【摘要】：光纖通信是利用光波為載波,以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。目前,光纖通信因?yàn)榫哂谐咚�、低誤碼、高可靠、價格低廉等優(yōu)點(diǎn),已成為信息最主要的傳輸方式和社會中重要的基礎(chǔ)設(shè)施。其中,光纖作為光纖通信系統(tǒng)中最重要的部分,對整個通信系統(tǒng)的性能起到了決定性的作用。迄今為止,光纖偏振模色散的形成、矢量表示、主態(tài)模型、測量方法等理論方面的研究已基本完善;但是光纖偏振模色散測量方法在實(shí)際場景中的應(yīng)用一直存在許多尚未解決的問題�，F(xiàn)有的商用偏振模色散測量儀都存在體積較大、造價昂貴、對測量環(huán)境要求高等缺點(diǎn),無法完美地適應(yīng)當(dāng)前的市場需求。本文對偏振模色散產(chǎn)生原理、經(jīng)典偏振模色散測方法以及常用的信號處理手段進(jìn)行了深入的研究,重點(diǎn)分析了使用去噪算法提升偏振模色散測量精度的理論和方法。主要完成了以下具有創(chuàng)新性的研究成果:1.針對使用固定分析儀法測量光纖偏振模色散容易到受噪聲影響這一問題,提出了兩種實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方案。i)提出了一種基于小波閾值去噪算法提升固定分析儀法測量光纖偏振模色散精度的實(shí)驗(yàn)方案(FA-WD)。文中介紹了小波閾值去噪算法的原理和不同類型小波基函數(shù)的特性,并對閾值函數(shù)、分解層數(shù)、基函數(shù)的選擇總結(jié)出了一定的規(guī)則。搭建實(shí)驗(yàn)平臺,將FA-WD與其他測量方法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,FA-WD在單模光纖中測量結(jié)果的最大誤差為2.27%,低于固定分析儀法所得到的最大誤差。此外,FA-WD測量單模光纖的標(biāo)準(zhǔn)差為0.02,優(yōu)于固定分析儀法測量結(jié)果0.41的標(biāo)準(zhǔn)差,證明提出的FA-WD測量方案在結(jié)果的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性等方面都有較大的提升。ii)提出了一種使用傅里葉分析法提升固定分析儀法測量光纖偏振模色散的實(shí)驗(yàn)方案(FA-FFT)。FA-FFT使用光譜信號自身概率分布特性,利用傅里葉變換對信號進(jìn)行去噪及重構(gòu),有效的緩解了噪聲對測量結(jié)果的影響。通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺,對不同類型、不同長度的光纖進(jìn)行測試,單模光纖的測試最大誤差為2.66%。測量結(jié)果說明FA-FFT可以在有限的計算資源下快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地獲得光纖偏振模色散的測量值。2.針對市場上現(xiàn)有光纖偏振模色散測量儀所存在的問題,本文提出了一種成本低、體積小、測量精度高的偏振模色散測量樣機(jī)研制方案。該方案借助上文中所提出FA-FFT測量方法具有的計算量小、實(shí)驗(yàn)流程簡單、實(shí)驗(yàn)器材模塊化程度高等特點(diǎn),將FA-FFT方案進(jìn)行工程化。測試結(jié)果證明,所研制的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)與常用偏振模色散測量儀相比,可以在精度、準(zhǔn)確度、測量速度等指標(biāo)基本一致的情況下,將制造成本縮減為原來的30%。綜上所述,本文所提出來FA-WD和FA-FFT兩種光纖偏振模色散測量方案有效的克服了使用固定分析儀法測量光纖偏振模色散時噪聲所引入的誤差,提升了測量的精度,為之后偏振模色散測量方法的研究提供了新的思路。本文所研制的光纖偏振模色散測量樣機(jī)填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白,為相關(guān)儀器的進(jìn)一步研發(fā)提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN253;TN929.11

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本文編號：2698165