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文档简介
FiberOpticNetworkDesignX.Wu,M.J.Li,H.M.YanDept.ofOpt.Engr.,ZJU2011Class3Outline
ChromaticdispersioneffectDispersioncompensatingtechniquesOptimizationofresidualdispersionoritsmap010011timefcarrierfreq.ViVjVkFourier•InformationBandwidthofData•TemporalSpreadingf(distance,(bitrate)2)(ps/nm)/kmtimeFibertimePhotonVelocity(f)=SpeedofLightinVacuumIndexofRefraction(f)SignalDegradation
ControlPacket(C.P.),notpayload,isregeneratedateverynodeC.P.haslowerbit-rate(C.D.effect(bit-rate)2)ThereishigherchanceforpayloadtobedegradedNodeNodeNodeNodettttPayloadC.P.EffectonPayloadandControlPacketPolarization-mode-dispersion(PMD)Polarizationdependentloss(PDL)Degradationbasedonnon-catastrophiceventsRandompolarizationcouplingStatisticallyvarieswithtimeBit-rateandwavelengthdependentPolarizationstategenerallyunknownandwandersPMDImpairmentcrosssectionEllipticalFiberCoresideview
PMDinducesrandomlychangingdegradations.Criticallimitationat
10Gbit/spayloaddatarates.The2polarizationmodespropagateatdifferentspeeds.1st-orderPMD=DGDPMD(A)(B)DGDPMDCausesandStatisticalEffectHowmanysegmentswillbeenoughtoemulatePMD?Ans.=~12PoincareSphere&PrincipleStateofPolarizationPrincipleStateofPolarizationProved1986BellLabsC.D.Poole&R.E.WagnerTwoPSPperpendiculartoeachotherindependentofwavelengthtothefirst-orderPSPinPoincareSphere&PrincipleStateofPolarization球面上的每一个点都代表了一种椭圆偏振态,在两极演化为右旋、左旋圆偏振光,在赤道退化为线偏振光,北半球为右旋偏振态,南半球为左旋偏振态。所以,偏振光在光纤传输过程中的任意偏振态的变化都可以表示成邦加球上的某一条运动轨迹
PMDtemporalchangesmorerapidlywiththefiberlengthandaverageDGDFrequencyofoccurrenceinducedbyPMDfluctuationTimeSpan(ms)Occurrence52kmfiber<>=2.8ps(b)FastFluctuation
Mechanicalvibrations:millisecondstominutesH.Bulow,etal.,OFC1999TimeRateofPMDChangePMD(ps)1.52.02.5101418Temp.(C)Time(min)040080048.8kmburiedcable(a)SlowFluctuation
PMDvariationsduetotemperaturechanges:hourstodaysJ.Cameron,etal.,OFC1998PMDMonitoringTechniquesRequireshigh-speeddevices(demonstratedfor160Gb/sRZsignal)Affectedbyotherdistortionsources+CanbeintegratedwithelectronicequalizationA.EyeopeningmeasurementB.RFspectrumanalysis
+Nohighspeedelectronics+DependsonlyonPMD+Bit-rateindependent+UnaffectedbyotherdistortionsourcesPulse-widthdependentC.
Degreeofpolarization(DOP)measurement+SimpleAffectedbyotherdistortionsourcesSensitivityandDGDrangedependsonmonitoredfrequencyPMDonaninstalledfiberlinkGoalTogainanunderstandingofthetemporalandspectralcharacteristicsofPMDonaninstalledfiberlink.ApproachMakelong-termmeasurementsofthedifferentialgroupdelay(DGDor)overarangeofwavelengthsandassessitsratesofchangewithtimeand.DesiredoutcomeProvidenetworkoperatorswithknowledgetoevaluatetechniquesformitigatingPMD-inducedoutageswhenchanneldataPCforRemoteControl&DataStorageTunableLaserSource(TLS)(1510–1625nm)Dl=0.1nmPolarizationAnalyzer(PA)(JonesMatrixEigenAnalysis)InstrumentController
Fiberloopback:95-kmspan
ofslotted-core,directburiedfiber-opticcablemadeavailablebySprint.Over86days(fromNovember9,2001thruFebruary2,2002)692measurementsweremadeonthe1150discretewavelengths.Measurementswererepeatedaboutevery3hours.PMDCharacterization86daysofdata795,800dataptsObservationsDGDdependsonbothtimeand.DGDvariesslowlywithtime.DGDvariesrapidly
with.InstancesofhighDGDarespectrallylocalized.PMDcharacterization:DGDvs.landtimePMDcharacterization:Probabilitydensityfunction
ObservationsMeasureddatashowgoodagreementwithMaxwelliandistribution.ThereisalowprobabilityofhighDGDevents(i.e.,DGD>3meanDGD).Theoreticalresultsfromoutagemodel:RxThreshold 3<DGD> 3.7<DGD>Span1MTBO 6.39years 1648years!!!Outageduration136minutes 108minutesMTBOs:meantimebetweenoutagesPMDcharacterization:resultsandconclusionsFiberSim:
SMF/LeafComparison75km75km10Gb/sperchannel25channels75kmDCF/EDFADCF/EDFA...DCF/EDFARxTxDifferentFibers:
EyeDiagramsvs.Distance@75km@450km@750km@1050kmSSMFLinkNZDSFLinkCompensationConfigurationsOutputInputSqueezers(00)Squeezers(450)OpticalFiberABCDEPMFEfficientopticalmodulationformats:WDM+SCMOpticalMUXAdd/dropTransmitter1f1Sf2ch.2fnch.n..l1LDch.1lml1f1Sf2ch.2fnch.n..Receiver1ch.1OpticalDMUXf1Sf2ch.2fnch.n..Receivermch.1Transmittermf1Sf2ch.2fnch.n..lmch.1LDEfficientopticalmodulationformats:
CombatPMD-inducedsignalfading
usingdiversitySCMreceiverTxPolarizationcontrollerRFdetectionSLPFAmp.ControlalgorithmTodecisioncircuitSpliterPBSRFdetectionPD1(b)P
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