色散管理和非线性管理控制光孤子群的传输

从描述光孤子传输的非线性薛定谔(NLS)方程出发,给出了色散管理和非线性管理的光孤子的传输方程,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,模拟研究了色散管理和非线性管理控制光孤子在光纤中的传输演化特性。结果表明,只有色散管理控制光孤子群在光纤中的传输,随着传输距离增加,孤子间的相互作用逐渐加剧,如色散管理和非线性管理同时控制光孤子群在光纤中的传输,可极大地抑制孤子间的相互作用,且随着距离增加相邻孤子间的作用几乎不变,这一结果可应用于光孤子群远距离的传输。     

光纤中的色散和非线性效应对混沌同步的影响

基于描述光反馈半导体激光器的动力学以及信号在光纤信道中传输的理论,研究了光纤中色散和非线性效应对混沌信号传输以及发射和接收激光器的混沌同步特性的影响,目的是为远程光纤混沌保密通信提供理论指导。数值模拟结果表明:光纤非线性效应只影响信号的位相,不会影响混沌信号的强度;光纤色散将使混沌信号发生严重变形,影响混沌系统的同步性能:通过在接收器的前端放置放大器以补偿光纤的损耗,信号经过200km的色散位移光纤传输后,发射和接收激光器输出混沌信号的关联系数仍可达到0.99,即系统可达到很好的同步性能。     

安全性增强的双向长距离混沌保密通信

基于混沌同步,构建安全性增强的双向长距离混沌保密通信系统。结果表明:在合适的双混沌光注入参数下,驱动激光器(DL)可以产生低时延特征(TDS)、宽带宽的混沌信号;DL输出的混沌信号注入到2个响应激光器(RLs)中,通过优化注入参数,2个RLs可输出TDS更低、带宽更宽的混沌信号,且2个混沌信号在实现高质量混沌同步的同时与DL输出混沌保持极低的相关系数(小于0.1);基于2个RLs之间高质量的混沌同步,可实现安全性增强的双向远距离混沌保密通信。采用色散位移光纤作为传输信道,20Gbit/s的信息在传输120km后,解调信息的Q因子大于6;而采用普通单模光纤作为传输信道,1Gbit/s的信息在传输140km后,解调信息的Q因子大于8。     

光孤子通信原理与进展

当光纤中的色散与非线性效应平衡相消时,其中传输的光脉冲便可形成光孤子。利用光孤子传输长久不变形的原理,构成一种超高速、超长距离的光纤通信系统——光孤子通信系统。本文较为详细地阐明了这种新颖通信模式的基本原理与组成,以及有关设计上的一些考虑。在叙述中还对光孤子通信的近期发展情况作了若干评述。     

基于非线性啁啾光栅和波长扫描的ROF系统

为了降低光信号在不同传输距离产生的色散对光载射频(ROF)(光载无线电)传输系统的信号质量的影响,提出了一种基于静态非线性啁啾光纤光栅(NLCFBG)和动态波长扫描相结合的可调谐色散补偿ROF传输系统方案。在对所提出系统方案进行理论分析的基础上制作了NLCFBG,并对ROF传输中的可调谐色散效果进行半实物仿真,分析和比较了有无光栅色散补偿时系统的传输性能;验证了此方案对不同传输距离、不同激光频率以及不同射频载波频率的光纤传输系统色散补偿性能。     

外注入激光同步方程和在保密通信中的应用

本文建立了外部光注入半导体激光器的同步系统误差方程,实现了外部光注入波长1.31μm分布反馈激光器的两个激光混沌系统的同步,其同步误差几乎为零.成功数值模拟了该同步系统在长距离光纤传输中的同步,其同步误差随着传输距离而增加,光纤的自相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,分析了这种传输的极限,讨论了在不同传输距离上的强度噪声和相位噪声对同步误差的影响.在长距离光纤模拟和数字保密通信中应用的数值模拟表明,无论是在时域还是在频域,信息在混沌中都难以分离,确具有很高的保密性能和反破译能力.     

光孤子通信系统的仿真

光孤子通信技术充分利用了光纤中色散参数和非线性效应的相互作用,可以使光脉冲在光纤中无畸变的进行传输,不受外界条件的影响,从而可以实现脉冲的超长距离传输。利用OptiSystem提供的强大的工具箱,模拟了光孤子通信系统的模型。并在给定的参数下,实现了系统的仿真,证实了仿真模型的可行性和正确性,为将来在此基础上实现改进的光孤子通信系统提供了有力的实验依据。     

外光注入八字形腔的混沌动力学研究

基于外光注入带反馈的非线性光环镜理论模型,数值研究了外光注入八字形腔的混沌动力学特性。结果表明,随着外光注入功率的增加,非线性光纤环镜将经历倍周期进入混沌,这主要是由于注入的光信号在非线性环内传输的过程中由于光纤的非线性克尔效应产生非线性相移,光场经过多次迭代最终实现了混沌输出,为利用非线性光纤环镜实现混沌激光的输出提供了理论指导。     

色散和非线性对新型三激光器混沌通信系统的影响

通过分步傅里叶算法对光纤传输模型——非线性薛定谔方程进行求解,研究光纤的色散和非线性对新型闭环双向三激光器混沌保密通信系统的影响。分析了在色散、非线性以及色散和非线性共同作用下,光纤传输距离对混沌信号和解调信息质量的影响。结果表明:随着传输距离增加,色散导致混沌信号展宽,展宽比率也随之增大;混沌信号同步性逐渐变差,导致解调信息质量变差。非线性不影响混沌信号的时域波形,但非线性与色散的共同作用,导致混沌信号迅速变化,混沌信号同步性迅速变差,使解调信息质量急剧恶化。     

色散和非线性对异步光码分多址系统的影响

为了研究色散和非线性对异步光码分多址系统性能的影响,基于非线性薛定谔方程,采用数值模拟的方法,取得了异步光码分多址系统误比特率与传输距离的关系曲线和与用户数关系曲线.结果表明,光纤中的群速度色散、3阶色散和非线性效应都会引起异步光码分多址系统性能劣化,其中以群速度色散效应的影响最为严重;系统传输媒质可以采用色散位移光纤...     

高精度色散管理实现160Gb/s光时分复用信号100km稳定无误码传输

在160 Gb/s 100 km光时分复用(OTDM)通信系统中,色散是影响系统性能的主要因素。为减小由此带来的信号波形的失真,进行了理论分析与研究,并做了相应的实验加以验证。传输链路采用混合补偿方式,精确补偿色散与色散斜率,优化传输链路色散图谱及各点工作功率,有效抑制非线性效应,实现高精度色散管理,提升系统的整体性能。使用500 GHz高速示波器,调整传输链路光纤的长度精确到10 m,并准确观测各环节实验结果。系统既没有使用前向纠错技术,也没有进行偏振模色散(PMD)补偿,仅仅通过高精度色散管理实现了160 Gb/s光时分复用信号100.25 km稳定无误码(误码率小于10-12)传输。     

PSA平均光孤子系统传输性能的研究

本采用计算机系统仿真的方法，研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的采用平均孤子传输方案的光孤子通信系统中，泵浦光与信号光之间的相位漂移、光纤色散对光孤子通信系统传输性能的影响。仿真的结果表明：泵浦光与信号光之间的相位漂移将导致孤子幅度的下降；由于PSA增益的相敏特性，光纤色散导致孤子脉冲主瓣幅度下降，脉宽展宽，出现旁瓣。     

高速公路光传输系统的光放和色散过程研究

随着高速公路建设的发展,相关运营业务量加大,高速公路通信系统建设变得尤为重要。光纤传输系统的开发和研究为高速公路通信系统提供了有力的支持,光纤传输由速率到传输距离已经产生了飞跃性进步。然而,色散与光放等传输系统的制约因素依然对光通信系统性能造成巨大影响。本文针对光传输随传输速率提高和传输距离的增加造成信号损失问题,提出一种色散缓解措施-被动均衡技术,分析了LMS自适应算法及前馈均衡器,通过仿真对均衡器在不同调制格式下色散补偿性能模拟分析,为后续建模仿真打下基础。     

光注入多模半导体激光器的混沌及其同步

为了在光纤通信中实现多模同步传输以提高通信容量,构建了一个光注入多模半导体激光器开环混沌通信系统,并利用MATLAB数值仿真了系统的同步性能。结果表明,选取合适的系统参量,多模半导体激光器混沌通信系统能够实现完全同步;发射激光器和接收激光器对应模式可以实现完全同步,而且系统对内部参量失配具有较好的容忍性。     

单跨光纤长距离混沌激光保真传输实验研究

混沌激光在载波通信、密钥分发等信息安全传输领域具有巨大的应用潜力,但放大器自发辐射噪声、光纤色散以及非线性效应会降低混沌信号的保真度,进而限制单跨光纤混沌同步的距离。本文通过研究滤波器线宽、光纤色散补偿偏差以及混沌入纤功率对混沌激光传输保真度的影响,探明了单跨光纤混沌同步的极限距离,并在实验中实现了200 km单跨光纤中保真度为0.9214的混沌信号传输。以此信号为驱动,获得了同步系数为0.9043的共驱混沌同步,为长距离混沌载波通信与密钥分发的实现提供了基础。     

320 Gbit/s光时分复用系统研究

针对高速率OTDM(光时分复用)系统中的一些关键技术问题,如时钟提取、时分解复用和色散补偿等,提出了8×40Gbit/s的OTDM系统技术方案。结果表明,通过选择合适的时钟提取方式和基于对称性色散位移光纤的色散补偿技术,能够实现在一个时隙内对每个信道的40 Gbit/s归零码信号的解复用,且解复用后的信号质量较好。该系统实现了320Gbit/s OTDM通信。     

光纤混沌双向保密通信系统研究

本文提出光纤混沌双向保密通信设想,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双向通信系统模型,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了系统传输的非线性相移.数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0.5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0.4Gbit/s以及20Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率0.05Gbit/s 混沌键控通信的应用,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系,还特别分析了系统解码特性和调制带宽,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力.光纤混沌双向保密通信是可以实现的.     

ULH-DWDM光传输关键技术研究

ULH-DWDM是长途骨干网的载体,提高传输容量和传输距离是其研究的重点。介绍了ULH-DWDM光传输系统,总结了系统的关键技术,如光放大技术、色散补偿技术、非线性抑制、码型调制技术等,并对这些技术及其研究动态作了深入分析和探讨。     

偏振模色散的光域补偿方法研究

针对光纤传输中的偏振模色散(PMD)问题,研究和比较了现有PMD的光域补偿方法.利用等效啁啾技术,提出了一种基于啁啾光纤光栅的光域补偿方案,用具有光敏性质的保偏光纤制成啁啾光纤光栅,将其作为PMD补偿器中的时延线,实现了PMD的自适应反馈补偿.实验结果显示,该方案能有效补偿光纤传输中的PMD问题,提高光信号的传输质量.     

激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用

本文建立了光纤混沌保密通信耦合同步系统模型,实现了外部光注入分布反馈半导体激光器激光混沌在长距离光纤传输中的耦合同步,证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了这种传输的极限.该同步系统在长距离光纤混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明,该系统确有较高的保密性能和反破译能力.光纤混沌保密通信是可以实现的.