随着光纤信道传输速率的提升，偏振模色散(PMD)成为了限制光纤通信系统传输距离的主要因素，电域补偿技术是解决方案之一，但它又受到硬件实现复杂度及运算速度的限制。文章将并行处理技术及块最小均方(BLMS)算法应用到PMD补偿技术中，为电域补偿技术在高速通信系统中的应用提供了一条新的途径。

为开发实用的自适应偏振模色散(PMD)补偿控制模块，文章提出并实现了一种采用高性能浮点数字信号处理器(DSP)专注于算法处理、以增强型直接内存存取(EDMA)进行数据传输、以现场可编程门阵列(FPGA)进行数据采集和逻辑控制的新型设计方案。详细介绍了该模块的硬件设计、工作过程和软件设计，并对使用的粒子群优化(PSO)算法进行了重点阐述。给出了模块的工作流程图和算法流程图。实验结果表明，此模块对于二阶PMD补偿效果良好，相对于以往的补偿模块耗时更短。

An adaptive polarization mode dispersion (PMD) compensation experiment is reported in a 40-Gb/s phase shaped binary transmission (PSBT) communication system, with the use of a new digital signal processor (DSP)-based optical PMD compensator. PMD tolerance is found to be enhanced by 8 ps after PMD compensation with 1-dB optical signal-to-noise ratio (OSNR) penalty. Under the condition of fast change of states of polarization up to 85 rad/s in the fiber link, the performance of our PMD compensator undergoes the bit error ratio (BER) test for as long as 10 h.

针对标准PSO 算法后期迭代搜索效率不高,容易陷入局部最优的问题,提出将免疫克隆(IC)原理引入PSO算法中,把抗体视为粒子,根据亲和度的高低进行粒子克隆选择、克隆抑制和高频变异,提高了种群的多样性和全局搜索的能力。并将其应用于40 Gb/s 的传输系统中进行了DOP 优化补偿实验,算法补偿所需时间约为71 ms。通过对比补偿前后的信号眼图可以发现,PMD 补偿后,信号眼图张开度有明显改善,证明了算法的有效性。

针对偏振模色散(PMD)限制光纤通信系统向高速率和长距离发展的问题,本文提出了基于偏振度(DOP)监测的PMD 动态自适应补偿系统的设计方案。该方法根据DOP 与差分群时延(DGD)之间的关系,通过控制算法实现DOP 最佳值的搜索和跟踪,由DOP 的变化反映PMD 的大小及其补偿效果,采用调节偏振控制器波片的角度和可变时延线,调整两基本偏振态,不断优化DOP 使其趋于最佳值,构建了闭环补偿系统。实验结构表明,发生裂化的信号波形得到了有效恢复,眼图张开度得到明显改善。实验中,系统的补偿响应时间约为110 ms,补偿后信号的误码率为3.59e-16,达到了系统对传输误码率的要求。

光的8-DPSK调制格式是一种新型光调制格式。它具有较窄的频谱宽度, 较高的频谱利用率, 近似恒定的包络特性, 同时能够较好地抑制光纤的非线性效应。根据8-DPSK的基本原理, 仿真分析了8-DPSK信号的调制和解调, 建立了8-DPSK的仿真系统。在此基础上, 研究了将8-DPSK调制格式应用于偏振模色散补偿系统的性能。从理论和数值上分析了不同占空比下8-DPSK信号的偏振度(DOP)和偏振模色散(PMD)的关系。结果表明, 不同占空比下, 信号的频谱结构不同, 因而DOP灵敏度不同。在PMD补偿系统中, 由于采用DOP作为反馈信号, 因此不同占空比的8-DPSK信号, 其补偿效果不同。通过数值仿真分析得出, CSRZ-8-DPSK信号由于其较窄的频谱宽度和载波抑制的特性, 是最具前景的调制格式。

为了得到高阶偏振模色散的前馈信息，采用数值模拟的方法，通过一种实时提取1阶和2阶偏振模色散的模型，直接得到了偏振模色散的大小和方向。将模拟得到的偏振模色散大小与从琼斯矩阵理论中计算的结果进行比较，结果表明，采用该模型的模拟结果与理论计算值在差分群时延为一个比特周期内符合较好。从得到的偏振模色散矢量的大小和方向信息可以为高阶偏振模色散补偿提供前馈信息。这一结果对偏振模色散的前馈补偿系统的设计具有参考价值。

文章提出采用粒子群优化算法，提取信号的偏振度(DOP)作为反馈信号来补偿多信道光纤通信系统中的偏振模色散(PMD)。作为例子，对两信道的波分复用(WDM)系统中的PMD进行了自动补偿，并进行了数值模拟，得到了两个信道补偿前后的DOP以及眼图变化情况。模拟结果表明这种算法对补偿多个信道的PMD是有效的。

研究了两段PMD补偿器和补偿算法.存在二阶效应时,PMD补偿中的反馈信号将是一个多峰多谷的复杂信号.粒子群算法(PSO)作为一种优化算法已在实验中实现.研究了模拟退火算法(SA)作为含二阶PMD补偿的反馈信号的应用.通过仿真计算还比较了采用这两种算法的PMD补偿性能.

通过建立一个简单的模型推导了偏振模色散与偏振度椭球的关系式,可以直接从偏振度椭球的长轴和短轴得到偏振模色散的大小.将得到的一阶偏振模色散大小与理论上从琼斯矩阵中计算的结果进行比较,发现在差分群时延小于20 ps时,模拟结果与理论计算值较好相符.分析了如何从偏振度椭球的长轴判断偏振模色散矢量的方向.因此,从得到的偏振模色散矢量的大小和方向信息可以为一阶偏振模色散补偿提供前馈信息.