高速光通信中的pmd补偿技术

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1、高速光通信中的PMD补偿技术

2、第1，它是一个斯托克斯空间的三维偏振矢量。输出PMD矢量的500)this.style.ouseg(this)">可写作：500)this.style.ouseg(this)">　　利用泰勒公式我们可以把等式（1）对信号频谱中心频率ω0展开：500)this.style.ouseg(this)">其中Δτ（ω）是系统500)this.style.ouseg(this)">是指向斯托克斯空间PSP快轴方向的单位矢量。　　500)this.style.ouseg(this)">称为一阶PMD矢量，500)

3、this.style.ouseg(this)">称为n＋1阶PMD矢量（n＝1，2…），对不同阶数的PMD进行补偿，就是对矢量500)this.style.ouseg(this)">展开式的不同项进行补偿。3　一阶PMD的补偿　　一阶PMD效应会导致脉冲展宽，经是系统传输损伤的主要原因，高阶PMD效应会使传输质量进一步恶化，因此首先要对一阶PMD进行补偿。由于一阶PMD矢量500)this.style.ouseg(this)">且有500)this.style.ouseg(this)">，那么补偿一阶PMD，就是使传输系统中的总时

4、延Δτ＝0。　　传统的一阶PMD补偿方案如图1所示，图中偏振控制器的作用是调整输入光的偏振态，使之与保偏光纤（PMF）的输入相匹配，保偏光纤可以对两偏振模之间的时延差进行补偿，耦合器分出一部分光到反馈控制部分，反馈控制部分通过检波形成反馈信号控制偏振控制器，这种补偿技术已在10Gb／s、PMD容限为30ps的系统中已得到很好的应用［2—4］。　　为了进一步提高系统的性能，可以使用前向纠错码（FEC）和传统一阶补偿器相结合进行一阶PMD的补偿方案，其补偿原理如图2所示。数据通过（255，241）的里德－索罗蒙FEC编码后再发送出去，

5、接收部分使用（255，241）的里德－索罗蒙FEC解码使数据还原，通过这种方法显著提高了PMD容限。实验表明，当使用这种补偿方案时，10Gb／s系统中的平均PMD容限可以超过40ps，而且在PMD容限为43ps时相对于仅用一阶PMD补偿器系统功率增益改善了7．5dB［5］。500)this.style.ouseg(this)">4　二阶PMD补偿　　在高速传输系统中除了一阶PMD外，二阶PMD也会导致信号严重失真，因此进行二阶PMD补偿也是很必要的。从式（3）可以得出：500)this.style.ouseg(this)">500

6、)this.style.ouseg(this)">　　从式（4）可以看出，二阶PMD矢量500)this.style.ouseg(this)">的大小不但和一阶PMD矢量值的变化快慢有关，而且也和一阶PMD矢量方向的变化快慢有关，这样即使系统的DGD值较小，如果PSP的旋转速度较快，500)this.style.ouseg(this)">也会较大，同时由于500)this.style.ouseg(this)">是随机变化的，因此500)this.style.ouseg(this)">也是随机变化的，补偿二阶PMD，就是使传输系统中

7、的500)this.style.ouseg(this)">＝0。　　二阶PMD补偿的方法很多，其中一种二阶PMD补偿方法如图3所示，结构也比较简单，可以同时补偿一阶和二阶PMD，补偿效果也较好。它由两个单元组成，第一单元是一个固定DGD段，用于补偿二阶PMD，第二单元是可变DGD段，可以补偿在很大范围内变化的残留一阶PMD，且不影响第一单元中对二阶PMD的补偿效果，两者之间需要一个旋转器，来调节两单元PMD向量之间的角度。仿真表明，不加PMD补偿时〈Δτ〉值的容限在通信间断率为10－3时是17ps，相比之下，PMD容限在使用双单元

8、补偿器后提高?0ps，而仅使用一阶PMD补偿得到的PMD容限为32ps，这样双单元补偿器的PMD容限比单个一阶PMD补偿器改善了50％多，从而表明了双单元补偿器有较强的二阶PMD补偿的能力［6—7］。500)this.style.ouseg(this)">5　高阶PMD补偿　　一般高阶PMD补偿器需要控制大量的自由度，复杂度较高，本文中介绍的补偿器相对于一阶PMD补偿器仅需要增加两个偏振控制器（PC）和一个可变时延线。这种补偿器除了补偿一阶PMD，还可以补偿用光纤传输矩阵定义的旋转轴的运动，补偿涉及了所有阶数的PMD。　　这种补偿

9、器通过在某一限定频段中，用光纤传输矩阵来定义旋转轴，来设计PMD补偿模型。补偿器可以用琼斯矩阵描述如下：500)this.style.ouseg(this)">式（5）中ω代表与光纤中心角频率的偏差；R是单元琼斯矩阵，它是一个三维Stokes向量，