基于互补斯托克斯向量实现偏振态旋转的追踪和预测

针对偏振复用相干光通信系统链路中存在的高速偏振态旋转造成的信道损伤、相干接收机的动态均衡算法模块在实际系统中存在的反馈延迟导致的偏振态追踪性能不足的问题,提出一种基于互补斯托克斯向量的偏振态旋转的追踪和预测算法。所提算法将测得的琼斯空间中的偏振旋转矩阵和其逆矩阵变换到斯托克斯空间,并计算得到一对互补向量,并对斯托克斯空间中的互补向量的运动轨迹进行追踪和预测,以实现链路偏振态旋转的补偿。仿真结果表明,在均衡反馈延迟为5帧时,通过对互补向量进行循迹,预测的琼斯矩阵的平方误差可比原始方案降低10%。通过采用所提算法,系统的偏振旋转速度容限从1.3 MHz提升至1.5 MHz。

基于密度矩阵理论的偏振损伤联合补偿方案

利用密度矩阵理论构建的损伤模型结构简单,无需任何辅助矩阵,因此分析复杂度较低,在对光通信系统中光信号的损伤进行分析与补偿时凸显出巨大优势。将该理论初步应用至模式数目为2的偏分复用系统中,建立偏振模色散与偏振态旋转并存时的损伤模型,搭建了28 GBaud偏分复用正交相移键控相干光通信仿真传输系统,实现了30~170 ps大范围差分群时延与300 krad/s~2 Mrad/s快速偏振态旋转的联合补偿,验证了基于密度矩阵理论的损伤模型以及联合补偿方案在光通信系统中的有效性。该研究为下一步推广至N维模分复用系统中光信号的损伤分析与补偿提供了有效的途径。

基于半导体光放大器中非线性偏振旋转效应单一光缓存环全光时隙交换处理能力研究

对基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转效应(NPR)效应的单一光缓存环多数据包的全光时隙交换(TSI)处理能力进行了理论和实验研究,在使用归纳法导出单一缓存环实现多数据包全光时隙(TSI)必要条件的基础上,针对各种全光TSI操作要求得出了相应光数据包的调度方案,在实验上,以基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统,开展了多数据包全光TSI操作的实验研究,根据上述光数据包理论调度方案进行相应系统参数设定,进行了速率为10 Gb/s的3个和4个数据包的全光TSI实验,实验结果与理论预期相符合,研究成果为减少昂贵SOA元件的用量、简化基于光缓存环全光TSI系统的结构提供了可靠依据,对推进全光TSI技术的发展具有重要意义。

具有径向补偿永磁系统的高功率法拉第隔离器

基于磁场设计原理及法拉第隔离器对高功率的需求,提出了一种具有径向补偿特性的永磁系统(RCPMS),分析了其磁场分布不均匀度对激光偏振态旋转角度(LPR)的影响,以及LPR的变化对法拉第隔离器性能的影响。研究结果表明,在RCPMS中,LPR的变化量减小至未补偿情况下的20%,FI的退偏度降低了10倍,这对于FI应用在高功率激光系统具有重要意义。

基于新型自适应平方根容积卡尔曼滤波的RSOP均衡算法

针对相干光通信系统中,传统容积卡尔曼滤波(CKF)算法和平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法对偏振态旋转(RSOP)均衡存在鲁棒性不足、泛化性弱等问题,提出了一种新型的自适应SCKF算法,以实现对RSOP的跟踪补偿。该算法通过引入平方根因子直接对过程噪声协方差矩阵的平方根进行自适应更新,避免了正定分解。同时引入残差判决检测机制,对当前时刻残差值与滑窗内残差均值进行比较,将比较结果作为是否进行自适应更新的判断条件,以提升算法运行速度。仿真结果表明,所提算法在RSOP方位角变化速率为40 Mrad/s时,误码率性能满足开销为7%的前向纠错阈值条件,且相对于CKF和SCKF算法,所提算法在不同调优参量初始值下均能稳定运行。所提算法能够快速跟踪补偿RSOP,即便在初始条件不理想的情况也能稳定运行,具有鲁棒性强的优点。