調(diào)制碼型對(duì)偏振模色散的抑制效應(yīng)的研究

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1、第8A期劉劍飛等：調(diào)制碼型對(duì)偏振模色散的抑制效應(yīng)的研究·115·調(diào)制碼型對(duì)偏振模色散的抑制效應(yīng)的研究劉劍飛,曾祥燁,王現(xiàn)彬,池越(河北工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院,天津300401)摘要：首先分析了高速光纖通信系統(tǒng)中常用的及有潛在應(yīng)用價(jià)值的調(diào)制碼型的頻域特性，然后利用分步傅里葉方法求解了存在偏振模色散（PMD）效應(yīng)的耦合非線性薛定諤方程，在考慮色散、非線性和PMD影響的情況下，對(duì)NRZ、50%RZ和CSRZ等線路碼型在單信道速率為40Gbit/s的傳輸系統(tǒng)中的性能進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明CSRZ碼的抗PMD和非線性能

2、力較強(qiáng)。關(guān)鍵詞：調(diào)制碼型；偏振模色散；功率譜；分步傅里葉方法中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1000-436X(2007)8A-0110-06InhibitingeffectonpolarizationmodedispersionofmodulationcodesLIUJian-fei,ZENGXiang-ye,WANGXian-bin,CHIYue(SchoolofInformationEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin30

3、0401,China)Abstract:Thefrequencycharacteristicsofseveraltypicalandpotentialmodulationformatswasanalyzedatfirst,thennumericalsolutionofnonlinearSchrodingerequationwithpolarizationmodecouplingwascarriedoutbysplitstepFouriermethodin40Gbit/ssystemforNRZ,50%RZ

4、andCSRZcodesrespectively.ThesimulationresultsshowthatCSRZcodepresentsmorerobustabilityofinhibitingpolarizationmodedispersionandnonlinearity.Keywords:modulationformat;polarizationmodedispersion;powerspectrum;splitstepFouriermethod第8A期劉劍飛等：調(diào)制碼型對(duì)偏振模色散的抑制效應(yīng)的研

5、究·115·1引言收稿日期：2007-06-20基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(F2004000072)；河北省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目(2005354)FoundationItems:TheNaturalScienceFoundationofHebeiProvince(F2004000072);TheResearchProjectofHebeiEducationDepartment(2005354)在高速光纖通信系統(tǒng)中，偏振模色散(PMD)的補(bǔ)償技術(shù)成為研究熱點(diǎn)問(wèn)題[1]，采用新的線路碼型是有效的補(bǔ)償技

6、術(shù)之一[2]。不同的線路碼型對(duì)于抑制光纖信道中的噪聲、色散、偏振模色散以及非線性影響的能力不同，因此選擇合適的碼型能夠在不增加其他設(shè)施的條件下延長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的最大傳輸距離。本文對(duì)光纖系統(tǒng)中常用的調(diào)制碼型的時(shí)頻特性進(jìn)行了分析，在考慮色散、非線性和PMD情況下，通過(guò)求解耦合非線性薛定諤方程對(duì)NRZ、50%RZ和CSRZ調(diào)制格式在光纖系統(tǒng)中的傳輸進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明CSRZ碼在抗非線性和PMD問(wèn)題上表現(xiàn)出較好的性能，適合在高速長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)中應(yīng)用。2常用調(diào)制格式的頻域特性對(duì)于應(yīng)用在DWDM系統(tǒng)中的各種調(diào)制

7、碼型來(lái)說(shuō)，功率譜是一個(gè)很重要的特性。功率譜同以下幾個(gè)因素有關(guān)：低失真和低串?dāng)_所需的光濾波器帶寬、低串?dāng)_所需的信道間距以及對(duì)色散靈敏度的影響和光纖非線性的影響等。對(duì)所采用調(diào)制碼型的頻第8A期劉劍飛等：調(diào)制碼型對(duì)偏振模色散的抑制效應(yīng)的研究·115·圖140Gbit/s調(diào)制碼型的光譜特性譜特性進(jìn)行分析，可以確定其對(duì)已給調(diào)制方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響。需要注意的是，外調(diào)制光信號(hào)頻譜分析中的一個(gè)難點(diǎn)在于Mach-Zehnder干涉儀(MZI)型調(diào)制器的非線性傳輸特性，這會(huì)造成光譜同電信號(hào)的頻譜有很大不同。圖1(a)~圖1

8、(f)給出了各種碼型在40Gbit/s時(shí)的頻譜圖，依次為NRZ、50％RZ、CSRZ、DPSK、50％RZ-DPSK和CSRZ-DPSK。RZ、CSRZ、DPSK、RZ-DPSK和CSRZ-DPSK等調(diào)制碼型產(chǎn)生方式不同，頻譜及其特性不同[3,4]。由圖1可見(jiàn)，NRZ碼與RZ碼相比，時(shí)域脈沖寬，其頻譜較窄，當(dāng)傳輸信道數(shù)目較多、傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，光纖PMD及非線性效應(yīng)將導(dǎo)致NRZ碼光信號(hào)嚴(yán)重失真。因此，NRZ不適于長(zhǎng)距離高速系統(tǒng)。