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未来几年内,偏振模色散将是限制光纤通信系统向更高速率、更大容量和更长距离发展的主要障碍之一。本论文以补偿光纤通信系统中的偏振模色散为目的,设计了一种新型的基于PLC技术的具有MZI结构的PMD补偿器。本论文从研究偏振模色散补偿器的理论模型分析和软件仿真出发,主要内容包括以下几个部分: 首先,深入研究了偏振模色散的相关基础知识。从偏振模色散的定义、形成原因、表示方法和计算理论等方面阐述了本论文对偏振模色散的认识。研究了邦加球、斯托克斯向量、穆勒矩阵等数学方法和高阶色散、偏振相关损耗、偏振主态和级联法则等相关理论。为偏振模色散补偿器的研究工作打下了坚实的基础。 其次,将目前的PMD模拟器按照其对应的数学模型分成了机械旋转型、偏振控制器型和平面波导线路型三种理论模型。并且利用蒙特-卡洛统计方法对三种模型进行了精确的数值模拟。进而从数学模型的角度证明了,三种完全不同的模型理论上补偿PMD色散的可实现性,而且对他们的理论性能作了详细的比较分析。 再次,设计并且深入分析了代表未来PMD补偿器发展方向的第三种模型的具体补偿器模型,即一种新型的基于PLC技术的具有MZI结构的PMD补偿器,简称PLC型PMD补偿器。并进一步对这种补偿器的关键技术作了详细的实现原理剖析和BPM仿真。 最后,使用OptiSystem光通信系统仿真软件对第二种PMD补偿器,即偏振控制器型补偿器在系统中的补偿效果进行了模拟仿真。仿真结果表明这种补偿器在40Gbit/s通信系统下可以达到预期的补偿效果。而且,利用自行研制的简易PMD补偿器在四条实际光纤链路中进行了PMD补偿实验,补偿量达到了15%的预期效果。进而在实际中验证了偏振控制器型PMD补偿器的可操作性,使我们的理论研究成果得到了实际运用,也使我们得到了PMD补偿研究的第一手反馈资料。