一、21世纪DWDM大容量光信号传输动向——光孤子光纤通信(论文文献综述)
王丽丽[1](2021)在《光纤激光器中广义非线性薛定谔方程的解析研究》文中提出光纤通信以其传输容量大、传输距离长、保密性好等优点已经成为当今通信领域中一种重要的通讯方式[1]。凭借其在传输过程中保持波形、速度、幅度等不变的特性[2-4],光孤子成为了光纤通信中最具前景的介质。目前,光孤子研究的主要实验平台是锁模光纤激光器,因此对于光纤激光器的一些理论研究也就非常重要。在理论方面,光孤子在光纤中的传输可以用非线性薛定谔方程来建模[5],孤子解是在研究非线性模型中的一个重要方面。本文对光纤激光器中的广义非线性薛定谔方程展开理论研究,借助Hirota方法求得方程的孤子解并对其进行理论及应用分析,具体的研究内容如下:(1)传统非线性薛定谔方程的解析研究:选择三阶变系数非线性薛定谔方程作为研究模型,通过Hirota方法求得双孤子和三孤子解并对孤子的传输特性进行理论分析。研究表明,调整三阶色散的取值可以改变孤子的幅度,此发现可以被应用光放大器中;调整三阶色散的函数类型可以改变孤子包络的形状,这一性质可以被应用在光开关的设计中;调整群速度色散的函数类型及相关系数,可以控制孤子之间产生相互作用的位置及程度,这一性质为改善光孤子传输性能提供理论指导,最终提高通信质量。(2)耦合方程的解析研究:选择(2+1)维耦合非线性薛定谔方程作为研究模型,借助Hirota方法求得单双明孤子解并探究了四波混频效应和自由参数对于孤子传输的影响。研究发现,四波混频效应会影响孤子的幅度,调整自由参数的取值可以实现对孤子传输方向、速度和孤子之间相互作用的控制;讨论了孤子在碰撞后再分开时的相互作用过程。得到的结果可以应用于多模光纤,实现孤子的放大、传输方向的控制以及通信质量的提高。(3)金兹堡-朗道方程的解析研究:选取描述耗散系统的金兹堡-朗道方程作为研究模型。在求解时选择修正的双线性方法,此种方法对方程进行线性化时所使用的变换形式不同。在解的基础上讨论了方程中的参数对孤子传输的影响。分析可知,方程中的自由参数会影响孤子的传输方向以及幅度大小。另外,色散项的取值可以决定孤子的包络形状以及放大程度,可以应用于孤子放大和孤子整形。得到的结果可能会对光孤子在多模光纤中的放大和方向控制等有所帮助。
吴佳琳[2](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》文中认为一直以来,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。
王思尧[3](2020)在《光纤偏振稳定技术的研究》文中研究指明随着新型通信业务种类及需求的不断增加,光纤通信系统朝着大容量、高速率、长距离的方向飞速发展。与此同时,在传统小容量、低速率光纤通信系统中可忽略的信号偏振态变化导致的信号损伤问题,在大容量、高速率条件下日益凸显,已成为限制光纤通信系统性能发展的重要原因之一。偏振态不稳定会导致偏振模色散(PMD),造成光信号脉冲展宽,从而限制高速光传输系统长距离传输。此外,光信号偏振态随机变化会导致偏分复用系统中不同正交偏振态间的信号产生串扰,由此对接收端信号解复用造成重大影响。另外光纤传感、相干接收等系统同样需要偏振稳定。因此如何快速准确地稳定光信号偏振态是当前研究的重要问题。本文针对光信号在传输中偏振态会随机快速变化的问题,设计了一种基于偏振跟踪直接检测方案的偏振稳定系统,提出并采用了改进的禁忌-粒子群算法作为反馈控制算法,实现了在光纤通信系统中光信号偏振态的快速稳定。论文的主要工作和成果如下:1、研究了光纤偏振稳定技术,设计了基于偏振跟踪直接差分检测方案的偏振稳定系统。该系统采用两路电压差作为反馈信号,通过负反馈控制的方式在光域对信号偏振态不断进行调整,实现偏振稳定。该方法无需高速电路支持、具有高实时性、高灵敏度等特点。2、研究了偏振稳定控制中反馈控制算法,提出了改进的禁忌-粒子群优化反馈控制算法。该算法将普通粒子群算法权重自适应化后,又融入禁忌搜索算法的禁忌思想,通过仿真实验验证了该算法收敛速度快、搜索精度高、不易陷入局部最优值。3、完成了基于上述方案的光纤偏振稳定系统硬件设计与实现,并搭建实验系统,实验验证了该偏振稳定系统可实现输出光信号偏振态快速稳定,且具有稳定性好、偏差小、对输入信号调制格式及速率透明等特点,证明了该系统及算法具有良好的实际应用价值。
申一帆[4](2020)在《非正交复用光纤传输系统中的接收端探测技术研究》文中研究指明近年来,伴随着经济全球化的不断深化和全球互联网产业的蓬勃发展,人类社会对通信产业的需求愈发增长。全球对通信容量需求的与日俱增,对光纤传输系统提出了日新月异的需求,光纤传输系统的带宽、速率和系统容量的提高逐渐成为迫在眉睫的要求。如何在现有单模光纤通信系统频谱资源的基础上,提升频谱效率已经成为当前光纤传输系统的重要方向。其中,和传统正交复用技术不同,非正交复用光纤传输系统突破了传统光纤通信系统中的正交化限制,并通过接收端的数字处理算法对非正交复用引入的码间干扰进行补偿,从而提升系统的传输容量。随着当前光通信中接收端数字信号处理芯片计算能力的不断提升,基于非正交复用的光传输技术成为进一步提高系统传输效率和容量的重要技术之一。论文针对非正交复用光传输技术中的接收端数字信号处理补偿算法开展了研究,完成的主要工作包括:第一,对非正交复用光纤传输系统进行了理论分析和建模,设计并搭建了基于时域脉冲重叠复用的非正交复用光纤传输系统仿真台。第二,设计并验证了基于多输入多输出(MIMO)和最大似然序列估计(MLSE)的时域非正交复用系统的接收端数字信号处理算法,对不同条件下的非正交复用传输系统接收处理性能进行了仿真对比,仿真结果表明在矩形脉冲成型条件下,基于MLSE和MIMO探测的2路时域非正交复用PDM-QPSK系统性能比同等速率的PDM-16QAM系统性能提高了 6.6dB和2.6dB。基于MLSE探测的非正交复用PDM-QPSK系统相对于符号速率相同的PDM-QPSK系统具有1.5dB的OSNR代价,但传输速率可提高一倍。第三,建立了带宽受限条件下的非正交时域脉冲混叠复用传输仿真模型,并对波分复用条件下的系统传输性能和接收端数字信号处理算法进行了仿真验证。结果表明滤波器带宽对系统性能影响较为明显,如当滤波器带宽在33.6GHz至56GHz范围内时非正交复用的QPSK信号的误码性能相对于16QAM信号具有优势,而随着滤波器带宽收窄接收端信号的误码性能受到的影响较为明显,如当滤波器带宽达到44.8GHz时,PQPSK信号的误码性能相对于PDM-16QAM信号具有约3dB的优势;且在不同滤波器带宽条件下OSNR对系统性能的影响程度也会有所不同。滤波器带宽较宽时,OSNR的增加对改善系统误码性能效果明显,而随着滤波器带宽收窄,OSNR对误码性能的影响减弱。
陈祥敬[5](2020)在《EDFA串扰引起的误码率恶化研究》文中研究表明在未来5G网络中,用户数据将通过超密集基站汇集成较大数据包,这些长大数据包在采用异步交换体制的DWDM系统中的EDFA放大时,将会产生信道间的串扰,导致数据包的误码率增加(恶化),使通信质量恶化。在对EDFA的增益恢复时间和交叉增益调制研究基础上,对大数据包误码率恶化进行了深入研究。从理论上得到了串扰引起的误码率计算公式,讨论了影响误码率的因素,并搭建了大数据包产生和串扰的实验装置。理论和实验结果都表明:当一个信道数据包包长和光功率越大,对另一个信道数据包误码率的影响也越大,当数据包的包长小于5μs时,串扰对误码率的影响是可以忽略的。本论文从理论和实验两方面对大数据包在EDFA串扰引起的误码率恶化研究,主要工作如下。1、介绍了EDFA的优点和技术应用以及基本原理,通过理论推导了EDFA的增益公式,实验研究了EDFA基本特性,包括增益饱和特性、瞬态特性,并证明了EDFA的交叉增益调制效应,另外对EDFA的增益恢复时间进行了全面测量,分析了驱动电流、输入光功率对EDFA的增益恢复时间的影响。2、完成了EDFA串扰实验的搭建,设计了能满足在EDFA中发生串扰的大数据包,并对串扰造成的数据包误码率进行了测量,理论仿真结果和实验结果相比基本一致,最后给出数据包在EDFA中传输时影响误码率恶化的因素。3、完成了关于差动平衡光信号的产生工作,搭建了产生差动平衡信号的实验平台,介绍了关键器件,通过实验得到差动平衡信号。图39幅,表1个,参考文献52篇。
方文坛[6](2020)在《高维光纤系统及其非线性研究》文中进行了进一步梳理光纤技术自从问世以来,已经被广泛应用于通信、激光以及传感等领域。各种光学复用技术的出现,如波分复用技术、时分复用技术以及空分复用技术等,提高了光纤的信息容量,将光纤光学系统拓展至高维领域。高维光纤系统具有极大的信息容量、繁多的模式结构以及复杂的模间相互作用等特点。这些特性使得高维光纤系统成为研究与发展高速光通信技术和高功率激光技术的良好平台。时分复用与波分复用,是已经被广泛应用在传统光通信领域的复用技术。它们分别在时域与频域拓展光信号的自由度,以期望在更少的信道内获得更高的信息容量。当这些技术与新兴的量子信息技术相结合时,将诞生一种全新的高维光量子态。高维量子态在量子信息领域有着重要应用,不仅适用于复杂的高维量子计算,还可以运用到高维量子通信中,从而大幅提高量子信息容量。空分复用技术,采用空间维度复用光信号,是一种更为新型的复用技术,也是突破传统光纤通信系统瓶颈的下一代通信技术。单模光纤优良的单模性,使其一度成为光纤通信的首选介质。空分复用技术的光纤系统概念的提出,也预示着多模光纤的回归,多模光纤再次成为研究的热点。在各种类型的多模光纤中,一种可以用以稳定传输高维轨道角动量模式的光纤——涡旋光纤的提出,为下一代空间高维光纤通信系统的构建提供了新的途经。此外,在基于多模光纤的高维光纤系统中,一些物理现象与低维系统完全不同。基于高维光纤系统的非线性效应,得益于高维系统纷杂模式的相互作用,表现出更复杂的非线性效应。同时,由于多模光纤的大模场面积,高维光纤系统也更适用于构造高功率光纤激光器。因此,对于高维光纤系统中的非线性现象研究,以及其在激光技术以及量子信息等领域的应用是非常有意义的。本文的主要工作与研究成果如下:1、以设计的涡旋结构光纤作为非线性介质,采用轨道角动量与基模混合模式的1560nm飞秒脉冲激光泵浦,产生光谱范围926nm-2300nm的超连续谱结构。在超连续谱产生的过程中,观测到基模与轨道角动量模式的模间四波混频效应。经过详细的理论分析,首次证实了级联模内-模间四波混频的级联作用的存在。2、通过涡旋光纤色散调控的方式,可以控制光纤中传播轨道角动量模式的相位匹配条件。本章介绍了一种低串扰、高效率的轨道角动量模式的模内四波混频现象。特殊设计的涡旋光纤结构,综合考虑了轨道角动量模式稳定传输的线性特性和多种模式四波混频相位匹配的非线性特性。实验中测得基模与轨道角动量模式两套不同的的非线性增益谱,并且测量结果与理论计算的结果保持一致。3、提出了一种基于有源环形掺镱涡旋光纤的单高阶柱矢量模式输出的光纤激光器。本章中提出了一种基于多模速率方程的模型以解释这种光纤激光器的模式竞争行为,模式增益的计算结果证实了基于模式增益方式激光腔内选模方法的可行性。实验中,通过采用高阶模泵浦光以及特殊设计环形掺杂涡旋光纤结构结合的方式,实现了基于一种控制模式增益单一的高阶柱矢量模式输出的光纤激光器。最终,柱矢量激光器的斜率效率达到了 79.61%,阈值为47.73mw,且输出高阶柱矢量模式的纯度超过了 95%。这种新型的基于模式增益控制的激光器为实现高阶模式高功率光纤激光器提供了一种新的途经。4、将传统的光纤通信技术中的时分-波分复用技术与量子纠缠源的产生相结合,以硅基纳米线作为非线性介质,实现了一种新型的高维量子纠缠源。这种纠缠源可以分发至42个时间-波长信道,并且每个信道的干涉可见度都超过了 90%,极大提升了量子态携带的信息容量。同时,各个时间信道纠缠光子间的不可区分性通过Hong-ou-Mandal干涉验证,证明了这种高维纠缠时间维度间的独立性。本文的创新点如下:1、通过混合模式泵浦,在涡旋光纤中实现了 960nm-2300nm的轨道角动量模式的超连续谱。在多模超连续谱的产生过程中,观测到了一种模内-模间级联四波混频效应。实验中测量到的参量光谱边带与根据四波混频相位匹配条件计算得到的边带保持一致。2、设计涡旋光纤的结构参数,不仅保持了涡旋光纤支持轨道角动量稳定传输的特性,并且使得基模与轨道角动量模式的零色散点移动至1550nm附近,进而实现了一种多种模式的模内四波混频效应。同时,特殊的设计使得不同模式间的四波混频效应互不干扰,保持了参量放大的高信噪比。3、设计有源环形掺杂涡旋光纤,采用高阶模式泵浦,以调节多模模式相关增益的方式,结合激光腔内内部的模式竞争机制,产生了高效的柱矢量激光。建立基于多模速率方程理论的模型,数值模拟了模式增益控制对激光输出模式的影响,且计算结果与实验结果一致。4、利用传统光纤通信的时分-波分复用技术,产生了一种新型的高维量子纠缠态。这种纠缠态不仅最多可以分发至42个通信信道,而且各个时间信道的纠缠态保持相互独立。
向登锋[7](2020)在《基于Python的EDFA自动测试系统的设计》文中指出随着云计算、物联网、移动互联网等方面的新型应用对于带宽需求,以及“宽带中国”、“5G”、“加快建设网络强国”等战略的相继提出,迫使通信系统朝着超高速、超大容量、超长距离的传输方向快速发展。掺铒光纤放大器作为光纤通信系统中至关重要的器件,随着光纤通信技术的发展,对其功能的要求越来越高。在生产掺铒光纤放大器时对其性能的测试也越来越严格,测试数据也越来越庞大,测试过程也越来越复杂。传统的人工测试测试速度慢,容易引入不必要的误差,影响测试结果,造成人力物力的浪费,显然已经不能满足生产测试的需求。因此,设计一个精确、高效的掺铒光纤放大器的自动测试系统就显得尤为重要。本文首先对掺铒光纤放大器工作原理、方式和性能参数进行了研究,介绍了增益、噪声指数、瞬态等性能指标的测试方法、原理和步骤,并通过对比分析了每种测试方法的优缺点。再联合实际的测试需求,设计出最优的硬件测试线路。然后通过使用python编程语言基于PyQt5模块设计出用户操作界面,通过总线接口技术实现对整个测试系统的自动化控制,完成对掺铒光纤放大器各项性能指标的测量。根据所测得的增益数据,运用线性回归算法的原理采用最小二乘法求解出增益斜率和增益起伏等参数,并且可以利用NumPy和matplotlib模块将测试数据可视化,方便进行分析。本文所设计的掺铒光纤放大器的自动测试系统无论是图形用户界面还是具体的功能代码都是基于Python设计的,具有良好的通用性和扩展性,便于维护,易于升级。本测试系统功能齐全,操作简单、方便,能够在最大程度上减少人为误差对测试的影响,在一定程度上节约了时间成本和物质成本,具有很好的使用价值和实际意义。
胡学东[8](2020)在《高速高阶相干光通信系统中关键技术的研究》文中研究表明随着宽带信息业务的飞速发展,人们对信息的需求呈指数式的增长,传统的基于强度调制/直接检测的光通信系统已经不能满足人们的日常通信需求。为了能够实现更大容量、更快速率和更远的距离的信息传输目标,基于高阶调制码型、相干检测和数字信号处理技术的高速相干光通信系统应运而生。相比于传统的光通信系统,在发射端相干光通信系统采用高阶调制码型能有效提升系统频谱利用率,提高系统容量;在接收端将信号在传输链路中的损伤通过数字信号处理技术进行补偿和恢复,对信号的处理由光域转化到电域,可改善系统的性能,降低通信成本。本文主要对高阶调制格式信号的生成,以及信号在传输过程中的链路损伤通过数字信号处理技术进行补偿进行了研究与分析。本文的主要工作为:(1)研究了DP-QPSK、DP-16QAM、DP-64QAM调制格式信号的生成方式以及生成原理,并搭建了相应的仿真系统。主要为224Gbit/s DP-QPSK,336Gbit/s、448Gbit/s DP-16QAM,120Gbit/s DP-64QAM相干光通信系统仿真平台。(2)研究了信号的传输链路损伤以及损伤的形成原理;并对常用的相干检测方式和相干检测的原理进行了分析。仿真分析了不同损伤分别对基于不同调制格式的相干光通信系统所产生的影响。(3)采用相关算法对信号的损伤进行补偿与恢复。主要研究了色散补偿、偏振解复用及动态均衡、非线性补偿、载波频偏估计和载波相位估计,对相应补偿算法的补偿原理及补偿效果进行了分析与讨论。(4)提出了一种新型的DP-16QAM信号接收机。可利用普通色散光纤中的克尔非线性效应来提高该接收机的稳定性,降低误码率。并搭建了一个8通道112Gbit/s DP-16QAM高速相干光密集波分复用仿真系统,将提出的方案与传统方案在不同的传输距离、激光器发射功率、激光器线宽下对比两种接收机的误码率。研究表明,相比于传统接收机新型接收机可以有效的降低112Gbit/s DP-16QAM密集波分复用系统的误码率。
陈鼎[9](2016)在《光纤通信技术在铁路通信系统中的应用》文中指出随着社会的发展,铁路通信系统中光纤通信技术的运用十分关键,其不仅能够提升光纤通信的效率,而且还能让光纤通信技术得到全面的应用。文章主要针对铁路通信系统中光纤通信技术的应用进行分析,并提出了相应的优化措施。
白冰[10](2013)在《光纤传输系统中光纤激光器关键技术研究》文中提出光纤激光器以其低阈值、高功率、高光束质量、可靠性好、结构紧凑和散热性好等诸多优点,广泛应用于光通信、传感、航天、军事等领域。本论文主要研究光纤激光器在光纤通信系统中的应用技术。论文研究了光纤激光器的基本理论,分析了L波段光纤环形光纤激光器的结构,包括理论分析环形腔光纤激光器的输出特性及铒光纤长度和腔长对于系统输出功率的影响。在理论分析的基础上采用新型L波段环形腔掺铒光纤激光器经LiNbO3电光调制器进行多速率外调制接收及时钟数据恢复实验,分析了影响系统传输质量的因素,研究了高速率下信号与时钟恢复后不同步的问题。研究了脉冲光通信系统中光孤子传输理论、传播特性及产生光孤子的被动锁模光纤激光器工作原理。研究基于可饱和吸收体的被动锁模掺铒光纤激光器,建立其仿真分析模型,并利用分步傅立叶法(SSFM)实现了对该锁模光纤激光器系统的仿真实验。通过仿真实验,重点研究了被动锁模掺铒光纤激光器的参数优化,通过适当调节该激光器的参数,使输出的光脉冲尽量接近于基态光孤子,从而保证光孤子通信系统的效率和稳定性。论文的理论研究和实验分析对光纤激光器在光纤通信系统及光纤传感系统中的实用化具有重要的指导意义。
二、21世纪DWDM大容量光信号传输动向——光孤子光纤通信(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、21世纪DWDM大容量光信号传输动向——光孤子光纤通信(论文提纲范文)
(1)光纤激光器中广义非线性薛定谔方程的解析研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 孤子理论的发展 |
1.2 光孤子及其研究现状 |
1.3 光纤激光器中的孤子 |
1.4 本文的主要内容和章节安排 |
第二章 孤子传输的理论模型 |
2.1 非线性科学 |
2.2 非线性薛定谔方程 |
2.3 耦合非线性薛定谔方程 |
2.4 金兹堡-朗道方程 |
2.5 研究方法 |
第三章 色散项对损耗光纤系统中孤子传输的影响 |
3.1 模型介绍和研究背景 |
3.2 双线性形式及其明孤子解 |
3.2.1 双线性形式 |
3.2.2 明双孤子解 |
3.2.3 明三孤子解 |
3.4 三阶色散对孤子传输的影响研究 |
3.5 群速度色散对孤子间相互作用的影响研究 |
3.6 本章小结 |
第四章 具有四波混频项的(2+1)维耦合非线性薛定谔方程的明孤子解及其相互作用 |
4.1 模型介绍和研究背景 |
4.2 双线性形式及其明孤子解 |
4.2.1 双线性形式 |
4.2.2 明单孤子解 |
4.2.3 明双孤子解 |
4.3 孤子幅度与传输方向的控制 |
4.4 双孤子弹性碰撞过程中的相互作用分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 耦合(2+1)维耗散系统中的孤子稳定传输 |
5.1 模型介绍和研究背景 |
5.2 双线性形式及其明孤子解 |
5.2.1 双线性形式 |
5.2.2 明单孤子解 |
5.3 孤子传输速度与方向的控制 |
5.4 色散效应对孤子传输的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(2)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 |
(3)光纤偏振稳定技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 光纤偏振稳定技术研究背景及意义 |
1.1.1 光纤通信系统发展概况 |
1.1.2 光纤偏振稳定技术研究意义 |
1.2 论文主要内容和结构 |
第二章 光纤偏振稳定技术研究 |
2.1 光纤偏振稳定技术研究现状 |
2.2 偏振光的表示方法 |
2.2.1 椭圆偏振光的三角函数表示 |
2.2.2 偏振光的琼斯矢量与琼斯矩阵表示 |
2.2.3 偏振光的斯托克斯适量与弥勒矩阵表示 |
2.2.4 偏振光的邦加球表示 |
2.3 偏振控制器 |
2.3.1 方位角型控制器 |
2.3.1.1 自由空间波片型偏振控制器 |
2.3.1.2 光纤线圈型偏振控制器 |
2.3.2 延迟量控制型 |
2.3.3 方位角-延迟量控制型 |
2.4 光纤偏振稳定技术方案研究 |
2.4.1 基于偏振态在线检测法的直接检测方案 |
2.4.2 基于偏振跟踪法的直接检测方案 |
2.4.3 基于偏振分集相干接收偏振均衡方案 |
2.5 小结 |
第三章 基于偏振跟踪直接检测方案的光纤偏振稳定技术及算法研究 |
3.1 光纤偏振稳定系统方案及理论分析 |
3.2 偏振控制器控制方案 |
3.3 常见反馈控制算法 |
3.3.1 梯度下降算法 |
3.3.2 模拟退火算法 |
3.3.3 粒子群优化算法 |
3.4 改进的反馈控制算法及仿真 |
3.4.1 自适应调节粒子群算法 |
3.4.2 禁忌自适应粒子群优化算法 |
3.4.3 禁忌自适应粒子群优化算法仿真 |
3.4.3.1 Sphere测试函数仿真结果 |
3.4.3.2 Rastrigrin测试函数为仿真结果 |
3.4.3.3 Rosenbrock测试函数仿真结果 |
3.4.4 针对光纤偏振稳定问题的禁忌自适应粒子群算法建模 |
3.5 小结 |
第四章 基于偏振跟踪直接检测方案的光纤偏振稳定系统及实验 |
4.1 光纤偏振稳定系统硬件设计 |
4.1.1 偏振控制单元 |
4.1.1.1 偏振控制器 |
4.1.1.2 放大电路 |
4.1.2 反馈信号采集单元 |
4.1.2.1 偏振分束器 |
4.1.2.2 光电转换器及后续放大电路 |
4.1.3 数据处理单元 |
4.1.3.1 中央控制模块 |
4.1.3.2 模数转换器 |
4.1.3.3 数模转换器 |
4.2 光纤偏振稳定控制实验平台 |
4.3 不同调制格式和调制速率光信号偏振稳定实验分析 |
4.4 改进的禁忌粒子群优化算法与传统算法性能比较 |
4.5 小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(4)非正交复用光纤传输系统中的接收端探测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 光纤通信技术研究现状及发展趋势 |
1.2 非正交复用系统研究现状及分析 |
1.3 论文主要内容及结构 |
第二章 非正交复用光纤传输系统及模型 |
2.1 非正交复用光纤传输系统发展分析 |
2.1.1 非正交复用光纤传输系统的时域传输 |
2.1.2 非正交复用光纤传输系统的频域传输 |
2.2 时分复用的非正交复用技术原理 |
2.3 非正交复用光纤传输系统结构 |
2.3.1 发送端原理与模型 |
2.3.2 信道原理与模型 |
2.3.3 接收端原理 |
2.4 系统性能评估原理 |
2.5 本章小结 |
第三章 非正交复用系统接收端探测算法性能研究 |
3.1 探测算法性能分析 |
3.1.1 MLSE算法 |
3.1.2 MMA算法 |
3.1.3 时域MIMO算法 |
3.2 仿真验证及性能分析 |
3.2.1 仿真系统模型与参数 |
3.2.2 仿真结果分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 带宽受限的非正交复用光纤传输系统仿真研究 |
4.1 时域和频域复用的研究 |
4.1.2 带宽受限的非正交复用光纤传输系统流程 |
4.2 仿真验证及性能分析 |
4.2.1 仿真系统模型与参数 |
4.2.2 仿真结果分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 全文总结与未来展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 未来展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的学术论文目录 |
(5)EDFA串扰引起的误码率恶化研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究的目的及其意义 |
1.2 EDFA的研究概况 |
1.2.1 掺铒光纤放大器(EDFA)概述 |
1.2.2 EDFA的研究现状 |
1.2.3 EDFA的应用 |
1.3 关于EDFA的串扰 |
1.3.1 数据包的长度 |
1.3.2 数据包长度带来的问题 |
1.4 本论文的研究内容及工作安排 |
2 EDFA增益饱和和交叉增益实验研究 |
2.1 EDFA的基本原理及结构 |
2.1.1 EDFA的工作原理与结构 |
2.1.2 EDFA的基本特性 |
2.2 EDFA的增益饱和与增益恢复时间 |
2.2.1 EDFA的增益饱和 |
2.2.2 EDFA的增益恢复时间 |
2.3 EDFA基本特性的实验探究 |
2.3.1 EDFA的增益测量 |
2.3.2 EDFA的瞬态特性 |
2.4 EDFA交叉增益实验研究 |
2.4.1 EDFA交叉增益的原理 |
2.4.2 EDFA的交叉增益实验探究 |
2.4.3 EDFA的增益恢复时间的测量 |
2.5 本章小结 |
3 串扰实验与误码率计算 |
3.1 EDFA串扰实验系统的描述 |
3.2 EDFA数据包串扰实验探究 |
3.2.1 数据包的产生 |
3.2.2 数据包的串扰 |
3.3 EDFA串扰下的误码率计算 |
3.3.1 误码率判决 |
3.3.2 理论仿真与实验结论 |
3.4 本章小结 |
4 差动平衡光信号的产生 |
4.1 半导体光放大器(SOA)的差动平衡 |
4.1.1 SOA工作原理 |
4.1.2 差动平衡信号产生的原理 |
4.2 差动平衡信号实验探究 |
4.2.1 实验系统的描述 |
4.2.2 实验探究 |
4.2.3 实验结果 |
4.3 本章小结 |
5 总结与展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)高维光纤系统及其非线性研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 高维结构光场——涡旋光束简介 |
1.2.1 柱矢量光束 |
1.2.2 轨道角动量光束 |
1.3 高维光纤系统传输介质——涡旋光纤简介 |
1.3.1 光纤中的涡旋光 |
1.3.2 涡旋光纤的设计原理 |
1.3.3 涡旋光纤的应用 |
1.4 光纤中的非线性效应研究 |
1.4.1 光纤中的非线性效应 |
1.4.2 光纤中的非线性传输模型 |
1.4.3 多模光纤的非线性理论模型 |
1.5 本论文的主要工作 |
参考文献 |
第2章 涡旋光纤产生超连续谱的实验研究 |
2.1 引言 |
2.2 超连续谱的产生 |
2.2.1 超连续谱的研究进展 |
2.2.2 多模光纤产生超连续谱 |
2.2.3 涡旋光纤产生超连续谱 |
2.3 超连续谱的产生过程的解构 |
2.3.1 自相位调制与交叉相位调制 |
2.3.2 孤子的非线性效应 |
2.3.3 调制不稳定性与四波混频效应 |
2.4 涡旋光纤设计及实验装置 |
2.4.1 涡旋光纤结构及参数 |
2.4.2 实验装置示意图 |
2.5 涡旋光纤产生超连续谱 |
2.5.1 超连续谱实验结果 |
2.5.2 级联模间四波混频现象 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第3章 涡旋光纤中轨道角动量光束的四波混频 |
3.1 引言 |
3.2 光纤中四波混频的基本原理 |
3.2.1 单模光纤四波混频理论 |
3.2.2 多模光纤四波混频理论 |
3.3 涡旋光纤设计及实验方法 |
3.3.1 涡旋光纤设计及色散控制 |
3.3.2 轨道角动量光四波混频实验装置 |
3.4 实验结果及讨论 |
3.4.1 涡旋光纤传输特性测试 |
3.4.2 轨道角动量四波混频实验结果 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第4章 基于模式相关增益控制的高阶柱矢量光纤激光器 |
4.1 引言 |
4.2 光纤激光器速率方程理论 |
4.2.1 强泵浦条件下光纤激光器速率方程理论 |
4.2.2 光纤激光器多模速率方程理论 |
4.3 有源光纤设计及激光器的结构 |
4.3.1 环形有源光纤设计 |
4.3.2 激光器的结构设计 |
4.4 实验结果及讨论 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第5章 基于高维光纤系统的量子纠缠源 |
5.1 引言 |
5.2 量子纠缠态相关理论 |
5.2.1 光子纠缠态 |
5.2.2 高维纠缠态 |
5.2.3 time-bin 纠缠态 |
5.3 时分-波分高维纠缠态的制备及分发 |
5.3.1 实验设计方案 |
5.3.2 实验结果 |
5.4 光子对的不可区分性检测 |
5.4.1 时分信道光子对的Hong-Ou-Mandel干涉 |
5.4.2 干涉可见度的衰减原因分析 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第6章 论文总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 论文展望 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(7)基于Python的EDFA自动测试系统的设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 本论文研究背景和意义 |
1.2 掺铒光纤放大器的研究背景和意义 |
1.3 自动测试系统的发展现状 |
1.4 本论文的主要工作 |
1.5 本章小结 |
2 掺铒光纤放大器的特点和性能指标 |
2.1 光放大器的分类及特点 |
2.2 掺铒光纤放大器的基本原理和结构 |
2.2.1 掺铒光纤放大器的工作原理 |
2.2.2 掺铒光纤放大器的基本结构 |
2.3 掺铒光纤放大器的应用方式 |
2.4 掺铒光纤放大器的增益性能 |
2.4.1 增益与增益系数 |
2.4.2 增益平坦度 |
2.4.3 增益倾斜 |
2.4.4 增益起伏 |
2.4.5 动态增益斜率 |
2.5 掺铒光纤放大器的噪声性能 |
2.5.1 噪声指数的定义 |
2.5.2 光信噪比 |
2.6 本章小结 |
3 掺铒光纤放大器的测试方法 |
3.1 增益和输出功率的测量 |
3.1.1 单波长输入、输出功率和增益的测量方法 |
3.1.2 单波长放大器的最大小信号增益 |
3.1.3 输出功率稳定度 |
3.1.4 多波长光放大器输出功率和增益的测试步骤 |
3.2 噪声指数的测量 |
3.2.1 内插减源法基本原理和方法 |
3.2.2 偏振消除法 |
3.2.3 时域消光法 |
3.3 EDFA瞬态测试 |
3.3.1 瞬态产生的机理和相关参数的定义 |
3.3.2 多波上/下路,剩余信道为单波的瞬态测试 |
3.3.3 3dB多信道上/下路瞬态测试 |
3.3.4 单信道上/下路瞬态测试 |
3.4 本章小结 |
4 EDFA自动测试系统的设计 |
4.1 自动测试系统的功能 |
4.2 自动测试系统的硬件要求 |
4.3 自动测试系统的结构 |
4.4 自动测试系统编程语言的介绍 |
4.4.1 Python语言的特点 |
4.4.2 NumPy库介绍 |
4.4.3 matplotlib库介绍 |
4.5 自动测试系统的软件模块结构 |
4.6 线性回归算法 |
4.7 本章小结 |
5 EDFA自动测试系统的实现和误差分析 |
5.1 Pycharm介绍 |
5.2 PyQt介绍 |
5.3 自动测试系统的实现 |
5.3.1 自动测试系统的主界面 |
5.3.2 自动测试系统的测试流程 |
5.4 EDFA瞬态测试系统的实现 |
5.5 自动测试系统的误差分析与修正 |
5.5.1 内插减源法和增益的测量误差分析 |
5.5.2 自动测试系统测量误差修正 |
5.5.3 自动测试系统测试结果 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录1 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文 |
附录2 线性回归算法代码 |
(8)高速高阶相干光通信系统中关键技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 相干光通信技术国内外发展现状 |
1.3 高阶调制码型的发展与研究现状 |
1.4 高速相干光通信系统中的典型复用技术 |
1.4.1 WDM技术概述 |
1.4.2 偏振态复用技术概述 |
1.5 论文结构安排 |
第二章 高速相干光通信系统 |
2.1 相干光通信系统概述 |
2.1.1 相干光通信系统的主要结构 |
2.1.2 相干光通信系统中的数字信号处理技术概述 |
2.2 调制原理概述 |
2.2.1 激光调制概述 |
2.2.2 光调制器原理 |
2.2.3 新型调制格式 |
2.3 光信号传输的链路损伤 |
2.3.1 光纤的损耗 |
2.3.2 光纤的色散 |
2.3.3 光纤的非线性效应 |
2.4 相干接收机原理概述 |
2.4.1 相干检测技术的基本原理 |
2.4.2 外差检测与零差检测技术 |
2.4.3 相干检测技术的优点 |
2.5 本章小结 |
第三章 相干光通信系统中数字信号处理技术的研究与分析 |
3.1 色度色散补偿技术 |
3.1.1 基于色散补偿光纤的色散补偿方案的仿真与分析 |
3.1.2 基于频域均衡器的色散补偿方案的应用与研究 |
3.2 偏振解复用及动态均衡 |
3.2.1 CMA算法的应用与研究 |
3.2.2 CMA+RED算法的应用研究 |
3.3 非线性损伤补偿技术的仿真与分析 |
3.4 载波频偏估计算法 |
3.4.1 四次方载波频偏估计算法的应用与分析 |
3.4.2 基于FFT的载波频偏估计算法的应用与分析 |
3.5 载波相位噪声估计算法的研究 |
3.5.1 BPS算法 |
3.5.2 BPS/ML算法 |
3.6 本章小结 |
第四章 DP-16QAM相干光通信系统的研究与分析 |
4.1 DP-16QAM相干光通信系统的搭建 |
4.2 448 Gbit/s DP-16QAM相干光传输链路损伤补偿的研究 |
4.2.1 色散补偿算法的补偿效果分析 |
4.2.2 载波频偏估计算法的性能分析 |
4.2.3 载波相位估计算法的性能分析 |
4.3 利用光纤中的克尔非线性提高DP-16QAM接收机性能 |
4.3.1 接收机概述 |
4.3.2 新型接收机原理 |
4.3.3 仿真分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间的学术成果 |
(9)光纤通信技术在铁路通信系统中的应用(论文提纲范文)
1 光纤通信技术在铁路通信系统中的应用现状 |
1.1 波分复用技术 |
1.2 光纤接入技术 |
2 铁路通信系统中光纤通信技术发展趋势 |
2.1 超高速、超大容量和超长距离传输 |
2.2 光孤子通信 |
2.3 全光网络 |
3 光纤通信技术在铁路通信系统中的应用 |
3.1 准同步数字系列(Plesiochronous Digital Hierarchy,PDH)光纤通信 |
3.2 SDH光纤通信 |
3.3 DWDM技术 |
4 结语 |
(10)光纤传输系统中光纤激光器关键技术研究(论文提纲范文)
提要 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 光纤激光器概述 |
1.1.1 光纤激光器的发展 |
1.1.2 光纤激光器结构及分类 |
1.1.3 掺稀土光纤激光器概述 |
1.2 光纤激光器的应用 |
1.2.1 光纤通信系统中光纤激光器的应用 |
1.2.2 光纤传感系统中光纤激光器的应用 |
1.3 本论文的主要研究内容 |
第2章 光纤通信系统中光纤激光器工作原理 |
2.1 掺铒光纤激光器基本理论 |
2.1.1 光发射和光吸收 |
2.1.2 掺铒光纤的基本结构 |
2.1.3 铒离子的三能级结构 |
2.1.4 L 波段掺铒光纤放大器 |
2.2 光孤子传输基础理论 |
2.2.1 光孤子在单模光纤中传输的基本方程 |
2.2.2 群速度色散引起的脉冲展宽 |
2.2.3 自相位调制引起的脉冲频谱展宽 |
2.2.4 孤子阶数对光孤子传输的影响 |
2.3 被动锁模激光器仿真分析方法 |
2.3.1 基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器 |
2.3.2 基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器建模 |
2.4 光纤传感技术研究 |
2.4.1 光纤光栅传感器的工作原理 |
2.4.2 光纤光栅传感器的仿真设计 |
2.4.3 光纤激光器传感系统研究 |
2.5 小结 |
第3章 L 波段光纤激光器传输实验研究 |
3.1 L 波段光纤激光器理论基础 |
3.1.1 抽运源的选择 |
3.1.2 掺铒光纤工作在 L 波段基本原理 |
3.1.3 L 波段环形腔光纤激光器基本结构 |
3.2 L 波段环形腔掺铒光纤激光器通信实验系统组成 |
3.3 光纤通信系统传输实验结果 |
3.4 小结 |
第4章 被动锁模掺铒光纤激光器的参数优化研究 |
4.1 被动锁模掺铒光纤激光器参数优化的研究意义 |
4.2 被动锁模掺铒光纤激光器仿真模型 |
4.3 平均群速度色散对光孤子形状的影响 |
4.3.1 双曲正割形光孤子 |
4.3.2 抛物线形自相似子 |
4.3.3 临界区域内的光脉冲 |
4.4 系统参数对光孤子峰值功率的影响 |
4.4.1 平均群速度色散对峰值功率的影响 |
4.4.2 小信号增益对峰值功率的影响 |
4.5 系统参数对光孤子脉宽的影响 |
4.5.1 平均群速度色散对脉宽的影响 |
4.5.2 小信号增益对脉宽的影响 |
4.6 系统参数对光孤子单脉冲能量的影响 |
4.6.1 平均群速度色散对单脉冲能量的影响 |
4.6.2 小信号增益对单脉冲能量的影响 |
4.7 被动锁模光纤激光器的参数优化 |
4.7.1 平均群速度色散对 N 的影响 |
4.7.2 小信号增益对 N 的影响 |
4.7.3 平均群速度色散与小信号增益共同作用下 N 的变化规律 |
4.8 小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 论文主要工作 |
5.2 未来研究工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
四、21世纪DWDM大容量光信号传输动向——光孤子光纤通信(论文参考文献)
- [1]光纤激光器中广义非线性薛定谔方程的解析研究[D]. 王丽丽. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]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)
- [3]光纤偏振稳定技术的研究[D]. 王思尧. 北京邮电大学, 2020(05)
- [4]非正交复用光纤传输系统中的接收端探测技术研究[D]. 申一帆. 北京邮电大学, 2020(05)
- [5]EDFA串扰引起的误码率恶化研究[D]. 陈祥敬. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]高维光纤系统及其非线性研究[D]. 方文坛. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]基于Python的EDFA自动测试系统的设计[D]. 向登锋. 武汉邮电科学研究院, 2020(11)
- [8]高速高阶相干光通信系统中关键技术的研究[D]. 胡学东. 内蒙古大学, 2020(01)
- [9]光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J]. 陈鼎. 无线互联科技, 2016(18)
- [10]光纤传输系统中光纤激光器关键技术研究[D]. 白冰. 吉林大学, 2013(08)