级放大实验结果 |
3.3 偏振无关滤波器实现 |
3.3.1 常规扰偏器对泵浦的去偏方案 |
3.3.2 延迟正交泵浦原理与产生 |
3.3.3 偏振无关滤波器实验与结果 |
3.4 高分辨率矩形光学滤波器结果展示 |
3.4.1 高质量矩形滤波器响应 |
3.4.2 滤波器带宽的高分辨率调节 |
3.4.3 滤波器中心频率高分辨率调节 |
3.5 本章小结 |
第四章 滤波器相对强度噪声分析 |
4.1 光纤布里渊放大器引入噪声概述 |
4.1.1 自发布里渊散射噪声 |
4.1.2 泵浦光噪声的影响 |
4.2 宽带布里渊相对强度噪声实验结果 |
4.2.1 实验装置 |
4.2.2 相对强度噪声与泵浦展宽的关系 |
4.2.3 相对强度噪声与光功率的关系 |
4.2.4 相对强度噪声与泵浦其他特性的关系 |
4.3 宽带布里渊放大的噪声仿真分析 |
4.3.1 宽带布里渊放大耦合方程描述 |
4.3.2 简易模型仿真结果验证 |
4.3.3 仿真对实验结果的补充 |
4.4 本章小结 |
第五章 布里渊矩形滤波器在超精细栅格光分插复用器中的应用 |
5.1 超精细栅格可重构光分插复用器方案 |
5.1.1 可重构光分插复用器简介 |
5.1.2 基于布里渊滤波的超精细灵活栅格可重构光分插复用器原理 |
5.2 布里渊滤波器对OFDM信号的滤波性能研究 |
5.2.1 多子带OFDM信号 |
5.2.2 基于相干检测的滤波器响应反馈调节 |
5.2.3 矩形滤波器对OFDM信号的放大滤波效果演示 |
5.3 布里渊滤波器在超精细栅格光分插复用器中的上下路研究 |
5.3.1 基于多频泵浦的单偏振分插复用器 |
5.3.2 基于扫频泵浦的偏振复用分插复用器 |
5.4 本章小结 |
第六章 任意形状微波光子学滤波器设计及应用 |
6.1 任意形状微波光子学研究现状 |
6.2 任意形状微波光子学滤波器实现 |
6.2.1 任意形状微波光子滤波器实现原理 |
6.2.2 基于多频泵浦的微波光子学滤波器 |
6.2.3 基于扫频泵浦的偏振不敏感微波光子学滤波器 |
6.3 高分辨率布里渊滤波器在微波脉冲整形中的应用研究 |
6.4 本章小结 |
第七章 基于直调激光器的低成本任意形状滤波器方案 |
7.1 直调激光器原理及特性 |
7.1.1 直调激光器简介 |
7.1.2 直调激光器功率谱与调制电流的关系 |
7.2 基于直调激光器的任意形状滤波方案 |
7.2.1 任意形状滤波器设计 |
7.2.2 滤波器响应精确控制方案 |
7.2.3 任意形状滤波器仿真结果 |
7.2.4 基于直调激光器的任意形状滤波实验验证 |
7.3 直调泵浦方案与外调泵浦的比较 |
7.3.1 滤波器实现难度对比 |
7.3.2 滤波器性能对比 |
7.4 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 研究展望 |
附录 A 基于图形界面的软件定义滤波器控制 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
攻读学位期间参与的项目 |
(7)基于光纤光栅的光分插复用器及其在光网络中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 光纤光栅的概述 |
1.2.1 光纤光栅的发展状况 |
1.2.2 光纤光栅在光纤通信中的应用 |
1.3 光分插复用器发展现状 |
1.3.1 OADM基本原理 |
1.3.2 OADM的实现方案和结构组成 |
1.4 光网络发展现状与光分插复用器的应用 |
1.4.1 光网络发展状况 |
1.4.2 无源光网络技术与全光网络 |
1.4.3 光分插复用器应用于WDM和全光网络 |
1.5 本文研究内容及创新点 |
第二章 光纤光栅理论分析 |
2.1 光纤光栅理论研究分析 |
2.1.1 光纤光栅的分类 |
2.1.2 光纤光栅光学特性研究 |
2.2 光纤光栅的理论分析方法 |
2.2.1 耦合模理论分析及模拟 |
2.2.2 传输矩阵分析法 |
2.3 光纤光栅的调谐技术 |
2.3.1 光纤光栅中心波长的调谐 |
2.3.2 光纤光栅的带宽调谐 |
2.4 取样光纤光栅的基本理论 |
2.4.1 取样光纤光栅的概念和原理 |
2.4.2 取样光纤光栅的传输矩阵分析及光谱特性 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于光纤光栅的光分插复用器研究 |
3.1 光纤光栅OADM的工作原理 |
3.1.1 光纤光栅OADM性能指标 |
3.1.2 基于可调谐光纤光栅技术的OADM |
3.2 双通道波长交换OADM |
3.2.1 结构与原理 |
3.2.2 仿真实验分析 |
3.3 三波长可调型OADM |
3.3.1 结构与原理 |
3.3.2 仿真实验分析 |
3.4 可调型双通道波长交换OADM |
3.5 本章小结 |
第四章 基于光纤光栅的OADM在光网络中的应用 |
4.1 应用光纤光栅OADM的 10Gbit/s WDM网络 |
4.1.1 结构设计与仿真参数设置 |
4.1.2 仿真结果分析 |
4.2 基于组合型光纤光栅OADM的WDM网络 |
4.2.1 结构设计与仿真参数设置 |
4.2.2 仿真结果分析 |
4.2.3 基于光纤布拉格光栅的多级串联型OADM |
4.3 基于可调谐光纤光栅OADM的两级组网结构研究 |
4.3.1 基于 10G-EPON的两级网络结构 |
4.3.2 可调谐光纤光栅OADM的两级网络 |
4.4 基于可调谐光纤光栅OADM两级组网仿真参数配置与分析 |
4.4.1 Optisystem仿真结构设计 |
4.4.2 波长配置 |
4.4.3 局端、用户端和远端配置 |
4.4.4 仿真结果分析 |
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 |
致谢 |
(8)弹性光网络中的信号处理关键技术与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 弹性光网络的发展现状与趋势 |
1.1.1 传统WDM光网络 |
1.1.2 固定通道间隔带来的问题 |
1.1.3 弹性光网络的出现 |
1.2 弹性光网络的关键技术 |
1.2.1 弹性光网络体系架构 |
1.2.2 物理层关键技术 |
1.2.3 信号处理关键技术 |
1.3 弹性光网络中信号处理技术的发展需求和研究现状 |
1.3.1 弹性光交换中光信号处理的发展需求 |
1.3.2 弹性光传输中数字信号处理的发展需求 |
1.3.3 研究现状 |
1.4 论文的主要工作和创新点 |
参考文献 |
第二章 弹性光交换节点结构 |
2.1 弹性光交换节点结构及其核心部件 |
2.1.1 基于WSS的ROADM结构 |
2.1.2 WSS的技术实现 |
2.1.3 基于LCoS的TB-WSS |
2.2 具有光信号处理功能的ROADM结构 |
2.2.1 典型的弹性ROADM结构 |
2.2.2 具有光信号处理功能的弹性ROADM结构 |
2.3 本章小结 |
参考文献 |
第三章 弹性光交换中的高阶调制光信号处理 |
3.1 适用于弹性光交换的波长变换方案 |
3.1.1 弹性光交换中波长变换的意义 |
3.1.2 具有波长变换能力的无色无向无冲突ROADM结构 |
3.1.3 实验设置 |
3.1.4 实验结果 |
3.2 适用于弹性光交换的光域WDM组播方案 |
3.2.1 弹性光交换中光域WDM组播的意义 |
3.2.2 基于SOA中FWM效应的一系列WDM组播方案 |
3.2.3 实验设置和结果分析 |
3.3 本章小结 |
参考文献 |
第四章 多功能多路并行光信号处理 |
4.1 双路DQPSK到DPSK的光域调制格式转换和波长变换方案 |
4.1.1 光域调制格式转换对弹性光网络的意义 |
4.1.2 双路DQPSK到DPSK的调制格式转换兼波长变换原理 |
4.1.3 基于LCoS技术的多功能弹性光交换单元 |
4.1.4 实验设置和结果分析 |
4.2 三路DPSK信号的光域逻辑门和WDM组播方案 |
4.2.1 基于QD-SOA的光域逻辑门对弹性光网络的意义 |
4.2.2 三路DPSK信号光域XOR门和WDM组播的工作原理 |
4.2.3 实验设置和结果分析 |
4.3 基于FBG光域均衡器的全光再生技术 |
4.3.1 WDM-PON中基于RSOA的无色ONU方案 |
4.3.2 FBG光域均衡工作原理 |
4.3.3 实验设置和结果分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 弹性光传输中基于机器学习的数字信号处理 |
5.1 基于支持向量机的非线性判决器 |
5.1.1 支持向量机的基本原理 |
5.1.2 仿真系统 |
5.1.3 SVM对M-PSK信号做判决处理的结果分析 |
5.1.4 SVM对16QAM信号做判决处理的结果分析 |
5.2 基于人工神经网络的信号再生算法 |
5.2.1 人工神经网络的基本原理 |
5.2.2 基于BP-ANN的16QAM信号检测方案 |
5.2.3 仿真系统 |
5.2.4 结果分析 |
5.3 基于k近邻的系统损伤补偿算法 |
5.3.1 k近邻算法的基本原理 |
5.3.2 基于KNN的16QAM信号检测方案 |
5.3.3 仿真系统和结果分析 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
附录缩略语 |
致谢 |
博士期间发表论文 |
(9)光OFDM若干关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 光 OFDM 技术的优点与应用 |
1.2.1 光 OFDM 技术的应用 |
1.2.2 光 OFDM 技术的优点 |
1.3 光正交频分复用系统与 OFDM 接入网的研究背景 |
1.3.1 DDO-OFDM 系统的研究背景 |
1.3.2 CO-OFDM 系统的研究背景 |
1.3.3 OFDM-PON 技术的研究背景 |
1.4 论文主要内容 |
第二章 DDO-OFDM 系统的原理与若干关键问题研究 |
2.1 OFDM 技术的基本原理 |
2.2 直接探测光 OFDM 系统的模型 |
2.3 AMO-OFDM 多模光纤传输系统的研究 |
2.3.1 AMO-OFDM 多模光纤传输的系统结构 |
2.3.2 AMO-OFDM 的仿真实现 |
2.3.3 AMO-OFDM 系统的可变长保护间隔研究 |
2.4 DDO-OFDM 单模光纤传输系统的研究 |
2.4.1 DDO-OFDM 系统的结构 |
2.4.2 高速 DDO-OFDM 的若干关键问题 |
2.4.3 基于线性插值的信道估计方法与实验验证 |
2.4.4 RF-Tone 插入的 DDO-OFDM 系统仿真分析与实验验证 |
2.5 本章小结 |
第三章 CO-OFDM 系统中数字相干解调的研究 |
3.1 CO-OFDM 的系统结构和模型 |
3.2 信道估计与相位噪声的补偿 |
3.3 PDM-CO-OFDM 系统中的偏振解复用技术研究与实现 |
3.3.1 PDM-CO-OFDM 系统中解偏振复用的方法 |
3.3.2 112Gbps PDM-CO-OFDM 系统的仿真分析与实现 |
3.3.3 112Gbps 零保护间隔 CO-OFDM 系统的设计与仿真分析 |
3.4 PDM-CO-OFDM 系统数字相干解调的实验验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于光 OFDM 技术的大容量光纤传输系统的设计与实现 |
4.1 基于光频梳的 CO-OFDM 系统方案与仿真实现 |
4.1.1 基于光频梳的 CO-OFDM 系统方案 |
4.1.2 基于光频梳的 CO-OFDM 系统仿真实现 |
4.2 太比特 CO-OFDM 系统减少开销的方法研究 |
4.2.1 多频带 CO-OFDM 系统减少开销的原理 |
4.2.2 多频带 CO-OFDM 系统减少系统开销的仿真实现 |
4.3 无保护间隔的 OFDM 系统方案与仿真实现 |
4.3.1 基于 NGI-OOFDM 技术的系统方案 |
4.3.2 基于 NGI-OOFDM 技术的系统仿真实现与性能分析 |
4.4 OOFDM 信号中光子载波的光分插复用方法和仿真实现 |
4.4.1 OOFDM 信号中光子载波的光分插复用方法 |
4.4.2 OOFDM 信号中光子载波的光分插复用仿真实现 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于数据流汇聚的 OFDM-PON 上行传输设计与实现 |
5.1 OFDM-PON 的原理与系统模型 |
5.1.1 OFDM-PON 的原理 |
5.1.2 OFDM-PON 的系统模型 |
5.2 基于数据流汇聚的 OFDM-PON 上行传输方案与性能分析 |
5.2.1 基于数据流汇聚的 OFDM-PON 方案 |
5.2.2 数据流汇聚的实现 |
5.2.3 仿真参数设置与传输性能分析 |
5.2.4 OFDM-PON 上行传输的同步与时延容忍性分析 |
5.2.5 激光器线宽对传输性能影响的分析 |
5.2.6 功率起伏对传输性能影响的分析 |
5.3 弹性带宽 OFDM-PON 的研究 |
5.3.1 非均匀子载波分配的方法与仿真实现 |
5.3.2 自适应调制实现弹性 OFDM-PON 的方法 |
5.3.3 弹性带宽 OFDM-PON 的仿真分析 |
5.4 OFDM-PON 的上行传输实验验证 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作的相关展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻博期间取得的研究成果 |
(10)灵活透明光网络中自适应传输机理和关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 未来光网络发展趋势 |
1.2 光网络灵活性和透明性分析 |
1.2.1 灵活性和透明性带来的好处 |
1.2.2 灵活性和透明性带来的问题 |
1.3 灵活透明光网络中自适应传输功能介绍 |
1.3.1 灵活透明光网络中自适应功能需求 |
1.3.2 自适应传输的应用范围 |
1.3.3 国内外研究进展 |
1.4 本论文的组成和主要工作 |
1.4.1 论文组成 |
1.4.2 主要工作 |
参考文献 |
第2章 灵活透明光网络中自适应传输结构分析和设计 |
2.1 当前光网络智能性架构 |
2.2 光网络自适应传输功能分析 |
2.2.1 具有自适应传输功能的光网络构成 |
2.2.2 具有自适应传输功能的光网络与智能光网络的关系 |
2.2.3 自适应传输的具体表现 |
2.3 自适应传输结构设计 |
2.4 自适应控制平面和传送平面的关系 |
2.5 自适应控制平面传输控制结构 |
2.6 自适应传输控制策略 |
2.6.1 综合控制策略 |
2.6.2 分离控制策略 |
2.6.3 控制策略演进路线 |
参考文献 |
第3章 自适应传输关键问题及解决方案 |
3.1 概述 |
3.2 自适应传输功能模块设计 |
3.3 自适应传输控制流程 |
3.4 关键问题解决方案 |
3.4.1 自适应传输条件下信令技术的实现 |
3.4.2 光信号性能快速评估 |
3.4.3 性能优化模型创建 |
3.4.4 性能优化算法设计 |
3.5 仿真测试及分析 |
3.6 小结 |
参考文献 |
第4章 双零色散光子晶体光纤中的超连续谱产生研究 |
4.1 引言 |
4.1.1 光子晶体光纤概述 |
4.1.2 单零色散光子晶体光纤中超连续谱研究概述 |
4.1.3 双零色散光子晶体光纤中超连续谱研究概述 |
4.1.4 研究意义 |
4.2 光子晶体光纤中影响超连续谱产生的主要因素 |
4.2.1 光脉冲初始频率啁啾 |
4.2.2 光纤色散 |
4.2.3 自相位调制 |
4.2.4 交叉相位调制 |
4.2.5 四波混频 |
4.2.6 自陡峭 |
4.2.7 受激喇曼散射 |
4.3 光子晶体光纤中光波传输的物理模型及数值计算方法 |
4.3.1 物理模型 |
4.3.2 数值计算方法及编程实现 |
4.4 双零色散光子晶体光纤中的超连续谱产生仿真及分析 |
4.5 总结 |
参考文献 |
论文总结 |
致谢 |
攻读博士学位期间学术成果 |
论文列表 |
ITU-T标准提案 |
四、光网络中色散补偿和光分插复用的同时实现(论文参考文献)
- [1]WSON传送网损伤评估算法研究[D]. 张杰. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]基于光纤光栅的光分插复用器的研究[D]. 张涛. 南京邮电大学, 2019(02)
- [3]高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究[D]. 孙剑. 北京交通大学, 2019(01)
- [4]下一代灵活光网络中非线性损伤建模及补偿关键技术研究[D]. 张博. 北京邮电大学, 2019
- [5]基于MZI和光纤光栅的光分插复用器的研究[D]. 宋通. 内蒙古工业大学, 2019(01)
- [6]超高分辨率软件定义光学滤波器设计及应用研究[D]. 魏伟. 上海交通大学, 2018(01)
- [7]基于光纤光栅的光分插复用器及其在光网络中的应用[D]. 王梓宇. 南京邮电大学, 2016(02)
- [8]弹性光网络中的信号处理关键技术与应用研究[D]. 王丹石. 北京邮电大学, 2016(02)
- [9]光OFDM若干关键技术研究[D]. 张静. 电子科技大学, 2013(04)
- [10]灵活透明光网络中自适应传输机理和关键技术研究[D]. 张华. 北京邮电大学, 2008(10)