高速光纤通信系统中二阶PMD补偿方案的研究
光纤通信系统中的色散补偿问题综述
光纤通信系统中的色散赔偿问题综述1.Introduction光纤通信含有高速率、大容量、长距离以及抗干扰性强等特点。
但损耗和色散是长久妨碍光纤通信向前发展的重要因素。
随着着损耗问题的解决，色散成为决定光纤通信系统性能优劣的重要因素。
如何控制色散方便提高光纤通信系统的性能，成为光纤通信研究的热门课题之一。
现在对于光纤的色散已经提出了诸多赔偿办法，重要有色散赔偿光纤（DCF），啁啾光纤光栅，均匀光纤光栅，相位共轭（中点谱反转），全通滤波器、预啁啾等。
随着以上各办法缺点的暴露，学者们提出了光孤子色散赔偿技术，又相继提出了色散管理孤子，密集色散管理孤子等技术。
色散管理成为近年来光纤通信前沿研究的重要热点。
2.Concept of Dispersion由于信号在光纤中是由不同的波长成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的波长成分和模式成分有不同的传输速率，从而引发色散。
也能够从波形在时间上展宽的角度去理解，也就是说光脉冲在通过光纤传输期间，其波形随时间发生展宽，这种现象称为光纤的色散。
3.Dispersion Causes普通把光纤中的色散分为三种类型：模式色散、模内色散和偏振色散。
a)模式色散模式色散是多模光纤才有的。
多模光纤中，即使是同一波长，模式不同传输速度也不同，它所引发的色散称为模式色散。
不同模式的光在光纤中传输时的传输常数不同，从而使传输同样长的距离后，不同模式的光波之间产生了群时延差，假设光纤能够传输多个模式，其中高次模达成输出端所需的时间较长，成果使入射到光纤的脉冲，由于不同模式达成的时间不同，或者说群时延不同，在输出端发生了脉冲展宽。
b)模内色散模内色散亦称颜色色散或多色色散。
重要是由于光源有一定带宽，信号在光纤中会有不同的波长成分，信号的不同波长分量含有不同的群速度，成果造成光脉冲的展宽。
模内色散涉及材料色散和波导色散。
c)偏振色散普通的轴对称单模光纤是违反“单模”名称的。
事实上有可能传输着两个模，即在光纤横截面上的两个正交方向(设为x 方向与y 方向)上偏振的(即在这些方向上含有场分量的)偏振模，同时由于实际的光纤中必然存在着某些轴不对称，那么，光纤会存在双折射，模传输常数β对于x，y 方向偏振模稍有不同，就会使这两个模式的传输速度不同，由此引发的色散叫偏振色散。
光纤传输系统中的pmd效应及其补偿分析
变化区间为 0.03 ～ 1.30 ps km。同时，期望值与时间、 的补偿，但无法满足二阶 PMD 补偿。当 Ω(w)×q(w)=
光源因素之间不存在联系。
Ω(w)
×
q(w)
=
−
∂q(w) ∂(w)
时，可体
现
出二
阶
PMD
中
PSP
在
补偿
中
的主
收稿日期：2019-08-10 作者简介：宋家麟（1978-），男，江苏赣榆人，本科，通信 工程师，从事于通信设备、光缆及移动基站管理、维护工作。
式（2）获取期望值〈Δτpol〉：
Ω(w) 表示。在后置补偿过程中，系统中的 PMD 矢量
∆τ pol ≈ D PMD t
（2）
式中，DPMD 代表的是 PMD 数值平均值，单位为
可表示为：
Ωtot(w)=Ω(w)+Ωc(w)
（3）
式中，Ω(w) 代表补偿器中的矢量，因此通过调节
ps km；PMD 的数值受光缆所处环境的影响，其均值 该因素，使 Ω(w) 与 -Ω(w) 相同，便可实现一阶 PMD
2019 年 11 月 25 日第 36 卷第 11 期
ｄｏｉ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０１９．１１．０６６
Telecom Power Technology
Ｎｏｖ． ２５，２０１９，Ｖｏｌ． ３６ Ｎｏ． １１
通信技术
光纤传输系统中的 PMD 效应及其补偿分析
宋家麟 （中国电信股份有限公司库尔勒长途传输分局，新疆 库尔勒 841000）
Key words：optical fiber transmission system；PMD effect；compensation design
偏振模色散对光纤系统的影响及补偿方案研究
— 115
8
—
统容易产生误码 , 限制光纤波长带宽使用和光信号 的传输距离 ; 在 CAT V 等模拟系统则引起信号失真 。 在实际应用的光纤中 , 双折射较小 , 外部作用对光纤 的影响比内部因素影响大 , 对光纤形成随机扰动 ,引 起光纤正交模的明显模耦合 , 两个偏振模呈强耦合 状态 。PMDC 与光纤长度的平方根呈正比 . 按照国 际电联的建议 G. 650 中规定光纤偏振模色散的数值 不能大于 0. 5psΠ km , (目前可达 0. 1psΠ km) ,如果 以此系数为基本偏振模色散计算阈值 , 且以偏振模 色散的功率代价为 1dB 来计算 , 则 10GbΠ s 信号无电 中继的最大传输距离为 400km ,而 40G bitΠ s 信号仅为 25km。当单通道信号速率达到 40GbΠ s 时 , 由于带宽 的增加使得偏振模色散效应非常明显。因此在目前 的实用化系统向高速和长距离 ( 如无电中继距离大 于 2000km) 发展过程中 , 偏振模色散 ( PMD) 的宽带 自适 应补偿 是 波分复 用 ( WDM) 及密 集 波分 复用 (DWDM) 系统急需解决的关键技术之一 。
The infl uences of PMD on optical system and resear ch on compensat ion met hod
LIU Chang2chun , SUN Shan2lin , WANGJ in2hai
1 2 1
(1. Tianjin Polytechnic U niversity, Tianjin 300160 ,China ;2. Guilin College of Aerospace T echnology , Guilin 541004 ,Cmain parameter and the numerical model for analyzing the i nfluences of PMD on high speed , long - distance optical transmission system are introduced. By describing the basic principle and limit s of first order PMD compensation , the idea t hat the first and higher - order PMD must be compensated i s discussed. A second - order PMD compensation is designed and realized. Key wor ds : polarization mode di spersion ( PMD) ; principal state of polarization; adaptive compensation of PMD
高速光通信系统用低偏振模色散(PMD)无热AWG
ＷＤＭ光传 输系 统 ，而且 未来 几 年可
能 会 逐 步 升 级 至 １ ０ ｂｔｓ Ｄ ０ Ｇ ｉ Ｍ系 ／Ｗ
统。
在４ ／０Ｇ ＷＤＭ系统的发展过程 ０ １０
中 ，出现 了很 多新的 障碍 。那 些在低 速短 距离传输 系统 中可 以忽略 的因素
开始显现 ，例￣Ｐ ＭＤ（ｏａｚｔ ｎＭｏ ｅ Ｐ ｌｉ ｉ ｄ ｒａ ｏ
于４ Ｇ ＷＤＭ系 统 ， 当采 用 ＮＲＺ ０ 编码
后 铺 设 的光 纤 光 缆 具 有 低Ｐ ＭＤ的特
性 ， 能 够 满 足 ４ Ｇ ＷＤＭ系 统 对 ０
Ｐ ＭＤ指 标 的要 求 ，特 别 是Ｇ．５ Ｄ￣ ６２ Ｈ
大规模 的工程应 用 。
Ａ Ｗ Ｇ （Ａｔｅ ｌＡ Ｇ， 无 热 Ａ ｈｒ Ｗ ｍａ
１２ ； Ｖ Ｗ ｌ ｊ ｌ
是 采 用 新 的 技 术 来 提 升 系 统 的 Ｐ ＭＤ容 限 ，包括 特 殊 的 编 码 与调 制
技 术 ， 如 ＤＰ Ｋ、 ＲＺ— Ｓ ＤＱＰ Ｋ 来 Ｓ等 改 善 系统 对 于 Ｐ ＭＤ的 适 应能 力 ；三 是采 用Ｐ ＭＤ￣ 偿 技 术 ， 目前 Ｐ ｂ ＭＤ： ￣ ｂ
偿技术 多停留在 实验阶段 ，还未 得到
Ｄ ｓｅ ｉ ， 偏 振 模 色 散 ） ＯＳ ｉ ｍｏ ｐ ｎ 、 ＮＲ（
Ｏｐ ｃ Ｓ ｎｌｏＮｏ ｅ ｉ ｆ ￣ ｉ ａｔ ｉ Ｒａｏ ｇ ｓ ｔ ，光 信 噪 ｉ
比） 容限 、Ｃ Ｃｈｏ ｔ ｉ ｅｉｎ Ｄ（ ｒｍａ ｃ ｓ ｒｏ ，色 ｉＤ ｐ ｓ
度色散） 等都成为４／０ Ｇ ０１０ 系统发展的非
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《高速高阶相干光通信系统中关键技术的研究》范文
《高速高阶相干光通信系统中关键技术的研究》篇一一、引言随着信息技术的快速发展，数据传输速度和容量的需求不断增长，传统的光通信系统已经难以满足人们日益增长的需求。
因此，高速高阶相干光通信系统成为当前研究的热点。
本文将就高速高阶相干光通信系统中的关键技术进行研究，为光通信技术的发展提供理论支持。
二、高速高阶相干光通信系统概述高速高阶相干光通信系统是一种基于相干检测技术的光通信系统，其核心思想是通过高阶调制和相干检测技术提高系统的传输速度和容量。
该系统具有高带宽利用率、高灵敏度、低噪声等优点，在长距离、大容量、高速率的光纤通信中具有广泛的应用前景。
三、关键技术研究1. 高阶调制技术高阶调制技术是提高光通信系统传输速度和容量的关键技术之一。
在高速高阶相干光通信系统中，常用的高阶调制技术包括QPSK（正交幅度调制）、QAM（正交振幅与相位调制）等。
这些调制技术可以通过提高信号的调制阶数来增加信息传输的速度和容量，但同时也增加了系统的复杂性和对噪声的敏感性。
因此，研究如何优化高阶调制技术，提高其抗干扰能力和可靠性，是当前研究的重点。
2. 相干检测技术相干检测技术是高速高阶相干光通信系统的核心技术之一。
该技术通过在接收端对发送的光信号进行相干探测，可以获得更高的接收灵敏度和更低的误码率。
目前，常用的相干检测技术包括数字信号处理和模拟信号处理两种方式。
数字信号处理具有更高的灵活性和可扩展性，而模拟信号处理则具有更低的噪声和更高的灵敏度。
因此，研究如何结合两种技术的优点，提高相干检测技术的性能和可靠性，是当前研究的重点。
3. 光纤传输技术光纤传输技术是光通信系统的核心组成部分。
在高速高阶相干光通信系统中，需要采用具有低损耗、大带宽和高色散管理的光纤。
此外，为了减小光纤非线性和色散等因素对系统性能的影响，还需要采用一些先进的光纤传输技术，如超高速光纤传输技术、光放大器技术和色散补偿技术等。
这些技术的综合应用可以进一步提高系统的传输速度和可靠性。
光纤的PMD参数及测试
光纤的PMD参数及测试摘要: 随着10Gb/s SDH传输系统的大规模使用,对光缆的指标提出了更高的要求,尤其是光缆的PMD指标。
本文介绍了光纤的PMD参数及其测试。
关键词: PMD 干涉法传输受限距离衰耗色散为了满足高速发展的数据业务等,光传输系统的传送速率越来越高。
光缆线路中的色散指标,特别是偏振模色散(PMD)指标就成为制约传输距离的主要因素之一。
本文将介绍PMD的相关知识。
一、PMD的概念：偏振模色散指光纤中偏振色散,简称PMD(Polarization Mode Dispersion),起因于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模,沿光纤传播过程中,由于光纤难免受到外部的作用,如温度和压力等因素变化或扰动,使得两模式发生耦合,并且它们的传播速度也不尽相同,从而导致光脉冲展宽,展宽量也不确定,便相当于随机的色散,引起信号失真。
随着传输速率的提高,该色散对通信系统的影响愈来愈明,而且越来越不可低估。
PMD单位为ps／Km。
两个正交的主偏振态之间群时延的时间差DGD的单位为ps,Km为中继段的长度。
PMD的典型值为0.3～0.5ps/km1/2影响PMD的主要因素有两个1、双折射由于光纤在制造过程中存在着芯不圆度、应力分布不均匀、承受侧压、光纤的弯曲和钮转、光纤中的搀杂物浓度不对称等,这些因素将造成光纤的双折射。
光在单模光纤中传输,两个相互正交的线性偏振模式之间会形成传输群速度差,产生偏振模色散。
双折射差异越大,PMD值也将越大,它随光纤的长度变化。
2、模式耦合同时,由于光纤中的两个主偏振模之间要发生能量交换,即产生模式耦合。
模间耦合越紧密,PMD值越小。
在光纤较长时,由于偏振模式耦合对温度、环境条件、光源波长的轻微波动、施工中光纤的接续等都很敏感,故模式耦合具有一定随机性,这决定了PMD是个统计量。
但PMD的统计测量的分布表明,其均值与光纤的双折射有关,降低光纤的PMD极其对环境的敏感性,关键在于降低光纤的双折射。
PMD原理和测试方法
偏振模色散的原理和测试方法分析摘要偏振模色散将引起高速光脉冲畸变制约传输距离是40Gb/s高速光纤通信的主要技术难点之一本文研究了偏振模色散的产生原理对传输光脉冲的影响等问题分析了偏振模色散的三种主要测试方法的测量配置和各自优缺点讨论了每种方法的最佳应用场合一引言光纤的色散引起传输信号的畸变使通信质量下降从而限制了通信容量和通信距离在光纤的损耗已大为降低的今天色散对高速光纤通信的影响就显得更为突出40Gb/s系统和10Gb/s系统相比在光纤传输上的色散效应对系统性能的影响有新的差异特别是偏振模色散Polarization Mode Dispersion,简称PMD的影响难以克服所以在40Gb/s系统技术中必须考虑和研究光纤的色散PMD和非线性的影响等同时由于偏振模色散的测试是比较复杂的问题如何根据其特点比较迅速和准确地测出偏振模色散值从而进行色散补偿将是本文讨论的重点本文作者主要从事高速光传输收发模块的研究开发于2002年11月参加了在上海举行的Tektronix 2002亚太区大型巡回讲座和研讨会针对偏振模色散的最新测试技术这一问题作者与Tektronix公司的偏振模色散测试技术人员工程师作了沟通和交流并在本文中作了比较详细的分析和探讨二色散的原理和分类色散是光纤的一个重要参数降低光纤的色散对增加通信容量延长通信距离发展高速40Gb/s光纤通信和其它新型光纤通信技术都是至关重要的光纤的色散主要由两方面引起一是光源发出的并不是单色光二是调制信号有一定的带宽实际光源发出的光不是单色的而是有一定的波长范围这个范围就是光源的线宽在对光源进行调制时可以认为信号是按照同样的方式对光源谱线中的每一分量进行调制的一般调制带宽比光源窄得多因而可以认为光源的线宽就是已调信号带宽但对高速和线宽极窄的光源情况不一样进入光纤中去的是一个调制了的光谱如果是单模光纤它将激发出基模如果是多模光纤则激发出大量模式由此可以看出光纤中的信号能量是由不同的频率成分和模式成分构成的它们有不同的传播速度从而引起比较复杂的色散现象光纤的色散可以分为下列三类模间色散在多模光纤中即使是同一波长不同模式的光由于传播速度的不同而引起的色散称为模式色散色度色散是指光源光谱中不同波长在光纤中的群延时差所引起的光脉冲展宽现象偏振模色散单模光纤中实际存在偏振方向相互正交的两个基模当光纤存在双折射时这两个模式的传输速度不同而引起的色散称为偏振模色散图1是这三种色散的示意图图1 光纤色散示意图三偏振模色散的原理和特点(1) 偏振模色散的概念双折射与偏振是单模光纤特有的问题单模光纤实际上传输的是两个正交的基模它们的电场各沿x,y方向偏振在理想的光纤中这两个模式有着相同的相位常数它们是互相简并的但实际上光纤总有某种程度的不完善如光纤纤芯的椭圆变形光纤内部的残余应力等将使得两个模式之间的简并被破坏两个模式的相位常数不相等这种现象称为模式双折射由于存在双折射将引起一系列复杂的效应例如由于双折射两模式的群速度不同因而引起偏振色散由于双折射偏振态沿光纤轴向变化外界条件的变化将引起光纤输出偏振态的不稳定这对某些应用场合影响严重光纤的固有偏振模色散是由非圆形纤芯引起构成双折射现象导致的色散而对双折射引起的偏振模色散是由外部因素如机械压力热压力等导致的色散图2是引起偏振模色散的光纤示意图图2 光纤示意图偏振模色散不能避免只能最小化由于光纤存在PMD已经给10Gb/s链路带来了严重限制而在40Gb/s速率上任何器件也有少量的PMD2偏振模色散对于光脉冲的影响偏振模色散具有随机性这与具有确定性的波长色散不同其值与光纤制作工艺材料传输线路长度和应用环境等因素密切相关由于受工艺水平的制约传输链路上使用的每一段光纤结构上存在差异即使同一段光纤也必然存在纵向不均匀性因而PMD 的值也会因光纤而异从工程安装和链路环境看影响因素不仅多而且具有不定性比如环境温度夏冬温差可能达3080昼夜温差也有可能达1030PMD 的大小由这些因素的综合影响决定也具有不确定性是一个随机变量通常所说的PMD 是多少指的是统计平均值在光纤链路上两个正交的偏振模产生的时延差遵守一定的概率密度分布PMD 的值与光纤长度的平方根成反比例的变化因而其单位记作ps km 1/2PMD 和色度色散对系统性能具有相同的影响即引起脉冲展宽从而限制传输速率如图3所示然而PMD 比波长色散小得多对低速率光传输的影响可忽略不计甚至没有列入早先的光纤性能指标之中但是随着系统传输速率的提升偏振模色散的影响逐渐显现出来成为继衰减波长色散之后限制传输速度和距离的又一个重要因素如何减少PMD 的影响是目前国际上研究的热点之一PMD 是一个随机变量其瞬时值随波长时间温度移动和安装条件的变化而变化导致光脉冲展宽量不确定其影响相当于随机的色散它与波长色散发生的机制虽然不同但是对系统性能具有同样的影响因此也有人将偏振模色散称作单模光纤中的多模色散图3 正交偏振模之间产生群时延差 3偏振模色散对于光传输距离的影响 不同时期敷设的光纤PMD 值差别很大10年前应用的光缆受当时光纤工艺水平所限PMD 通常大于2ps/km 1/2有的高达67 ps/km 1/2后来布设的光缆PMD 不大于0.5ps/km 1/2不会对10Gbit/s 速率系统造成限制近年来敷设的光缆多为0.2ps/km 1/2甚至更小最优秀的光纤PMD 已经控制到0.001ps/km 1/2的水平 当两个正交的偏振模之间的时延差δτ达到系统速率一个脉冲时隙的三分之一时将会付出1dB 的信号功率代价由于PMD 的随机统计特性PMD 的瞬时值有可能达到平均值的3倍为了保证信号功率代价低于1dB PMD 的平均值必须小于系统速率一个脉冲时隙的十分之一因为PMD δτ/L 1/2 ps/km 1/2公式1 现在要求δτ1/(10B)设速率为B 的系统受PMD 限制的最大传输距离为L km,则Lδτ/PMD21/(10*B*PMD)2km 公式2早期布设光纤中有一部分对STM16信道速率的系统也产生限制当PMD0.5ps/km1/2时,STM-64系统受PMD限制的传输距离(1dB代价)大约为400km对于40Gbit/s 系统却只有25km如果容许两个正交偏振模之间的时延差达到一个脉冲时隙的三分之一40Gbit/s传输的PMD容限约8.3ps若要保证在任何情况下系统功率代价都不超过1dB 即限定两个偏振模的传输时延差不超过一个脉冲时隙的十分之一则PMD容限只有2.5ps要实现600km以上的长途传输PMD系数就要不高于0.1ps/km1/2根据上述分析可知PMD是重要的限制因素不同速率系统受PMD限制的传输距离可以计算出来利用公式2计算不同速率系统受偏振模色散限制的最大传输距离其结果列于下表1中表1 不同速率系统受PMD限制的最大传输距离受 限 距 离 kmPMDPs/km1/210 Gb/s 20 Gb/s 40 Gb/s 80 Gb/s 160 Gb/s 320 Gb/s 640 Gb/s0.001 100000000 25000000 6250000 1562500 390625 97656.25 24414.060.005 4000000 1000000 250000 62500 15625 3906.25 976.56250.01 1000000 250000 62500 15625 3906.25 976.5625 244.14060.03 111111.11 27777.78 6944.444 1736.111 434.0278 108.5069 27.126749.76562539.06250.05 40000 10000 2500 625 156.250.06 27777.778 6944.444 1736.111 434.0278 108.5069 27.12674 6.7816840.07 20408.163 5102.041 1275.51 318.8776 79.71939 19.92985 4.9824620.08 15625 3906.25 976.5625 244.1406 61.03516 15.25879 3.8146970.09 12345.679 3086.42 771.6049 192.9012 48.22531 12.05633 3.0140829.7656252.44140639.06250.1 10000 2500 625 156.250.2 2500 625 156.25 39.0625 9.765625 2.441406 0.6103520.3 1111.1111 277.7778 69.44444 17.36111 4.340278 1.085069 0.2712670.4 625 156.25 39.0625 9.765625 2.441406 0.610352 0.1525880.3906250.0976560.5 400 100 25 6.251.56250.6 277.77778 69.44444 17.36111 4.340278 1.085069 0.271267 0.0678170.7 204.08163 51.02041 12.7551 3.188776 0.797194 0.199298 0.0498250.8 156.25 39.0625 9.765625 2.441406 0.610352 0.152588 0.0381470.9 123.45679 30.8642 7.716049 1.929012 0.482253 0.120563 0.0301411 100 25 6.25 1.5625 0.390625 0.097656 0.0244142 25 6.25 1.5625 0.390625 0.097656 0.024414 0.0061043 11.111111 2.777778 0.694444 0.173611 0.043403 0.010851 0.0027134 6.25 1.5625 0.390625 0.097656 0.024414 0.006104 0.0015265 4 1 0.25 0.0625 0.015625 0.003906 0.0009776 2.7777778 0.694444 0.173611 0.043403 0.010851 0.002713 0.0006787 2.0408163 0.510204 0.127551 0.031888 0.007972 0.001993 0.000498四偏振模色散的测试方法偏振模色散具有随机性在DWDM系统中造成偏振和引起偏振模色散的因素很多示意图如图4所示图4 引起偏振和偏振模色散的因素下面是偏振模色散PMD 和偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss 简称PDL)的测试方法偏振模色散PMD 是指在一定时间内一定波长范围内或在指定波长上某时间窗口上的平均时延与时间相对无关具有确定性PMD 的测试方法主要有琼斯矩阵特征分析法干涉测量方法和波长扫描法等 1琼斯矩阵特征分析法的测试原理和步骤如下 测试的配置包括可调谐光源Tunable Laser Source,简称TLS 被测器件DeviceUnder Test 简称DUT 偏振器和偏振计等如图5所示图5 琼斯矩阵分析法的测量配置和步骤从琼斯矩阵Jc 数据中可以提取PMD 和PDL 等参数由于一般运营商关注的PMD λ 是指在特定波长λn 上一段时间内的平均微分群时延Differential Group Delay,简称DGD 而测量值PMDλ是在某个波长范围内特定时间t 0的平均DGD 理论计算如下理论计算和实验测试的结果表明时间平均值PMDt 与波长平均值PMD λ相等这也是PMD 测量方法的基础所有测试都是基于能够快速测试PMD λ从而确定PMD 值的琼斯矩阵特征分析法的特点是测量精度较高最小可测量的PMD 可达0.005ps 但测试速度较慢且与波长相关测试过程中光纤必须固定不许移动该测试方法在实验室测试器件的PMD 将是首选同时也适合工程上光纤PMD 测试的现场应用2干涉测量方法的原理和步骤如下如图6所示图6 干涉测量的配置图干涉测量方法的特点是测量精度较低最小可测量PMD 达0.03ps 但测试速度较快且与波长无关测试过程中光纤允许移动由于测试精度较低该测试方法不适合实验室使用但由于设备简便易用体积成本和信息内容小适合作为现场仪器使用在工程现场测试光纤的PMD 将是首选 3PMD 测试的其他方法还有邦加半球方法该测试方法的特点是能够直观地反映偏振态和测试PMD 参数可以用于科学研究分析由于偏振光的电场强度可分解为E x E y 两个分量其瞬时值为E x =E x0Cos(ωt+φx )E y =E y0Cos(ωt+φy )两分量的幅度比R E y0/E x0相位差φ=φy -φx 根据R φ的不同可得到线偏振光圆偏振光椭圆偏振光偏振光偏振态的全部信息包含在R φ中R 有时用另一参数δ表示δarctanR 椭圆偏振是最一般的形式它说明电场强度矢量端点描绘出一个椭圆如图7所示图7 光的偏振状态图解可以采用邦加球法Poincare来直观地动态适时地显示偏振态跟踪和计算偏振模色散变化值由于邦加球采用了归一化测量方法因此可以用两个参数来描述偏振椭圆方位角θ和椭率角ε如图8所示图8 邦加球法Poincare表示的偏振状态邦加球法的配置与琼斯矩阵特征分析法的测量配置相同采用调谐波长作为光源偏振状态将在邦加半球上描出一个弧形角偏振模色散值与这个角成正比五结论偏振模色散具有随机性和不确定性其原理和补偿方法正在不断的研究之中我们可以根据应用场合的不同选取不同的偏振模测试方法灵活快速地测试和评估以便有效地补偿偏振模色散例如在研发和实验时如果测试精度较高可采用琼斯矩阵特征分析法如果要求动态地跟踪偏振模色散可以采用邦加球法而工程现场中可以采用干涉法快速测试等。
高速光纤通信系统中PMD补偿方法研究
第 ５期
邢 台 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｕ ａ ｆ ｎ ｔ ｉ ｏ ｙ ｅ ｈ ｉ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌ ｇ ａ ｌ ｔｃ ｎ ｃＣｏ ｌ ｅ ｎ ｏ Ｘｉ Ｐ ｅ
、 １ ＮＯ． ｂ ． ２８ ５ ０ｃ ． ｔ ２０１ ｌ
高速光纤通信 系统 中 Ｐ ＭＤ补偿方法研究
一
图 ２ 电功率补偿方案原理框图
虚框中是补偿器，其中的偏振控制器（ｃ采用多片电控式，当所加的电压变化时，波片的相位延迟 Ｐ） 量变化可 以快速将任意输入偏振态转换为任意输出偏振态 ，更好地满足Ｐ 补偿的要求 。补偿光纤为高 ＭＤ 双折射率 的保偏光纤，反馈信息是光探测器信号经过放大和滤波后再进行检波后的电压信号。算法则是 根据输入信号的幅度变化产生一组控制 电压信号 ，加到偏振控制器上 ，改变输入光偏振态算法的作用就 是找到一个最佳值，使接收端 的信号展宽最小 ，达到补偿 目的。 电域补偿 比较容易， 但需要两套光电、电光转换设备，并且补偿速率受电子器件的响应速率的限制。 所 以光域补 偿 是更为 常用 的方法 ，也是 目前研 究 的热点 。 ２ ．光域补 偿
统计特性来表征△ ｌ ，对群时延差 △ ． 取期望值 （ 。 是一种有效的方法，即： Ｄ ｐ ｌ △ ｐ） １
其中Ｄ 是 Ｐ ＭＤ参数 的平均值， 单位是 ／ ， √ 光缆的外部环境决定了偏振模色散参数 Ｄ 的
均值变化范围是 ０ ３ １ ｓ √ 。同时群延时的期望值 （ ．不会随时间和光源变化而变化。 ．～－ ／ 七 Ｏ ３ ｐ △ ）
６ ２
邢 台职 业 技 术 学 院 学报
２ １ 年 第 ５期 ０１
延 差 △ 。 ： △ｒ ＝ Ｌ 为 。
Ｌ
＝ ．
光纤传输系统中的PMD效应及其补偿分析
光纤传输系统中的PMD效应及其补偿分析作者：王帅来源：《科学与信息化》2020年第11期摘要本文主要对光纤传输系统中的PMD效应及其补偿进行了研究分析，首先对PMD简介与效应分析进行了阐述，然后对光纤传输系统中的PMD的补偿设计进行了概述，最后对自适应PMD补偿器的设计与实现进行了实验分析。
关键词光纤传输系统;PMD效应;补偿设计在通信事业不断发展进步的背景下，用户对通信质量的需求越来越高。
在光纤传输系统中，主要是以高速率通信作为主体，并且具备的优势较多，如距离、速率和容量等等。
在传统的低速通信中，并没有认识到PMD的重要性。
但是高速光纤通信技术具备着较多的优势，因此，研究分析PMD补偿方式有着重要意义。
1 PMD效应概述在光信号中，偏振模色散（PMD）是基本的特征之一，与光纤长度之间有着息息相关的关系，并且具体的含义是光信号中所含有电场矢量的取向。
在波长长度固定时，划分信号能量为两个正交偏振模。
但是由于双折射度会存在一定的差异性，两者在传播的过程中，传播的速度也会存在不同之处，并且在偏振方面，会存在旋转的现象，在产生旋转的过程中，延差为。
对于以上存在的影响因素，会对脉冲的展宽产生影响，被称作为PMD。
但是在延差差距较大的情况下，由于存在的光脉冲现象，会造成出现展宽与相邻脉冲重叠的情况，从而会对接收机判决的合理性造成影响，也就是由于产生了错误信息，会造成光纤信息承载量的局限性，从而影响了光纤传输系统的速率。
如果一个偏振模用进行表示的情况下，那么另一个偏振模用进行表示时，在两个偏振模经过一段距离之后，这一段距离用L进行表示，所产生的时间延迟差异表示为。
在计算时间延迟差异数值的过程中，其计算公式如下：在所产生的双折射效应中，与温度之间存在的紧密的关系，因此，在PMD所产生的变化中，具备着随机性的特点，用进行表示的情况，计算期望值的过程中，计算公式为：在计算公式中，的含义为PMD的平均数值，单位为;但是由于光缆所出的环境会存在差异，因此PMD的平均值也发生一定的变化，其区间在，并且在期望值与光源因素、时间之间，不会存在一定关系。
二阶系统的相位补偿
二阶系统的相位补偿【序】二阶系统的相位补偿是探索系统动态行为的重要主题之一。
本文将从简单到复杂，由浅入深地介绍二阶系统以及相位补偿的基本概念。
通过总结和回顾性的描述，旨在帮助读者全面、深刻和灵活地理解和应用相位补偿技术。
【正文】1. 二阶系统的基本特征二阶系统是指具有两个自由度的动态系统，其行为可以由二阶微分方程描述。
在控制工程中，我们经常遇到包括阻尼、振荡和共振等特性的二阶系统。
二阶系统的传递函数可以表示为：G(s) = K / (s^2 + 2ζω_ns + ω_n^2)其中，K是系统的增益，ζ是阻尼比，ω_n是系统的自然频率。
根据阻尼比的不同取值，二阶系统可以分为三种类型：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼。
2. 相位补偿的意义和基本原理相位补偿是一种通过改变系统的相位特性来改善动态性能的控制技术。
在二阶系统中，相位补偿的主要目标是提高系统的稳定性和响应速度，同时减小振荡和共振的影响。
相位补偿可以通过引入额外的相移或者改变系统的频率特性来实现。
3. 常见的相位补偿器为了实现相位补偿，常用的方法包括引入储备相位和引入补偿网络。
储备相位是指通过在系统的开环传递函数中引入极点或者零点来改变相位特性。
而引入补偿网络则是通过在系统的传递函数中添加额外的滤波器，来改变系统的频率响应。
3.1 储备相位补偿器储备相位补偿器的设计目标是改变系统的相位特性，以提高系统的稳定性和响应速度。
常见的储备相位补偿器包括根轨迹法、Bode图法和Nyquist图法等。
3.2 引入补偿网络引入补偿网络是一种常见的相位补偿方法，可以通过增加系统的相移和改变频率响应来实现。
常见的引入补偿网络包括比例补偿器、积分补偿器和滞后补偿器等。
4. 二阶系统的相位补偿案例分析为了更好地理解相位补偿的应用，我们以电机控制系统为例进行案例分析。
电机控制系统的动态特性通常可以由一个二阶系统来描述。
通过对系统的频率响应进行分析，我们可以确定系统所需的相位补偿方案。
毕业设计(论文)题目
1 实验考试系统的设计2 电子实验仪表的优化设计3 基于流媒体技术的互动学习平台的实现4 基于流媒体技术的监控实现5 基于网络的课件管理系统设计6 音调控制电路设计7 智能充电器的设计8 智能型温度控制仪的设计9 LC并联谐振实验的分析及改进10 基于流媒体技术的课件制作与点播11 基于UDP协议的数据网络通信设计（熟悉VB或.net程序设计）12 基于TCP协议的数据网络通信设计（熟悉VB或.net程序设计）13 基于RS232串口的数据通信设计（熟悉VB或.net程序设计）14 基于RS232串口的数字I/O设计(熟悉VB或.net程序设计、电路板设计)15 显微图像采集与测量设计（熟悉VB或.net程序设计）16 显微图像采集与处理设计（熟悉VB或.net程序设计）17 车辆信号采集系统设计（熟悉单片机、电路板设计18 GPS卫星授时时钟设计（熟悉单片机、电路板设计）19 GPS卫星授时自动打铃仪设计（熟悉单片机、电路板设计）20 GPS卫星授时自动打铃系统设计（熟悉VB或.net程序设计）21 可自选有关卫星定位、程序设计、单片机、图像采集处理等题目。
22 多载波宽带无线通信系统的仿真实现（无线通信）23 无线通信天线的建模分析（无线通信）24 基于DQPSK调制的光通信系统仿真（光通信）25 信道估计算法在OFDM通信系统中的运用（无线通信）26 基于DPSK调制的光通信系统仿真（光通信）27 基于ASK调制的RoF通信系统仿真（光通信）28 光CDAM通信系统的仿真实现（光通信）29 基于QAM调制的相干光通信系统仿真（光通信）30 WDM系统的仿真实现（光通信）31 超宽带无线通信系统的研究（无线通信）32 移动通信实验教学系统的改进（网站建设部分）33 运放单电源放大电路设计方法34 微小信号放大电路设计35 热敏电阻在放大电路中的应用36 全自动家电保护器设计37 放大电路静态工作点仿真分析设计38 可调直流稳压电源电路的设计39 竞争冒险实验电路的设计与测试40 电压测量的数字化方法bsp; 基于异或门组合逻辑电路设计42 红外接口原理与电路设计43 放大电路中输入电阻的测量44 音响放大器电路的设计及调试45 基于无线传感网络的智能农业的设计46 基于无线传感网络的智能家居的设计47 基于RFID的电子不停车收费系统的设计48 基于RFID的读卡器的设计与实现49 基于RFID的阅读器的设计与实现50 基于CC2430温湿度传感器的设计与实现51 基于CC2430光电传感器的设计与实现52 基于CC2530压力传感器的设计与实现53 基于CC2530超声波传感器的设计与实现54 数字图像中同态滤波器的设计与实现55 数字图像中模糊图像恢复的实现56 数字图像中图像增强的实现57 数字图像中图像分割的实现58 数字图像中DCT与逆DCT的设计与实现59 基于物联网的“感知聊大”网络平台的设计60 小功率电子镇流器的参数测定61 PLC在材料分选装置中的应用设计研究62 PLC在机械手控制中的应用设计研究63 关于数学模型建立及仿真64 基于MCU的温湿度计的设计研究65 开关电源的设计研究66 西门子S7-200之间通讯的研究67 PLC在立体仓库中的应用设计研究68 自适应滤波器（LMS）的实现69 无限冲击响应（IIR）滤波器的实现70 基于MCU的电子称的设计研究71 基于MATLAB的QAM调制技术仿真72 《信号与系统》实验虚拟演示系统的设计与实现73 π/4—DQPSK调制解调技术的研究与仿真74 基于MATLAB的图像处理系统的设计与实现75 模拟通信实验系统的设计76 2FSK调制解调实验系统设计77 调制解调实验综合开发及演示系统设计78 PCM调制编译码实验系统设计79 自适应信号处理算法研究80 跳频通信系统的计算机仿真81 虚拟仪器在大学实验中的应用与研究82 智能照明的研究与应用83 半导体收、扩音机稳压电源的设计与应用84 数字万用表的设计与校准实验研究85 卷积码编译码系统仿真与实现86 DSSS系统抗部分时域干扰87 DSSS系统下BPSK系统仿真及实现88 MDPSK调制解调系统仿真及实现89 MQAM调制解调系统仿真及实现90 OFDM系统频域均衡仿真与实现91 PCM/ADPCM编译码系统实验研究92 对不同信道下GMSK解调方式研究及性能仿真93 基于MATLAB的数字调制系统实验软件设计94 基于MATLAB的信道编码实验软件设计95 BPSK调制解调系统实验研究96 CDMA通信系统下行链路仿真设计97 高速光接收机及其前置电路的设计98 前置掺铒光纤放大器的设计99 光纤通信线路施工与测量方案设计100 掺铒光纤放大器的特性参数与测试101 100公里2.5Gbit/s 光纤通信系统工程设计102 基于光纤的感温火灾探测系统的研究与设计103 光接收机的自动温度控制与电路设计104 单光子的探测与分辨技术105 基于光纤光栅的隧道结构监测系统的研究与设计106 光纤偏振控制器的设计与制作107 拉普拉斯变换及其在一阶电路中的应用108 求解二阶电路的方法与比较109 一阶电路的几种求解方法110 一阶电路的任意响应分析111 含理想运算放大器电路的讨论112 戴维宁定理在电路分析中的应用113 二阶电路过渡过程的研究与讨论114 测定一阶电路响应时间的实验方案探讨115 分离变量法及其在一阶电路分析中的应用116 分析电阻电路的方法及其比较117 叠加定理在电路分析中的应用118 高速光纤通信系统中三阶偏振模色散模拟器的设计119 基于Multisim的家电定时器的设计（每30分钟通/断一次）120 基于Multisim的实验用数字电路的设计121 基于VC6.0的练习题系统的开发122 偏振模色散对高速光纤通信系统通信性能的影响123 基于Multisim的燃气灶火灾报警器的设计124 高速光纤通信系统中三阶偏振模色散统计特性的仿真125 高速光纤通信系统中三阶偏振模色散补偿算法的实现126 高速光纤通信系统中二阶偏振模色散补偿在线监测信号的选取127 基于VC6.0的银行存储系统的设计128 基于DS12C887的时控开关软件设计129 心电信号的检测与频谱分析130 基于DS1302的时控开关硬件设计131 基于DS1302的时控开关软件设计132 基于DS12C887的时控开关硬件设计133 心电信号时频分析仪的软件设计134 心电信号时频分析仪的硬件设计（于菲）135 DC12V开关电源硬件设计136 基于物联网的心电信号时频分析方案设计137 电磁加热技术研究138 小波变换在数字图像处理中的应用139 基于神经网络的人脸识别技术的设计140 基于神经网络的数字识别技术的设计141 窗函数下的FIR滤波器设计142 快速人脸检测与识别理论与算法的研究143 虹膜匹配识别算法的研究144 基于MATLAB的图像复原与重建145 基于MATLAB的图像平滑处理146 基于BP神经网络的设备状态分类器的设计147 人脸面部特征提取研究148 基于MATLAB的彩色空间分割149 径向基函数的网络应用设计150 IIR数字滤波器的仿真设计151 单片机实现I2C总线通信设计152 基于加速度传感器的无线控制153 基于无线模块的数据采集与控制154 基于单片机的数字气压计设计155 基于OPENCV的颜色识别156 基于OPENCV的手势识别与跟踪157 基于OPENCV的车流量识别158 单片机智能信号发生器的设计159 基于单片机的音乐发生器设计160 基于DS12C887的实时日历时钟显示系统设计161 移动无线网络的分析与设计162 利用MATLAB仿真排队系统163 Hffuman编码的Matlab实现164 利用MATLAB实现信息论的仿真165 语音信号的Matlab分析166 随机信号的频谱分析167 数字滤波器的Matlab实现168 HUB工作原理与仿真169 设计防火墙策略实现流量优化170 局域网的仿真分析171 公司内部网络的设计与仿真172 家庭局域网的因特网接入方案设计173 TCP窗口的优化设计174 功率谱估计的研究与实现175 自适应滤波器的研究与实现176 正交扩频信号研究与仿真177 伪随机序列的研究与仿真178 跳频通信系统的研究与仿真179 扩频通信系统的研究与仿真180 基于Matlab的频谱分析的研究181 基于Matlab的模拟滤波器的设计182 基于Matlab的IIR数字滤波器的设计183 基于Matlab的FIR数字滤波器的设计184 基于图像处理的各沿海省市海岸线长度排名185 基于图像处理的黄河流经各省长度分析186 基于图像处理的黄河与长江长度比较187 基于图像处理的内陆湖面积大小排名188 基于图像处理的我国各省土地面积排名189 基于图像处理的山东省各地市土地面积排名190 基于DSP的偏振模色散自适应补偿系统算法单元的软件设计191 DSP与计算机的USB通信接口设计192 霍夫曼编码方法的设计193 基本人工鱼群算法仿真及应用194 基于DSP的SDRAM测试程序设计195 基于DSP的高精度音频模数与数模转换196 基于DSP的数据采集系统设计197 基于DSP的语音编解码系统设计198 基于自适应步长和自适应视野的人工鱼群算法仿真199 局部邻居粒子群优化算法及其dsp实现200 全局粒子群优化算法及其dsp实现201 语音信号子带编码与matlab程序设计202 基于DSP的串口通信系统设计203 特殊用途天线的设计204 无限脉冲响应数字滤波器的设计205 集中参数电路的分析与综合206 平面电路模型的建立及应用207 印制电路板信号完整性问题的研究208 微带天线辐射特性的研究209 微波与高速电路频域特性的研究210 天线测量方法的研究211 特殊类型数字滤波器的设计212 利用VB设计学生信息管理程序213 利用VB设计计算器程序214 有限脉冲响应数字滤波器的设计215 PMD 测量时域方法分析216 光DPSK调制格式调制原理及仿真实现217 基于CSRZ码的DQPSK调制技术的研究218 基于CSRZ码的8DPSK调制技术的研究219 光纤通信系统中相位幅度联合键控调制技术的研究220 光纤通信系统中多级相位调制技术的研究221 光8DPSK调制格式原理及仿真实现222 PMD 对波长的倚赖性分析223 基于DOP的PMD 补偿性能分析224 PMD 测量频域方法分析225 DQPSK调制格式在PMD缓解与补偿技术中的应用226 DPSK调制格式在PMD缓解与补偿技术中的应用227 PMD 对于光纤通信系统性能的影响228 利用EDA技术实现沙包游戏电路设计229 利用EDA技术实现智能密码锁的设计230 利用EDA技术实现数值控制振荡器的设计231 利用EDA技术实现数控分频电路的设计232 利用EDA技术实现交通信号灯控制电路的设计233 利用EDA技术实现花样彩灯控制器的设计234 利用EDA技术实现多功能微波炉控制器的设计235 利用EDA技术实现电梯控制器的设计236 利用EDA技术实现空调控制器的设计237 利用EDA技术实现多功能计时器的设计238 电池充电控制器与电池内阻测试系统的设计239 阵列波导光栅激光器理论与设计240 数字通信系统中二进制相移键控调制研究241 数字通信系统中二进制频移键控调制研究242 数字通信系统中二进制差分相移键控调制研究243 模拟通信系统中线性与非线性调制研究244 非线性偏转光纤激光器理论与设计245 多点温度采集与显示系统246 掺铒光纤放大理论与设计。
用于PMD补偿的判决反馈均衡器的结构研究
Ｆ Ｅ的输入 是 接收 信号序 列 ， Ｂ Ｆ Ｆ Ｅ的 输人 是 先 前 的 判决 信号 。ＤＦ Ｅ通过 Ｆ Ｅ和 Ｆ Ｅ分 别 补偿 由信 道 Ｆ Ｂ 将来 和过 去 时刻 的冲激 响应 产 生 的信 号 畸变 。带有
了 系统 Ｓ参 数仿 真 结 果 。 关 键 词 ： 振 模 色散 ； 决 反 馈 均 衡 器 ； 向 均衡 器 ； 波 滤 波 器 偏 判 前 行 中 图分 类 号 ： Ｎ９ １ ５ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ５８ ８ （０ １ ０—０ １０ １ ０— ７８ ２ １ ）２００ —３
２１年 ０１
第 ２期
光 通 信 研 究
Ｓ ＴＵ ＤＹ ０Ｎ ＯＰＴＩ ＣＡＬ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ１ ０ＮＳ
２ １ ． ４ Ｏ １ ０
总第 １４期 ６
（ ｕ ． ．１ ４） Ｓ ｍ ＮＯ ６
光 通 信 系 统 与 网 络 技 术
用于 Ｐ ＭＤ补偿 的判决反馈均衡器 的结构研究
１ １ ＤＦ ． Ｅ的结 构
Ｄ Ｅ可 以 由 Ｆ Ｅ 和 反 馈 均 衡 器 （ Ｂ ） 成 ， Ｆ Ｆ ＦＥ组
偿 ， 电域 补 偿具 有 结 构 简单 、 于 扩展 、 本 低 且 而 便 成 不 会 引入 光损 耗等 优 点 ， 相 关 技 术 的均衡 器 主要 其
有 前 向 均 衡 器 （ Ｆ 、 决 反 馈 均 衡 器 （ Ｅ） Ｆ Ｅ） 判 ＤＦ 等［ 。 自适 应线 性 Ｆ Ｅ可 以有 效地 消除 由 Ｐ １ 卅］ Ｆ ＭＤ 引起 的码 间 干扰［ ， ３ 但是 Ｆ Ｅ在 补偿 信 道 的 同时会 ］ Ｆ 放 大 噪声 ， 使整 个 系统 的信 噪 比（ ＮＲ 降 低 ， ｓ ） 而非 线 性 ＤＦ Ｅ存 在着不 受 噪声增 益 影响 的反馈 部分 ， 因而 性 能 优于 Ｆ Ｅ。 Ｆ
高速光纤通信系统中二阶pmd补偿方案的研究
高速光纤通信系统中二阶pmd补偿方案的研究高速光纤通信系统已经成为当今通信技术发展的主流，但该系统中存在一种变化称为二阶PMD（二阶处理延迟不均匀度）的补偿方法，这种方法可以显著提高系统的性能。
因此，研究二阶PMD补偿的算法是实现高性能高速光纤通信系统的关键。
1、二阶PMD补偿概述二阶PMD补偿是一种改善系统中二阶PMD性能的补偿方案，它的主要作用是发挥光纤技术的稳定性优势，抵消变形效应，消除噪声和二阶PMD，确保系统稳定性和可靠性。
它按照二阶性能参数进行补偿，可以有效地减轻分布和布拉格谐波干扰，提高系统性能和稳定性。
2、二阶PMD补偿方法二阶PMD补偿方法可以分为两种，即校正式补偿和可调模型补偿。
（1）校正式补偿：根据信号处理原理，以及二阶PMD参数，采用特定的算法和方法，实现量化的补偿。
（2）可调模型补偿：有了前一种补偿技术的基础，可以利用这种方法调节因应环境参数的变化，在不同的二阶PMD状态下，采用调整可调参数的方式，调整二阶PMD补偿的程度。
3、二阶PMD补偿的关键技术（1）精确测量：正确获取系统中PMD变化情况所需的准确信号，通过精确市场数据识别系统中各类变量，从而更好地控制补偿的精确范围，控制补偿的运算量，提高系统性能。
（2）快速可靠的算法：关键的技术之一是优化补偿算法，根据实际情况研究优化补偿算法，以便更好地控制补偿程度，使补偿精度和运算速度都更高，提高系统整体性能和安全性。
（3）智能识别：在进行补偿之前，需要进行智能识别，以便根据不同系统环境性能、信号特征和相应参数，迅速准确地获取系统中的PMD 参数，以减少补偿的失真度。
以上是关于二阶PMD的补偿方案的研究，可以看出，研究和应用这种补偿技术可以极大地提高高速光纤通信系统的性能，从而达到满足客户的需求。
无线光通信OOK、PPM、DPPM性能分析研究
无线光通信中PPM和DPPM调制方式的研究作者：常新栋Chang Xindong（电子工程学院，光电子技术系，电子科学与技术，1101班）指导老师：谢东华Xie Donghua(电子工程学院，光电子技术系，讲师）摘要：随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展。
在过去的几年中，人们对传输速率的要求越来越高，使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增，光纤通信因为能传输高速率的数据，成为广域通信网的骨干网络，如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。
但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里"，如果铺设光缆，不仅花费大而且耗时；许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题。
在无线光通信技术中，为了保证链路的可靠稳定，必须要有很好的链路功率预算。
无线光通信普遍采用强度调制/直接检测（IM/DD）系统，其主要调制方式有开关键控（OOK），脉冲位置调制（PPM），差分脉冲位置调制(DPPM)，数字脉冲间隔调制（DPIM）和双头脉冲间隔调制（DH-PIM）等。
本文主要分析开关键控（OOK），脉冲位置调制（PPM），差分脉冲位置调制(DPPM)等调制方式的符号结构，发射功率，带宽需求和误时隙率。
关键词：无线光通信；开关键控调制（OOK）；脉冲位置调制（PPM）；差分脉冲位置调制（DPPM）；符号结构；发射功率；带宽需求；误时隙率Research on wireless optical communication Pulse Position Modulation andDifferential pulse position modulationAbstract:With the advent of information society, communication technology has also been rapid development. In the past few years, people have become increasingly demanding high transmission rate, using high-speed data transfer rate of the number of users increase every year, optical fiber communication because it can transmit high-speed data, a wide-area communications network backbone network, Now in wide-area communications networks for more than 80% of the information is transmitted through optical fibers. But from the optical fiber backbone network to the users ‘last mile’. If the laying of fiber optic cable, not only costly and time consuming and many wireless communication technology can solve the ‘last mile’problem．In the wireless optical communication technology, in order to ensure the stable and reliablelink, must have the good link power budget. Wireless optical communication is widely used in intensity modulation / direct detection (IM/DD) system, the main modulation with on off keying (OOK), pulse position modulation (PPM),differential pulse position modulation (DPPM), digital pulse interval modulation (DPIM) and dual header pulse interval modulation (DH-PIM). This paper mainly analyzes the on-off keying (OOK), pulse position modulation (PPM), differential pulse position modulation (DPPM) modulation symbol structure, transmission power, bandwidth requirement and slot error rate.Keywords: Wireless optical communication; on-off keying modulation (OOK); pulse position modulation(PPM); differential pulse position modulation (DPPM); symbols; power; bandwidth; the slot error rate1.简介无线光通信作为一种新型的通信技术,同时具有光纤通信和移动通信的优势，可实现宽带传输，组网机动灵活，无需频率申请，并且抗电磁干扰，保密性好，因此近年来对无线光通信的研究受到了广泛的重视。
光通信系统中的信号传输损失补偿方法
光通信系统中的信号传输损失补偿方法光通信是一种使用光信号进行数据传输和通信的技术，具有高速传输、大容量和低延迟的优势。
然而，由于信号在光纤中的传输过程中会受到损失，可能导致信号质量下降。
因此，为了提高光通信系统的性能，需要采取有效的信号传输损失补偿方法。
信号传输损失是指光信号在传输过程中经过光纤材料时，由于材料吸收、散射等因素，导致信号的衰减和失真。
为了补偿这些损失，我们需要采取一些策略和技术手段，以保证光通信系统的稳定和可靠性。
首先，一种常见的信号传输损失补偿方法是使用光放大器。
光放大器是一种能够增强光信号功率的设备，可以补偿光信号在传输过程中的衰减。
常用的光放大器包括光纤放大器和半导体放大器。
光纤放大器可以将入射的弱光信号通过光纤传输，并通过受发射器的光信号激励，增强信号的功率。
半导体放大器则是通过激励半导体材料产生光信号，使其具有较大的光强。
此外，光通信系统中还包括另一种重要的信号传输损失补偿方法，即使用光纤衰减补偿器。
光纤衰减补偿器是一种能够在光信号传输过程中校正损失的设备。
通常，光纤衰减补偿器使用波长选择器和增益调节器来实现信号的校正和补偿。
它可以通过改变波长选择器的参数，使得光信号在经过衰减补偿器时得到增益补偿，从而达到补偿信号传输损失的目的。
另外一种常见的信号传输损失补偿方法是使用前向纠错编码技术。
前向纠错编码是一种能够在信号传输过程中恢复错误的编码技术。
它通过在发送端对信息编码，并在接收端进行解码和纠错，从而有效地减少传输过程中的信号损失。
前向纠错编码通过增加纠错编码的冗余度来实现传输信号的可靠性，可以有效地提高信号的传输质量和系统的可靠性。
此外，还有一种信号传输损失补偿方法是使用自适应等化器技术。
自适应等化器是一种能够自动调整信号传输过程中的失真的技术。
它通过实时检测和评估接收到的信号质量，并根据评估结果进行相应的补偿和调整。
自适应等化器通过不断调整信号的幅度、相位和时间特性，使得接收到的信号更接近于原始信号，从而提高信号传输的质量和可靠性。
二阶PMD补偿的最优化方案的开题报告
二阶PMD补偿的最优化方案的开题报告一、选题背景与意义随着技术的不断发展，数字通信系统已经成为现代通信的主流技术。
时钟抖动问题是数字通信中的一个关键问题，它会导致相邻符号间的时钟间隔（间距）不规则，这可能会导致一个可观测的现象，即无法完全正确接收发送方发送的符号，从而影响通信系统的性能。
针对时钟抖动问题，PMD （Polarization mode dispersion，偏振模色散）被普遍认为是一个主要的影响因素，它是由于光纤的不完美性质引起的。
在数字通信系统中，通过使用二阶PMD补偿器来抵消PMD效应已经成为一种常见的处理方法。
二阶PMD补偿器通过迭代估计PMD效应，并根据这些估计值控制一个可调整的相移器来改善通信系统的性能。
针对二阶PMD补偿器的设计和优化是数字通信领域的一个热点研究问题。
正是由于二阶PMD补偿器都是由一些简单的组件组成的，因此可以实现高度优化的算法来提高这种补偿器的性能。
这可能会避免在数字通信中出现的一些常见问题，例如符号错误、误码率高等问题。
因此，本文选择设计和优化一种二阶PMD补偿器的最优化方案，旨在提高数字通信中的传输性能。
二、研究目标本文旨在设计一种二阶PMD补偿器的最优化方案，以有效地抵消PMD的影响并提高数字通信的传输性能。
具体地，本文将从以下几个方面来实现该目标：- 分析二阶PMD补偿器的基本原理和通信性能。
探索不同组件对二阶PMD补偿器性能的影响。
- 系统地分析现有的二阶PMD补偿器的设计和优化方法，并比较它们的优缺点。
- 针对现有算法中存在的问题，提出一种基于最优化理论的二阶PMD补偿器设计和优化方案。
- 通过模拟和实验验证，评估所提出的最优化方案的性能和有效性。
三、研究内容为了实现本文的研究目标，我们将分别从以下几个方面进行研究：1. 对二阶PMD补偿器的基本原理和通信性能进行分析。
具体而言，我们将从以下几个方面进行分析：- PMD效应和它对数字通信性能的影响。
光通信系统中pmd受限距离
光通信系统中pmd受限距离PMD受限距离是指在光通信系统中，由于偏振模色散（PMD）效应的影响，信号传输距离受到限制。
PMD是光纤中非线性效应的一种，它会引起光脉冲在传输过程中的时延扩展和扭曲，从而限制了光信号的传输速率和传输距离。
在光通信系统中，光纤是一种重要的传输介质，被广泛应用于长距离、大容量的通信传输中。
由于光纤的低损耗和高带宽特性，它成为了实现高速、大容量数据传输的理想选择。
然而，随着通信系统的高速化和容量的不断增大，光纤中的非线性效应也越来越明显，其中PMD是最为严重和难以解决的一个。
PMD是由于光纤的材料和结构的不均匀性而引起的。
光纤中的PMD效应会导致不同偏振方向的光在传输过程中的传播速度不同，从而引起光脉冲的扩展和扭曲。
当光脉冲传输距离较短时，PMD效应对信号的影响较小，可以忽略不计。
然而，当传输距离增加时，PMD效应逐渐显现出来，信号的失真程度也会逐渐增加，从而限制了信号的传输距离。
PMD受限距离是指在光通信系统中，由于PMD效应造成的信号失真限制了信号的传输距离。
在实际应用中，为了保证信号的传输质量，我们需要根据系统的要求和光纤的特性来确定PMD受限距离。
一般来说，PMD受限距离与光纤的PMD参数、传输速率和误码率等因素有关。
为了克服PMD效应对光通信系统的影响，人们提出了多种方法和技术。
其中一种常用的方法是使用光纤中的光纤光栅来补偿PMD 效应。
光纤光栅可以通过改变光的传输路径来调整光的相位和群速度，从而抵消PMD效应带来的失真。
另外，还可以通过优化光纤的材料和结构来减小PMD效应的影响，或者使用更先进的调制和检测技术来提高信号的传输质量。
尽管有了这些方法和技术，但PMD效应仍然是光通信系统中一个难以解决的问题。
随着光通信系统的不断发展和进步，人们对PMD 效应的理解也在不断深入。
相信在未来的研究和应用中，会有更多的创新和突破，使得PMD效应对光通信系统的影响得到有效地控制和减小，进一步提高光通信系统的传输性能和可靠性。
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纤通 信 的发 展 ， 振模 色散 的 自适 应补 偿 成 为光 通 偏 信领 域研 究的 焦 点。在分 析 目前 高速 光 通信 系统 中
常用 的 几 种 Ｐ ＭＤ 补 偿 技 术 局 限性 的 同 时， 高 阶 对 Ｐ ＭＤ及 其补 偿 问题进 行 了分 析 与讨 论 ， 出 了二 阶 提 Ｐ ＭＤ补偿 方 案 ， 并对 该 方案 进行 了推 导。 关键 词 ： 纤通 信 ； 光 偏振 模 色散 ； 振模 色 散补偿 偏 中图分类 号 ：Ｎ ２ ． ｌ Ｔ ９ ９ １ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｅｎ ｎ ｅｉ ｇ，Ｌｉ ｏ ｎ Ｔ ｃ ｉａ ｉｅ ｓｔ ｇｉ ｅ ｒｎ ａ ｎｉｇ ｅ ｈｎ ｃ ｌＵｎ ｖｒｉｙ，
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吴清海 张 守武 卢敦 陆 ， ，
（ ． 东科 学技 术 职业学 院 机 电学 院 ， 海 ５ ９９ ２ 北 京 现代 职业 技术 学 院 ， 京 １１０ ） １广 珠 １００； ． 北 ０ ３０
摘
要： 偏振 模 色 散 效 应 严 重 制 约 着 长 距 离 高速 光
统 中 ， 阶 Ｐ Ｄ 明 显损 害系 统 的传 输 性 能 、 二 Ｍ 限制 系 统 的传 输 速率 和距 离 ， 须 对 系 统 中 的一 阶 和二 阶 必 Ｐ ＭＤ同 时 进 行 补 偿 。 由 于 Ｐ ＭＤ 的 统计 特 性 ， Ｍ ＰＤ 补 偿 器 必须 具 有 自适 应 性 能 。传 统 的 Ｐ Ｄ 补偿 系 Ｍ 统 一 般 通过 反馈 的方 式 … 来 实 现 自适 应 补 偿 ， 控 但
收稿 日期 ：０ ８— ４—０ ２０ ０ ２ 作者简介 ： 吴清海 （９ ７一） 男 （ ） 湖南平 江， １７ ， 汉 ， 讲师 ， 士 硕 主要研究光纤通信 。
但 抗 干 扰 能 力 差 。无 论 是 二 阶 段 （ 级 级 联 ） ＭＤ 两 Ｐ
补 偿 还 是 三 阶段 Ｐ ＭＤ补 偿 ， 是 通 过 先 补 偿 二 阶 都
Ｐ ＭＤ后 补 偿 一 阶 Ｐ ＭＤ来 实 现 的 ， 具 体 原 因很 少 但 有 相 关 文 献 进 行 分 析 。本 文 克服 了 Ｐ ．Ｐ ｕ ．Ｂ ｈａ方
案 的不 足 之 处 ， 出后 置 可 变 Ｄ Ｄ 的 三 阶 段 补 偿 提 Ｇ 器 ， 对其 补偿 原 理进 行详 细 的 分 析 。 并
［ ］查光 明． 频通 信 ［ ． 安 ： 安 电子 科技 大 学 出版 ５ 扩 Ｍ］ 西 西
社 ，０ ４ ２０ ．
ｂ ｓｓ ｏ ｈ ａ ｉ ｒｎ ｉｌ ｓ ｏ ｐｒ ａ ｐ ｃ ｒ ｍ ｒ— ａ ｉ ｆｔ ｅ ｂ ｓｃ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｆＳ ｅ ｄ Ｓ ｅ ｔｕ Ｃｏ ｎ
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长春工程学 院学报 （ 自然科学版 ）２０ ０ ８年 第 ９卷 第 ２期
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高 速 光 纤 通 信 系统 中 二 阶 Ｐ ＭＤ补 偿 方 案 的 研 究
Ｐ ＭＤ 的补 偿结 构 ： 前置 可 变 Ｄ Ｄ 的三 阶 段 补 偿器 ， Ｇ
信道 的传输速率 （０ ｂｔ 或更高 ） ４Ｇ ｉｓ ／ 和传输距离 （ 上 千 ｋ 甚 至更 远 ） ｍ 都提 出 了更 高 的要 求 。 目前 认 为 ，
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０ 引 言
超 高 速 、 距 离 光 纤 通 信 系统 的 飞速 发 展 对 单 长
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［ ］夏 为 民， ３ 陈劲 操． 于 Ｐ ２ ０ 基 Ｌ ０ ０的电力线扩频 载波通信设 计 ［ ］ 电测与仪表 ， ０ ，５ ０ ）２ —２ ． Ｊ． ２ ２３ （４ ： １ ５ ０ ［ ］吴明捷 ， ４ 张威． 直接 序列扩 频系 统抗 干扰性 能分析 ［ ］ Ｊ．
工 矿 自动 化 ，０２，０ ０ ） １ 一 １． ２ ０ １ （ ６ ：Ｏ ４
局 部最 优 效 果 而不是 全 局最 优效 果 。文献 ［ ］ Ｙ ２ Ｑ． ｕ 等 人 提 出 了一种 两级 级 联 的高 阶 Ｐ ＭＤ补 偿 器 能够
解 决控 制 速度 的问题 ， 它 只能补 偿 二 阶 Ｐ 但 ＭＤ中 的
文 章 编 号 ：０ ９８８ （０８ ０ －００ ３ １０ —９４ ２０ ）２０ ４ － ０