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偏振模色散(PMD)是光纤通信系统中由于光信号在两个偏振模式上的群延时不同,而引起的脉冲展宽现象。在40Gbit/s的高速率光纤通信系统中, PMD已经成为限制系统传输性能的重要障碍。它引起信号脉冲的展宽,使接收系统的误码率上升。研究表明,单模光纤中的偏振模色散表现出一种统计随机规律,无法象色度色散那样可以较容易地进行补偿,因此解决PMD问题已经成为光纤通信领域的当务之急。本论文对40Gbit/s PMD补偿系统进行了深入的研究,下面是本论文完成的主要工作。1.理论分析了40Gbit/s RZ码伪随机序列光信号受PMD影响的情况下,电功率随差分群延迟(DGD)变化的关系,并进行了实验验证。详细分析了脉冲波形,分光比以及所选接收频率等因素对电功率作反馈信号的影响。完成了以电功率作为反馈控制信息的40Gbit/s PMD动态补偿系统的实验,给出了补偿前后的眼图。2.详细推导了DOP与DGD关系的数学表达式,分别得出了输入信号为单一高斯脉冲与40Gbit/s RZ码伪随机序列高斯脉冲的情况下,DOP随DGD变化的关系曲线,并分析了分光比和脉冲宽度对DOP-DGD曲线的影响,且得到了实验验证。在理论的指导下,完成了以DOP作为反馈控制信息的40Gbit/sPMD动态补偿系统的实验,得到了很好的补偿效果,并把该系统的全部控制单元移植到了DSP上,实现了PMD补偿系统小型化的要求。3.通过对反馈信号的分析和实验测量,提出了一种新颖快速的PMD补偿算法——自适应抖动跟踪算法。该算法具有收敛速度快,避免陷入局部极值点,减少线路信号的瞬间恶化以及抗噪声干扰性强等特点。补偿的响应时间能达到ms量级,补偿时间按计算最快为1～2ms;补偿精度为0.0017ps。4.提出了基于光信号偏振态(SOP)的PMD前馈补偿技术,并对如何确定光纤线路中的PMD大小和方向进行了理论和实验研究。提出了一种针对PMD前馈补偿的查表算法,理论上能以最快的响应速度实现PMD的精确补偿。