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现阶段高速率的100Gb/s传输技术正走向成熟,并逐步开始商用部署,时相干检测的偏振模复用四相相移键控(Polarization Division Multiplexed Quadrature Phase Shift Keying, PDM-QPSK)成为商用100Gbit/s传输最具潜力的解决方案。在此系统中,色散和偏振模色散(Polarization Mode Dispersion, PMD)可以通过接收端的数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)技术进行有效的补偿,而非线性效应就成为系统传输性能的主要限制因素,在波分复用(Wavelength Division Multiplexing, WDM)系统中表现的尤为明显。因此,迫切需要在骨干光网络中考虑光路性能的评估和提升技术,以实现高速全光网络更优的传输和组网性能。为了解决这一问题,本论文研究了100Gbit/s PDM-QPSK-WDM相干光网络系统非规则链路的损伤建模及传输性能评估与优化技术,提出了光网络传输性能理论评估模型,同时在端到端系统传输性能评估模型的基础上,为了实现传输性能的提升,提出了三种性能优化策略。论文主要研究内容及创新点包括以下几个方面:1、提出了一种WDM系统非线性噪声模型,用于无色散补偿、非规则链路的100Gbit/s PDM-QPSK相干检测系统的传输损伤分析,以非线性噪声的高斯模型假设为基础,通过双重积分计算出非线性噪声的解析表达式,实现了传输系统的损伤建模。2、建立了一种面向不规则链路系统的传输性能评估模型,仿真结果验证了该模型的准确性。在无色散补偿的不规则链路中,考虑每段光纤产生的非线性噪声之间互不相关,通过理论推导得出系统接收端的信噪比可以表示为各个跨段信噪比的级联,并且仿真结果与理论评估模型在各种场景下的差值均小于0.8dB,有效地验证了传输性能评估模型的准确性。3、提出了100G PDM-QPSK系统中逐次优化、基于单纯形的短距离性能优化、基于改进单纯形的长距离性能优化策略,并进行了仿真验证。针对传输性能评估模型推导出每个光纤跨段的最优入射功率及光纤链路的最优增益配置。在提升光路传输性能的基础上,为了避免光路整体增益调节量过大或调节个数过多所引起的抖动、时延及瞬态特征,加入约束条件,’针对短距离与长距离光纤链路提出了三种优化策略,以减少光路整体增益的调节个数,实现传输性能的智能优化。