高速光纤通信中的偏振模散射 毕业论文

高速光纤通信中的偏振模散射

摘要随着光纤通信系统向高速、大容量的发展，单模光纤中偏振模色散的问

题变的越来越突出。目前偏振模色散（PMD）已经成为长距离传输、高速率数据和模拟系统的主要限制因素。首先简单介绍光纤通信的发展及其向高速大容量的发展受到偏振模散射的限制，然后对PMD的基本特性进行了介绍，最后介绍偏振模色散的补偿技术。

关键字光纤通信；偏振模色散；基本特性；光纤传输系统；补偿技术

High-speed fiber-optic communication of polarization mode

scattering

ABSTRACT ：As fiber-optic communications system to a high-speed, high-capacity development, single-mode optical fiber of polarization mode dispersion problem become more and more prominent. Currently polarization mode dispersion (PMD) has become a long-distance transmission, high speed

data and simulation system's main limiting factor.First, this article introduces the development and optical fiber communication to the development of high speed large capacity by polarization mode scattering limits, and then the basic characteristics of PMD are introduced, finally introduce polarization mode dispersion compensation technology.

Key word s ：Optical fiber communication ；Polarization mode dispersion ；fundamental response；optical fiber transfer system；Compensation technology

目录

1.引言 (3)

2. PMD的基本特性 (4)

2.1 单模光纤 (4)

2.2 PMD的基本特性 (4)

2.2.1 PMD的定义 (4)

2.2.2 PMD产生的原因 (4)

2.2.3 PMD的表示 (5)

2.3 偏振模色散系数的定义 (5)

3. PMD对光纤传输系统的影响及其补偿原理 (6)

3.1 PMD对光纤传输系统的影响 (6)

3.1.1 PMD引起的脉冲展宽 (6)

3.1.2 PMD对接收信号频谱的影响 (8)

3.2 PMD补偿原理 (10)

3.2.1 PMD补偿的一般模式 (10)

3.2.2 PMD后置补偿 (11)

3.2.3 PMD前置补偿 (11)

4.结束语 (12)

5.参考文献 (12)

6.英语摘要 (13)

1. 引言

从古至今光就能够作为一种通讯信号，古代烽火台上燃起的烟火就是一种非常原始的光通讯方式。在信息化高速发展的今天，现代人类已经进入了信息社会，人们对通信的要求变得越来越强烈。今天，光通信技术已经很成熟，光纤通信已是一种通信网的主要传输方式，光纤通信在信息高速公路的建设中扮演着至关重要的角色，已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信技术之所以发展如此迅速，除了人们日益增长的信息传输和交换外，主要是由光纤通信本身所具有的优点决定的。光纤通信容量大、传输距离远；信号干扰小、保密性能好；尺寸小、重量轻,便于铺设和运输，因此一般常用光纤来进行远距离传输。

但是随着当今世界信息化的快速发展，用户对通信容量的需求日益增加，光纤通信骨干网的传输速率从10Gbit/s 上升为40Gbit/s，乃至未来全业务服务中每一用户的容量需求可能超过100 Mb/s，在这种需求的推动下，作为现代长途干线通信主体的光纤通信一直在朝着高速率、大容量和长距离的方向发展。在我国，随着经济的迅速发展，通信技术和通信市场也得到了飞速的发展，单通道速率为10Gbit/s（STM-64）的系统已经商用化，320Gb/s(10Gbit/s×32)WDM系统也已经开始大批量装备网络,而且单信道速率正向40Gbit/s,甚至更高速率发展。

与光纤的色度色散（Chromatic Dispersion）及非线性一样，PMD（偏振模散射）能够损害光纤通信系统的传输性能，限制系统的传输速率和距离。单模光纤中非均匀的折射率的分布，引起相互垂直的本征偏振以不同的速度传输，它在模拟系统中产生高阶畸变效应和与偏振有关的损耗，导致非线性效应。非线性效应在数字通信系统中，造成脉冲失真变形，增大了码间干扰使误码率上升，从而降低了系统的传输距离,限制了通信系统的传输带宽。

在高速光纤通信中,限制高速率信号长距离传输的因素主要包括光纤衰减、非线性和色散。掺铒光放大器( EDFA ) 的研制成功,使光纤衰减对系统传输距离限制不再起主要的作用。然而非线性效应和色散对系统传输的影响随着非零色散位移光纤( NZDSF) 的引入逐渐减小和消除。但是,光纤通信系统传输码速率的不断提高和掺铒光放大器（EDFA）的应用,带来的一个严重问题是，使原本微小的偏振效应-- 偏振模色散( PMD)，在信号的传输过程中不断积累，最终对高速光纤通信系统产生了不容忽视的影响。于是对PMD及其补偿技术的研究成为光纤通信技术领域新的研究热点。

正是由于PMD对高速大容量光纤通信系统的传输有着不可忽视的影响，所以自20世纪90年代以来，这一影响已引起了业界的广泛关注，并迅速成为目前国际上光纤通信领域研究的热点问题之一，开展了对高速光纤通信系统中单模光纤的偏振模色散的研究和相应的标准化制定工作。美国AT&T公司于1993年第一个将其

光缆的单模光纤的PMD最大值定在0.5 p s /km。