导读:本文包含了光性能监测论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光性能监测,OSNR监测,归一化自相关函数,神经网络
光性能监测论文文献综述
黄缀利[1]（2019）在《面向复杂调制格式的光性能监测技术研究》一文中研究指出在过去的几十年中,由于网络用户数量和每个用户消耗的流量不断增加,网络流量几乎呈指数增长。为了应对爆炸增长的网络流量,光通信技术发展迅速,例如,采用高级调制格式提高光网络的光谱效率;采用可重构光分插复用器增加网络灵活性,实现动态光网络。在动态光网络中,信号的发射功率、调制格式、比特率以及信道带宽、传输路径等均可调,进一步提高了资源利用率。为了实现动态光网络的智能管理,降低运行成本,保证资源的优化配置,必须能够连续监测各种光性能参数。在众多的光性能参数中,光信噪比是非常重要的指标,因为其直接反映了光链路质量,因此本论文主要就光信噪比监测展开研究。概括全文的研究成果,主要有以下几个方面:1、提出了一种基于归一化自相关函数的OSNR监测技术。该OSNR监测技术基于信号和噪声的归一化自相关函数不同,通过理论分析和实验验证证明带噪信号的归一化自相关函数与OSNR的相关性,从而实现OSNR监测。实验结果表明该方法有超宽的OSNR监测范围,对32 Gbaud PDM-QPSK信号实现了从-10 dB到25 dB误差在±0.5 dB以内的监测,该范围能够涵盖几乎所有的通信应用场景,是目前报道的OSNR监测方案中最宽的,且该监测方案对环境不敏感,重复性好。此外,通过对信号归一化自相关函数的多项式拟合实现了无需信号先验信息的OSNR监测,使得基于归一化自相关函数的OSNR监测方案能够更加实用,通过多项式拟合还扩展了 OSNR监测范围的上限,从25 dB扩展到27 dB,上限的扩展使得该方法能够兼容更高级更复杂的调制格式。2、提出了两种与神经网络相结合的OSNR监测方案。首先,提出了归一化自相关函数与神经网络结合实现调制格式识别和OSNR监测,实验结果表明该方案实现了准确率为100%的28 Gbaud QPSK信号、16QAM信号和PAM4信号的调制格式识别,且对上述叁种信号的OSNR监测范围均能达到0到30 dB(误差在±0.5 dB之内)。此外,还提出了低速采样信号频谱与神经网络结合实现多参数光性能监测,包括调制格式识别、比特率识别、OSNR监测等。信号频谱通过低速光电探测器的输出波形傅里叶变换得到,能够有效降低光性能监测的成本。仿真结果表明,该方案实现了QPSK和16QAM信号的调制格式识别,以及25 Gbaud、28 Gbaud和32 Gbaud的信号速率识别,准确率均为100%;对上述所有信号OSNR的监测范围均达到了9.5 dB到27.5 dB(误差在±l dB之内)。3、提出了叁种基于干涉法的OSNR监测技术。首先,提出了单延时干涉仪OSNR监测技术的延时选取原则,通过优化干涉仪的延时选取,能够有效减小OSNR监测误差,扩大OSNR监测范围。实验结果表明通过选取最优延时值,对112 Gb/s PDM-QPSK信号能够实现OSNR监测范围从1dB到30 dB(误差在±0.5 dB之内),且实验分析证明了此延时选取原则应用范围较广,能够适用于不同的滤波器带宽、滤波器形状、信号调制格式、信号速率等。其次,提出了基于Lyot-Sagnac干涉仪的OSNR监测技术,在Lyot-Sagnac干涉仪中,干涉信号所经历的路径完全相同,能够有效避免MZI干涉仪的干涉臂分光不均而导致干涉消光比下降的问题;通过调节偏振控制器在Lyot-Sagnac干涉仪中引入了两个不同的延时值从而实现对信号干涉特性的拟合,能够实现无需信号信息的OSNR测量。实验结果表明对200 GHz ITU间隔的4×40 GBaud NRZ-QPSK信号OSNR的监测范围为7.5 dB到25 dB(误差在±0.5 dB之内)。最后,设计制作并实验验证了一种基于并联不对称MZI的硅基可集成OSNR监测器,通过硅基集成实现了OSNR监测的小型化、集成化,具有广阔的应用前景;由于硅基芯片中采用了MMI实现分光,因此该OSNR监测器有很好的带宽特性能够应用于WDM系统中。实验结果表明对4X28 GBaud NRZ-QPSK WDM信号,该OSNR监测器的监测范围为7.7 dB到24.8 dB(误差在±0.5 dB之内)。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-04-14）
张肃[2]（2018）在《基于机器学习的高速光信号光性能监测》一文中研究指出随着光纤通信网络技术快速发展,传输速率不断增加,通信网络结构更加复杂,同时各种光信号损伤问题也接踵而至,使得光网络的可靠性和稳定性受到影响。光性能监测(OPM)技术作为保障光网络可靠和稳定运行的关键技术手段之一,发挥出越来越重要的作用。OPM技术是通过对光网络中传输链路或者光网络节点的性能参数进行检测,实时了解网络状态和信号传输状态以便及时处理并保证正常的网络运行和信号传输。因此如何实现对色散(CD)、偏振模色散(PMD)、光信噪比(OSNR)等参数的准确监测,对于保障信号传输性能、优化网络资源的分配和管理具有重要意义。本文围绕在非线性信道环境下的参数监测,研究了基于机器学习的OSNR、CD监测方法,并利用广义回归神经网络(GRNN)、反向传播(BP)神经网络实现对16QAM通信系统的CD、OSNR监测。主要的研究工作如下:1、阐述了 OPM技术的主要研究内容以及在新的网络发展趋势下OPM技术研究的现状、不足和方向,然后介绍机器学习、神经网络的原理及在OPM中的应用。2、结合机器学习的一般方法提出了基于机器学习的OPM模型。该模型具有可拓展性,具体包括通信系统数据的仿真分析、特征提取以及机器学习处理。在数据特征提取过程结合高阶统计矩的方法提取OSNR的特征值,并通过密度比的方法提取色散的特征值。3、在提取数据的基础上,分别利用BP神经网络和GRNN实现了对OSNR、CD的监测。通过对两种方法的比较,发现BP网络的训练过程时间长、参数多、不容易优化,无法高效地处理大量的数据,相反GRNN监测结果稳定且算法实现简单、高效,所以主要采用GRNN的方法对OSNR和CD进行监测。监测结果表明CD对监测的综合影响比OSNR严重,随着实际链路CD增大,监测结果平均误差增大。最后比较了 40Gb/s和100Gb/s系统的单参监测,结果表明速率增大后监测误差增大。此外,监测误差、范围和精度与数据提取的准确性有关,主要由于特征量提取过程中,CD增大会使得提取数据的区域不稳定,影响最终结果。(本文来源于《北京交通大学》期刊2018-03-21）
陈宇立[3]（2017）在《基于一对窄带相干接收机的光性能监测方法》一文中研究指出针对目前光性能监测领域的成本和监测对象兼容性等问题,本文提出了一种基一对窄带相干接收机的光性能监测方案。不同于传统的全带宽直接检波探测方式,窄带相干检测由于其低成本和多维度接收的特点,配合数字监测算法的处理,能够实现高性能且极具性价比的多参数光性能监测方案。该方法主要监测对象为对长距离光传输链路影响较大,且最为常见的色散(Chromatic Dispersion,CD),偏振模色散(Polarization Mode Dispersion,PMD)和光放大自发辐射噪声(Amplifier Spontaneous Emission Noise,ASE)参量。具体方案上,搭建窄带相干监测系统,拍频探测特定谱段的光信息,通过接收平台对监测信号作光谱拼接重构,时域上的相关处理,频域上的斯托克斯旋转矢量复原和信噪比算法等数字信号处理,能准确监测长距离光传输网络节点处的各个参数。理论上色散监测范围没有上限,偏振模色散监测范围为1/2码元宽度,信噪比主要研究10 dB到20 dB的范围。在28GHz波特率的正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)信号的窄带相干监测仿真中,其色散监测误差不超过30ps/nm,偏振模监测误差不超过0.5 ps,光信噪比(Optical Signal to Noise Ratio,OSNR)误差不超过1 dB。同时搭建12GBit/s非归零码(Non-Return to Zero,NRZ)光传输实验和1GHz的窄带相干监测系统,色散和偏振模色散的监测误差不超过60 ps/nm和1.5 ps。基于一对窄带相干接收机的光性能监测方法具有极高的监测精度,能达到与全带宽接收系统相同的效果,且具有兼容性,能够实现在同一套系统下多个光参量的同时监测。在面向新一代光网络对光性能监测技术简单、低成本、高性能的基本要求下,基于一对窄带相干接收机的多参数监测方法是具有应用于实际光网络系统的创新方案。(本文来源于《暨南大学》期刊2017-06-30）
张源[4]（2017）在《多参数光性能监测技术研究》一文中研究指出电子商务、分布式云计算、以及在线视频直播等新型互联网业务的发展,促进了现代信息社会对于数据中心和大容量数据网络的需求。从而导致光通信网络建设经历了爆炸式的增长。未来光纤网络将日渐趋于大容量,动态可重构的智能全光网络。这也对保障用户网络服务质量提出了新挑战,因此需要对光信号质量进行评估,监测传输信号所受到的损伤程度并及时进行补偿。光性能监测技术是为未来动态光纤网络提供性能保障以及网络管理的重要基础研究,是下一代光纤网络的关键技术之一。本文首先阐述了光性能监测技术的作用与意义,并讨论了未来光性能监测技术面临的困难与挑战。总体而言,未来的光性能监测技术需要能够同时区分和监测多种损伤类型。然而,从接收端的角度较难区别不同损伤参数对接收到信号带来的影响。因此文中从基本概念和系统容限的角度对光性噪比、色散和偏振模色散这叁种损伤参数进行了详细说明。其次,传统的监测方案通常只能实现对单一参数的监测,而对其监测范围和监测输出动态范围进行讨论。然而,在单一损伤参数的监测过程中,一般会受到其它损伤因素的影响而模糊监测结果。针对多参数同步监测的问题,本文通过对射频谱分析技术的研究,创新地提出了一种叁端口多参数同步监测方案。该方案分别利用低频不相关拍噪声、双边带与单边带射频谱功率比值和射频信号的时钟分量对上述叁种参数进行监测。所提方案调整了不相关拍噪声方法中的滤波器结构,从而重复利用了其中一条支路的器件用于提取射频谱中的时钟分量。这在一定程度上降低了监测模块的体积和成本,有利于将来的模块集成。最后,由于射频谱分析方法需要经过光电探测,在监测速度上存在光电瓶颈。因此本文继续对能够直接在光域进行损伤监测的全光监测技术进行了研究。利用四波混频效应的功率传递函数,将信号光在传输过程中所受到的损伤影响映射到四波混频新产生的闲频光上,从而通过监测闲频光的功率实现对传输信号光性噪比和色散的监测。(本文来源于《福州大学》期刊2017-06-01）
王卓[5]（2017）在《高速相干光通信系统的光性能监测研究》一文中研究指出随着通信网络的迅速发展,高速率、大容量、长距离已成为下一代光纤通信系统发展的主要趋势,与此同时光网络向着动态化、透明化方向发展。光性能监测(OPM)技术作为保障光通信网络可靠和稳定运行的关键技术,其作用变得越来越重要。光信噪比(OSNR)、色度色散(CD)是OPM的重要参数,同样也是衡量光网络质量的主要指标,所以实现光信号中OSNR和CD的准确有效监测在光网络的配置、优化等方面具有十分重要的意义。本文围绕基于正交相移键控(QPSK)调制格式的高速相干光通信系统,结合数字信号处理(DSP)技术,对OSNR和CD监测进行了深入研究,主要研究工作如下:(1)阐述了 OPM技术的研究现状及发展方向,并从理论方面对相干光通信系统的调制格式、相干检测技术、DSP及网络损伤参数进行了详细分析。(2)通过分析典型OSNR监测技术的优缺点,针对高速相干光通信系统的OSNR监测采用高阶统计矩的方法。首先理论推导了高阶统计矩与OSNR的关系,并对数据处理部分做了修正。然后利用OptiSystem搭建112Gb/s的PM-QPSK光纤传输仿真系统,对接收信号进行DSP处理。结果显示在背靠背系统中对10～25dB范围内的OSNR具有良好的监测效果,且采用修正方法后OSNR监测误差不超过0.1dB。同时分析了剩余CD对该OSNR监测方法的影响,结果表明在OSNR较小的情况下该监测方法对剩余CD不敏感;但剩余CD值越大,OSNR的监测误差越大。(3)基于信号功率波形自相关函数的方法仿真实现了高速相干光通信系统的CD监测。对56Gb/s单偏QPSK和112Gb/sPM-QPSK光纤通信系统的仿真结果表明该方法能够适用于不同占空比的信号,对放大器自发辐射(ASE)噪声不敏感,且对0～60ps—阶偏振模色散具有很好的容忍性。(本文来源于《北京交通大学》期刊2017-04-01）
赵东鹤[6]（2016）在《高速光纤通信系统中光性能监测与均衡技术的研究》一文中研究指出当今社会正处于一个信息时代。在信息时代中,人类的日常活动产生了海量的信息传输需求。作为现代信息社会的基础设施之一,光纤通信系统承担着全球绝大部分的信息传输任务。在过去几十年间,以语音和IP (Internet Protocol)数据为代表的信息传输业务得到了快速的发展。而当下移动互联网,在线高清视频,物联网,工业4.0,虚拟现实等新型多样性业务和应用场景的快速发展,进一步带来了全球IP数据流量的爆炸式增长。为了满足人类社会不断增长的海量信息传输需求,光纤通信系统自诞生起,便一直朝着高速的方向快速演进。在高速光纤通信系统的演进历程中,最近的一个成功案例,便是100G数字相干光通信系统。100G数字相干光通信系统的两大关键技术是相干检测和数字信号处理(DSP)技术。基于相干检测,光场信号所携带的信息可以线性地下转换到电域,这使得高级调制格式的应用和信道损伤的电域补偿成为可行的技术方案。基于DSP技术,光信号所经历的各种信道损伤可以利用DSP算法进行补偿。得益于相干检测和DSP技术所带来的好处,数字相干光通信系统也成为了未来400G/1T等高速光纤通信系统的基础技术方案。因此,数字相干光通信系统的重要性不言而喻。针对高速数字相干光通信系统,开展相关研究具有十分重要的意义。在高速数字相干光通信系统中,光性能监测和均衡技术是两项重要的研究内容。光性能监测主要指对反映光信号性能的一组参数进行监测。常见的光性能参数包括但不限于光信噪比(OSNR),色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)等。光性能监测是保障高速光纤通信系统稳定可靠运行的重要技术。均衡技术主要研究的是数字相干光通信系统中用于损伤补偿的各种DSP算法。如上所述,在数字相干光通信系统中,各种信道损伤主要依赖于均衡技术进行补偿。因此,均衡技术是数字相干光通信系统中必不可少的组成部分。而随着诸多新材料和新技术的不断引入,高速数字相干光通信系统仍在不断地向前发展。新的系统参数和系统结构也在不断地涌现。因此,适用于高速数字相干光通信系统的光性能监测和均衡技术是非常有价值的研究问题。本论文围绕高速光纤通信系统中光性能监测与均衡技术的研究这一主题,主要开展了基于DSP技术的光性能监测和均衡技术的研究。本论文的主要工作为:(1)周期性训练序列辅助的带内OSNR监测。本论文提出了一种新的数据辅助的带内OSNR监测方法。这种方法适用于数字相干接收机。该方法利用了具有周期性结构训练序列的周期性,来实现带内信号噪声的功率分离。通过理论分析,证明了该方法对一阶偏振模色散不敏感。通过典型的112 Gb/s PM-QPSK和224 Gb/s PM-16QAM相干光传输仿真系统对该方法进行了仿真验证。结果表明,在监测误差小于1 dB时,该方法的OSNR监测范围约为7～30 dB。理论推导和仿真结果也表明,该方法能够实现高精度OSNR监测,并且能够容忍大量的残留累积CD和一阶PMD。(2)基于数字导频的载波频偏估计。本论文针对相干光传输系统,提出了一种基于数字导频的载波频偏估计方法。有别于常规的导频插入方式,在我们所提出方法中,导频是以一种数字的方式产生的,并且能够用作一个好的载波频偏估计指示器。在数字导频的辅助下,载波频偏估计是通过确定频谱中数字导频的位置实现的。理论推导和仿真结果表明所提出的方法具有宽范围,高精度,调制格式独立,不需要去除调制,和对残留CD和一阶PMD具有高容忍性的优点。(3)数字相干光通信系统中均衡技术的研究。本论文对数字相干光传输系统中的典型DSP算法进行了研究,主要包括CD的时域和频域均衡法,基于恒模算法的偏振解复用算法,基于差分相位的载波频偏估计算法和基于Viterbi-Viterbi相位估计算法的载波相位恢复算法等。此外,本论文基于仿真和实验对数字相干光通信系统中的典型DSP算法进行了验证,并取得了较好的结果。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2016-05-05）
卞朋朋[7]（2016）在《多级多维调制信号的光性能监测》一文中研究指出随着现代社会的快速发展,人们对于信息量的要求不断提高,光纤通信由于其超高传输速率这一特点,已经成为了主干网的信息传送的主要渠道。下一代光网络逐渐向着动态可重构的透明网络转变,网络结构越来越复杂。构建了大容量高效率的传送网络之后,光网络的监控和管理逐渐成为关键问题。与此同时,为了提高光传输系统的稳定性,多级多维的调制格式越来越多应用到了光传输系统当中。因此,针对多级多维调制格式的光性能监测(OPM)引起了人们的重视。基于以上背景,本文围绕多级多维调制格式信号的光性能监测展开了研究,主要工作如下：首先,介绍目前光网络发展现状,从分析光网络的需求出发,分析OPM的重要意义,并且对OPM的范畴、实现方式做一个介绍。分析光传输过程中受到的损伤,以及这些损伤的成因及其对系统的影响。并且从时域频域角度对目前已有的光性能监测技术进行分类和介绍。其次,分析目前的已有的调制格式,包括其调制原理、传输性能。对光16QAM的调制和相干解调做了详细的分析,并且利用OptiSystem商业仿真软件,搭建了基于I/Q调制的方型和基于De-MZM的星型的光16QAM信号相干光传输系统,传输速率为100Gb/s。最后,综合考虑各个方法的优劣,本文提出了一种基于异步延迟抽头采样技术(DTS)的光16QAM信号性能监测技术。基于OptiSystem搭建的信号调制系统,结合MATLAB对本文提出的DTS光性能监测技术进行验证。仿真结果表明,该方法对于方型和星型16QAM信号都有比较好的监测效果。在监测星型16QAM信号时,根据相图的变化定义了光信噪比因子和色散因子,对于光信噪比,在10-35dB范围有一个较好的监测效果；对于色散,监测范围在0～150ps/nm。在监测方型16QAM信号时,能够实现13-33dB范围内的光信噪比监测,在0～128ps/nm范围内的色散监测。并且,验证了对于方型16QAM信号,光信噪比对于色散监测的影响,仿真结果表明,光信噪比对色散因子的影响主要表现在基数的增加,斜率没影响；色散对于光信噪比的影响,色散值越大,则光信噪比监测灵敏度越低。(本文来源于《北京交通大学》期刊2016-03-01）
王肖[8]（2015）在《基于延时采样的光性能监测》一文中研究指出光网络的发展,除了速率和容量不断提升之外,其智能化程度也在不断提升,对光网络的传输性能估计必不可少。光性能监测(Optical performance monitoring,OPM)的作用主要体现在对传输信号的损伤监测,光传输系统中所存在的信号损伤有光信噪比OSNR,色度色散CD,偏振模色散PMD,Q因子等。这些损伤的存在,严重降低了光网络的质量,因此,实现信号损伤参数的监测具有重要的现实意义。本文致力于研究基于延时采样的光性能参数监测。主要创新工作包括:(1)提出了一种基于延时采样的OOK信号色度色散CD监测方法,该方法能区分正负色散,并具有不依赖于OSNR和PMD的特点。已有的CD监测方法,需要在传输系统中加入其它信号,如插入导频,射频RF调制的ASE噪声和频率调制信号等。频谱的CD监测方法不需要加入其它信号但是受OSNR和PMD的影响。本文定义并估计延时散点图中的参数距离比(Distance Ratio,DR),实现了对10/40-Gb/s的NRZ-OOK信号的CD监测。采样选择1B延时,由于所定义的DR与CD具有一一对应的关系,可直接得到CD的监测范围。仿真中,引进0.5-B光延时干涉仪(Optical Delay Interferometor,ODI),实现了CD的极性监测。仿真结果表明,10-Gb/s系统下CD监测范围为(-900,900)ps/nm,40-Gb/s系统下CD监测范围为(-60,60)ps/nm,且两种系统的测量误差都小于2ps/nm。(2)提出了一种基于延时采样的OOK信号光信噪比OSNR监测方法,已有的OSNR监测方法是对分布于二维散点图的对角线上的点进行采样及直方图拟合。本文所提出的方法是对已有的散点图对角线采样的改进,以对角线上下旋转角度1度(45°±1°)所得区域内的点拟合作直方图来提高测量精度。对10-Gb/s NRZ-OOK信号进行仿真,首先对直方图参数进行提取并定义参数FOSNR,其与实际OSNR具有一一对应关系,然后通过叁阶多项式拟合得到估计OSNR与实际OSNR的关系,进而得到监测误差。仿真分析了CD和PMD对OSNR测量结果的影响,此时将CD=0ps/nm,PMD=0ps情况下拟合所得到的多项式作为标准式,CD和PMD增大时得到的FOSNR代入标准式,计算得到估计OSNR。仿真结果表明,与传统的只对分布于对角线上的点进行采样及拟合的方法相比较,本文所提出的监测方法,在OSNR<18d B时,1-d B误差的CD容忍度达900ps/nm,PMD容忍度达60ps。(本文来源于《天津理工大学》期刊2015-03-01）
孙艺萍[9]（2015）在《高速相干光系统光性能监测关键技术的研究》一文中研究指出光性能监测是保障光网络可靠和稳定运行的关键技术之一,同时也可以为多种损伤均衡技术提供重要参考。大数据、云计算、在线视频等宽带互联网业务的兴起,在给人们的生产、生活带来各种便利的同时,也对通信系统和网络流量提出了更高的要求。得益于大规模集成电路的发展,高速光通信系统成功进入了100G的时代,国内外各大运营商也已经对其进行大规模的部署。新一代光通信系统主要基于高速相干光通信系统的高阶调制格式和复用方式,这些新技术的使用提升了频谱利用效率,也对光性能监测技术提出了新的问题和挑战。为了适应高速相干光通信系统及光网络的系统结构,光性能监测技术需要对光链路中光功率、光信道波长、色度色散(Chromatic Dispersion, CD)、偏振模色散(Polarization Mode Dispersion, PMD)、光信噪比(Optical Signal-to-Noise Ratio, OSNR)和非线性效应等参数进行高精度、大范围的实时监测。本论文主要致力于高速相干光系统中CD、OSNR和频率偏移等损伤参数监测方法的研究,主要工作如下：1.分析了高速相干光通信系统中对于信道中CD、PMD和OSNR几种损伤参数的监测技术,讨论并总结了这几种方法的优势和劣势。对于基本的非数据辅助的盲性能监测方法和数据辅助训练序列监测法进行了详细的理论分析,公式推导和仿真验证,得出了具体的监测效果以及分析了监测复杂度。2.提出了一种基于训练序列的联合监测CD和频率偏移的方法。基于信道传输模型,进行了理论分析和公式推导,讨论了不同类型和长度的训练序列对监测效果的影响,并进行了仿真验证。仿真结果证明该方法简单易行,适用于多种调制格式,码型和传输速率。具有监测精度高,范围大的优点,对于一阶PMD有较高的容忍度,对于噪声也有较高的抵抗能力。3.本论文针对相干光通信系统提出了利用统计矩监测OSNR的方法。理论推导了相干接收机端信号的统计矩与OSNR的关系并进行Matlab仿真,验证了该方法的可行性。仿真结果表明,该方法可以在一定范围内对OSNR进行精确监测,同时分析了信道中CD对于OSNR监测效果的影响。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2015-01-05）
左林[10]（2014）在《全光采样光性能监测关键技术研究》一文中研究指出光纤通信正朝着超大容量、超高速和超长距离的方向发展，系统越来越复杂，因而对光信号性能进行实时监测以确保光网络安全可靠运行显得尤为重要。传统的基于电采样的监测技术受限于电子瓶颈，难以对高速信号进行分析。而全光采样技术则克服了这一缺点，并做到速率和调制格式透明，具有广阔的应用前景。本文针对基于全光采样的光性能监测若干关键技术进行了研究，主要内容包括：（1）研究了软件同步采样技术，采样脉冲重复频率无需满足奈奎斯特采样定律，降低了后续电处理器件的带宽需求。研究表明，当降频余数为零或者倒数为有限位有理数时，眼图恢复效果差，称为软件同步算法的固有缺陷。分析并给出了软件同步采样对脉冲幅度抖动、定时抖动和宽度的要求，为采样脉冲源的设计和制作提供了指导。（2）对非线性偏振旋转锁模光纤激光器进行了数学建模，利用琼斯矩阵描述偏振控制器，利用Giles模型描述掺铒光纤。与已有模型相比，该模型与实际系统相符，具有各个参数物理意义清晰的优点。通过仿真产生了半幅全宽度为622fs的脉冲，光谱宽度4.8nm，有很强的边带产生，是典型的孤子态。同时，利用该模型研究了偏振控制器方位角以及泵浦功率对脉冲的影响，结果表明随机双折射将使方位角可调谐范围减小，泵浦功率过高或者过低都不能产生脉冲，脉冲平均功率与泵浦功率成正比。搭建了锁模激光器，产生了重复频率为29.54MHz的采样脉冲，中心波长1575.91nm，脉冲宽度630fs。（3）研究了周期极化铌酸锂波导中的倍频效应与和频效应，设计了基于和频效应的采样光路。利用带通滤波器对采样脉冲进行滤波，然后进入掺铒光纤放大器。放大后的采样脉冲峰值功率与未滤波直接放大的结果相比，提高了10dB。讨论了带通滤波器带宽对和频光、倍频光的影响，指出带宽存在最佳值0.4nm，带宽过大或者过小都将使采样信号的眼图变差。制作了光采样示波器样机并进行测试，可以测量12Gbit/s以上强度调制信号的眼图，灵敏度-3dBm，对信号速率、光信噪比、色散等特性的监测结果与商用高速电采样示波器一致。（4）为实现光采样示波器样机的自动测量，提出对采样脉冲的波长进行遍历，以采样信号标准差最大时对应的波长作为和频效应准相位匹配波长。数值仿真和实验结果都表明采样信号标准差与和频光功率成正比，与倍频光功率无关，证实了该方法的可行性。另外，设计了偏振分集结构，实现偏振无关的采样，和频光偏振相关性为1.67dB。利用宽光谱采样脉冲，实现了对1530~1565nm波段信号光的采样。（5）针对传统的软件同步采样不能获取待采样信号速率的问题，提出了多频采样法，即利用两个重复频率不同的采样脉冲进行采样，可从采样信号中提取出真实速率。制作了腔长可调谐的采样脉冲源，产生重复频率为20.26677MHz和20.22900MHz的锁模脉冲，对100MHz正弦信号光的速率进行恢复，结果为102.22MHz。另外，首次研究了该算法存在的两个盲区，提出增加一次采样以消除盲区的方法，给出了理论推导以及仿真和实验证明。（6）对线性采样技术进行了初步研究，推导了线性采样信号的表达式，给出了消除频率偏移、相位偏移和相位噪声的方法。利用光学混频器、平衡探测器设计了线性采样实验系统，成功地恢复出连续光的波形和12Gbit/s强度调制信号光的眼图，得到了1MHz2PSK信号的星座图。(本文来源于《北京理工大学》期刊2014-06-01）
光性能监测论文开题报告
（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：
随着光纤通信网络技术快速发展,传输速率不断增加,通信网络结构更加复杂,同时各种光信号损伤问题也接踵而至,使得光网络的可靠性和稳定性受到影响。光性能监测(OPM)技术作为保障光网络可靠和稳定运行的关键技术手段之一,发挥出越来越重要的作用。OPM技术是通过对光网络中传输链路或者光网络节点的性能参数进行检测,实时了解网络状态和信号传输状态以便及时处理并保证正常的网络运行和信号传输。因此如何实现对色散(CD)、偏振模色散(PMD)、光信噪比(OSNR)等参数的准确监测,对于保障信号传输性能、优化网络资源的分配和管理具有重要意义。本文围绕在非线性信道环境下的参数监测,研究了基于机器学习的OSNR、CD监测方法,并利用广义回归神经网络(GRNN)、反向传播(BP)神经网络实现对16QAM通信系统的CD、OSNR监测。主要的研究工作如下:1、阐述了 OPM技术的主要研究内容以及在新的网络发展趋势下OPM技术研究的现状、不足和方向,然后介绍机器学习、神经网络的原理及在OPM中的应用。2、结合机器学习的一般方法提出了基于机器学习的OPM模型。该模型具有可拓展性,具体包括通信系统数据的仿真分析、特征提取以及机器学习处理。在数据特征提取过程结合高阶统计矩的方法提取OSNR的特征值,并通过密度比的方法提取色散的特征值。3、在提取数据的基础上,分别利用BP神经网络和GRNN实现了对OSNR、CD的监测。通过对两种方法的比较,发现BP网络的训练过程时间长、参数多、不容易优化,无法高效地处理大量的数据,相反GRNN监测结果稳定且算法实现简单、高效,所以主要采用GRNN的方法对OSNR和CD进行监测。监测结果表明CD对监测的综合影响比OSNR严重,随着实际链路CD增大,监测结果平均误差增大。最后比较了 40Gb/s和100Gb/s系统的单参监测,结果表明速率增大后监测误差增大。此外,监测误差、范围和精度与数据提取的准确性有关,主要由于特征量提取过程中,CD增大会使得提取数据的区域不稳定,影响最终结果。
（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。
光性能监测论文参考文献
[1].黄缀利.面向复杂调制格式的光性能监测技术研究[D].北京邮电大学.2019
[2].张肃.基于机器学习的高速光信号光性能监测[D].北京交通大学.2018
[3].陈宇立.基于一对窄带相干接收机的光性能监测方法[D].暨南大学.2017
[4].张源.多参数光性能监测技术研究[D].福州大学.2017
[5].王卓.高速相干光通信系统的光性能监测研究[D].北京交通大学.2017
[6].赵东鹤.高速光纤通信系统中光性能监测与均衡技术的研究[D].北京邮电大学.2016
[7].卞朋朋.多级多维调制信号的光性能监测[D].北京交通大学.2016
[8].王肖.基于延时采样的光性能监测[D].天津理工大学.2015
[9].孙艺萍.高速相干光系统光性能监测关键技术的研究[D].北京邮电大学.2015
[10].左林.全光采样光性能监测关键技术研究[D].北京理工大学.2014