新一代光网络性能监测中的低成本多参数监测研究

摘要

随着人们对网络流量需求的急剧增长，超高速、超大容量的光传输系统正在变得越来越重要。为了实现这一目标系统，使用的技术包括更高级的调制格式、更宽的调制带宽以及更多样的复用技术。而这些技术的使用对光纤链路的要求变得更高，对各种损伤也变得更为敏感，因而能实时监测光纤传输网络的性能变得非常重要。光纤传输系统中的光信噪比（OSNR）、色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）是最常见的影响光信号传输质量的三个参数，能实时监测它们对于确保无误码传输有重要意义。
　　我们基于对现有光性能监测（OPM）不同方案的研究上，提出了一种低成本相干扫频的方案，该方案有以下创新点：①基于低成本相干扫频，可以获得窄带光信号的幅度、相位以及偏振信息，可以实现多参数监测，与现有技术工作原理不同；②该方案的多参数监测可以使用同一套实验装置，使用不同的拍频点和数字信号处理算法，可实现不同参数同时监测；③该方案使用的数字信号处理算法简单，易于实现，且能够抵抗其他常见参数的影响，误差小，实用性高。本文重点研究了光信噪比和色散监测相关的问题，具体研究内容如下：
　　1.详细阐述了光信噪比和色散监测原理，给出了基本方案，并且推导了相关的计算公式。
　　2.使用 VPItransmission和 MATLAB联合仿真了光信噪比和色散监测方案的可行性。仿真结果表明，当光信噪比范围为10dB~25dB时，测量误差可以达到±1dB以内，色散范围为1280ps/nm~12800ps/nm时，测量误差可以达到±8ps/nm以内。此外，还研究了光信噪比监测方案测量误差与相干接收机带宽以及色散的关系，研究了色散监测方案测量误差与采样率、相干接收机带宽以及光信噪比的关系。
　　3.搭建实验平台验证了该方案的实际可行性。实验结果表明当光信噪比范围为10dB~25dB时，测量误差可以达到±1dB以内，色散测量范围为404ps/nm~3232ps/nm时，误差可以达到±200ps/nm以内。实验结果与仿真结果达到了比较高的一致性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2光性能监测研究参数

1.3光性能监测研究现状

1.4基于低成本相干接收机扫频的光性能多参数监测方法

1.5论文主要工作以及章节安排

第二章 低成本相干接收光信噪比以及色散监测方案原理

2.1光信噪比监测原理

2.2色散监测原理

2.3本章小结

第三章 低成本相干接收光信噪比及色散监测方案仿真

3.1光信噪比监测方案仿真

3.2色散监测方案仿真

3.3本章小结

第四章 低成本相干接收光信噪比以及色散监测方案实验结果

4.1光信噪比监测方案实验

4.2色散监测方案实验

4.3本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士研究生学位期间发表论文情况：

攻读硕士研究生学位期间参加科研情况：

致谢