级联PSA非零色散位移光纤通信系统传输性能的研究

本文通过计算机系统仿真研究了以相敏光放大器（PSA）作为中继光放大器的非零色散位移光纤通信系统的传输性能,分析了PSA系统的码间干扰（ISI）限制距离与信号速率、光纤色散、放大器间距和放大器平均输出信号功率的关系,以及PSA中泵浦光和信号光之间的相位漂移和信号脉冲波形对级联PSA光传输系统传输性能的影响。     

偏振模色散对高速光纤通信系统性能的影响

为研究偏振模色散对级联PSA高速光纤通信系统性能的影响,在了解PSA构成及放大原理后,利用耦合非线性薛定帶方程,采用计算机仿真技术研究不同信号脉冲波型与大小的光纤偏振模色散对级联PSA高速光纤通信系统性能的影响。仿真结果显示,高斯脉冲的眼图劣化度高于超高斯脉冲的眼图劣化度,PSA相位漂移逐渐增加时,眼图劣化度逐渐增加,PSA色散补偿功能更低,光纤通信系统性能更差,当脉冲指数是[2,2.5]时,级联PSA高速光纤通信系统性能最优;当偏振模色散值提升时,级联PSA高速光纤通信系统性能下降,但始终优于EDFA系统,优势性能并不显著,说明PSA具备偏振模色散补偿功能,却无法完全补偿偏振模色散。     

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。     

The Transmission Performance of Non-zero Dispersion Shifted Fiber Communication Systems Using In-line Phase-sensitive Amplifiers

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｉｇｈ ｓｐｅｅｄｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ (ｎｏｎ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ)ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｉｎｇｏａｌｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕ ｎｉｃａｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｌｉｍｉｔｉｎｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｄｉｓｔａｎｃｅａｒｅｆｉｂｅｒｌｏｓｓ,Ｇｒｏｕｐ ｖｅｌｏｃｉｔｙＤｉｓｐｅｒ ｓｉｏｎ (ＧＶＤ )ａｎｄｆｉｂｅｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ .ＩｔｈａｓｂｅｅｎｓｈｏｗｎｔｈａｔＥｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄＦｉｂｅｒ…     

一种采用光学相位分集接收技术的相干光正交频分复用远端接入系统

提出了一种采用基于光学相位分集接收技术实现远程相干光正交频分复用(CO-OFDM)信号的远程光接入方案,并进行了理论研究和仿真验证。在本方案中,没有使用色散补偿光纤(DCF)或者色散补偿模块(DCM)补偿光纤信道色散导致的负面效应,原因是CO-OFDM信号能有效抵抗传输过程中色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)引起的负面效应。仿真结果表明,10Gbit/s CO-OOFDM信号在标准单模光纤(SMF-28)传输320km后,采用相位估计技术得到的OFDM电信号,其时域波形的相位抖动幅度更小;与采用光载波自提取技术接收相位调制COOFDM的方案进行比较,测试误差向量幅度(EVM)的结果表明,本文方案可以获得更好的COOFDM信号接收性能,星座图中星座点收敛更加紧凑,接收的CO-OFDM信号质量更高。     

基于相移光纤光栅的单光源毫米波生成研究

利用相移光纤光栅中不同的相移量可以在光栅传输阻带中的不同位置打开透射窗口这一特性,给出了用光外差法将单一光源形成两个差频再经拍频后生成毫米波的方案.理论分析和数值计算结果表明,采用单个光源产生毫米波所引入的激光随机相位噪声低于双光源系统,能够产生波长稳定、相位噪声低、频率调整方便、耦合效果好的毫米波,可为光纤无线通信系统实际应用提供参考.     

基于光纤差分相移键控的色散补偿方案的研究

为了研究光差分相移键控(DPSK)调制格式在光纤高速传输系统中的色散补偿, 利用色散补偿光纤(DCF)的色散补偿原理, 对40Gbit/s光纤传输系统进行色散补偿, 分析了40Gbit/s单通道光纤传输系统中3种DPSK调制格式信号的频谱特性; 仿真了3种码型的色散容忍度以及3种调制格式在考虑光纤的非线性下的色散补偿方案。结果表明, 光非归零码差分相移键控(NRZ-DPSK)信号具有最好的色散容忍度, 但其受非线性的影响比较大; 33%归零码差分相移键控(33%RZ-DPSK)信号的色散容忍度差, 但其色散补偿后的效果优于NRZ-DPSK; 而载波抑制归零码差分相移键控信号对色散和非线性效应都有较好的抑制; 3种DPSK调制格式均在对称补偿2方案中色散补偿的效果最佳。此仿真研究对光DPSK信号在光纤中的色散补偿具有参考意义。     

参量效应在零色散波长附近的位相匹配

研究了几种掺杂情况下光纤折射率的变化导致光纤零色散波长的变化，提出一种用于参量过程中位相匹配的数值分析方法，对光纤中材料色散与波导色散引起的参量过程中的位相失配进行了数值分析，给出相应的随泵浦波长和泵浦与信号间的频移而变化的位相失配空间曲面，结果表明，在零色散波长附近有最大的频移可满足位相匹配，且此规律不随零色散波长移动而发生变化     

Frequency response equalization in phase modulated RoF systems using optical carrier Brillouin processing

A novel method is demonstrated to tunably compensate dispersion effect in phase modulated radio over fiber (RoF) links using an optical carrier Brillouin processing technique,which is based on stimulated Brillouin scattering (SBS) to control the phase shift of optical carrier in the modulated iightwave signal.Since this phase shift can be dynamically tuned,frequency response can be tunably improved.Both simulation and experimental results show that a uniform frequency response ranging from 1-12 GHz with a fluctuation of less than --1 dB can be obtained by an optimal phase shift on the optical carrier.     

相敏光放大器对光纤偏振模色散补偿作用的仿真分析

根据耦合非线性薛定谔方程,通过计算机系统仿真,对相敏光放大器PSA作为在线放大器时不同系统传输速率和不同偏振模色散情况下系统传输性能进行了分析,并与掺铒光纤放大器EDFA进行比较。仿真分析得出,采用PSA作为在线放大器的系统性能优于EDFA系统性能,对光纤偏振模色散有一定的补偿作用。     

Automatic chromatic dispersion compensation using alternating chirp signal for installation of high-speed transmission systems

Proposes a simple automatic chromatic dispersion compensation system that can detect the zero-dispersion point of an installed fiber span. This technique realizes high sensitivity without requiring the system to be extensively modified. The alternating chirp signal, which is used as the zero-dispersion-detection signal, has alternating optical frequency shift. It can be generated simply by changing the input signals of multiplexer circuits and shifting the bias voltage of the LiNbO/sub 3/ modulator. This technique is shown to detect the zero-dispersion point in the range of -600 to +600 ps/nm by using the signal modulated at 10 GHz; automatic dispersion compensation is successfully demonstrated in a 20-Gb/s, 400-km transmission experiment in our laboratory. Compensation is also demonstrated in 281-km-installed dispersion-shifted fiber using a 20-GHz alternating chirp signal.     

在线放大器为PSA的动态孤子通信系统传输性能受光纤色散参量影响的研究

通过计算机系统仿真研究光纤色散参量对以相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的动态孤子系统传输性能的影响。研究结果表明,PSA增益的相敏特性使孤子脉冲主瓣幅度因光纤色散而下降,脉宽展宽,出现旁瓣。光纤色散值越大,经长距离传输后,孤子脉冲主瓣的下降幅度和脉宽展宽程度越显著;且旁瓣脉宽越宽。     

一种基于OPM和FBG滤波器的新型双工ROF系统

提出了一种采用光相位调制器(OPM)和光纤布 拉格光栅(FBG)滤波器实现的双向光纤无线通信(ROF)系统。在中心站,系统采用OPM和FBG滤波器产生抑制一阶边带的多边带光信号 ,而2.5Gbit/s 的下行链路信号只调制在中心光载波上同时经过光纤进行传输。在基站,未被调制的边带信 号用来重新调 制上行链路信号。建立了产生光载毫米波的理论模型,分析了光纤色散导致的相位影响,并 通过仿真实验 验证了系统的可行性。结果显示,经过60km光纤传输后,上、下行 链路信号的眼图都清晰可见,上行链 路功率代价小于0.2dB,下行链路功率代价小于1.8dB,系统具有较好的抗色散能力。     

888nm半导体抽运的60W皮秒激光振荡器模型

为了建立一个基于888nm半导体抽运的高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的理论模型,采用模拟计算方法和谐振腔理论、ABCD定律、自洽条件以及连续被动锁模条件,利用激光晶体Nd:YVO4对波长888nm半导体抽运源的吸收特性和元件的相关参量、合适的腔模参量、实现稳定锁模的参量进行了理论分析和计算,并通过以上研究和模拟计算得到了皮秒振荡器模型的相关数据。结果表明,在120W的抽运功率下,激光器可以输出约61.5W的皮秒激光,光光转换效率51.3%。这一理论模型的建立对高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的实验研究起着指导作用。     

单模光纤相移三维轮廓测量术

提出了一种新的计算机图像处理光栅投影三维轮廓测量系统，该系统用一分二单模光纤耦合器产生正弦光强分布的投影光栅场；将光纤一臂绕在压电陶瓷（ＰＺＴ）环引入相移。将该系统用于实际测量得到了满意的效果。该系统具有结构简单、体积小、重量轻、光栅条纹清晰并且光强正弦分布等优点，有很高的实用价值。     

光纤OFDM系统中的色散补偿技术研究

为了减小光纤的色度色散对光纤正交频分复用（OFDM）系统性能的影响,提出了将无线通信中的信道估计器引入光纤OFDM系统进行信道估计的色散补偿方法。在理论上分析了光纤的色度色散对于传输OFDM信号的影响,并在实验中采用梳状导频的形式,在每个OFDM码元的特定的子载波上插入导频,在接收端通过基于最小平方（LS）原则的LS估计器进行信道估计,得到了OFDM光纤传输的信道幅度响应和相位响应,通过使用LS估计器,直接调制的光OFDM信号在单模光纤中传输200km,误比特率低于10-6 ,功率代价小于2dB。结果表明,高频子载波较低频子载波更容易受到色散的影响,在光纤OFDM系统中引入信道估计器进行信道估计能够有效补偿由色度色散带来的相位偏移和幅度衰减。     

空间激光通信网络中的全光相位再生技术

围绕空间激光通信网络中高速数据多跳传输应用需求,针对相位调制激光链路经过空间长距离传输后信号质量劣化的问题,研究了基于相位敏感四波混频参量效应实现二进制相位调制高速激光信号的全光相位再生技术。利用Matlab软件数值分析了全光相位再生系统的影响因素,并基于OptiSystem仿真平台搭建了全光相位再生系统。结合高轨-地面站空间激光通信系统链路预算,对速率为10 Gbit/s的DPSK信号光经背靠背、相位噪声劣化以及劣化后全光相位再生处理三种传输场景进了对比分析。模拟仿真结果与数值分析结果均表明,与劣化后未经再生处理的系统相比,全光相位再生处理后的系统误码率平均优化4个数量级,信噪比提升约3 dB,表明该空间激光通信全光相位再生技术可实现相位调制信号的全光相位再生,能够有效提升空间相干激光通信系统的性能,可以应用于空间高速激光通信网络中继节点处的全光数据中继等方向。     

The effects of PMD and PDL on the performance of OOK and DPSK systems

Using multiple importance sampling （MIS） technique, the optical communication system performance affected by polarization-mode dispersion （PMD） and polarization-dependent loss （PDL） is simulated numerically. The power penalties and system outage probabilities are obtained for optical communication systems with on-off keying （OOK） or differential phase shift keying （DPSK） modulation. The simulation results show that DPSK always performs better than OOK. When the system has moderate PDL （about 1.5 dB）, it is necessary to compensate effectively the fiber PMD in order to enhance the system tolerance to the PMD and PDL. However, the efficiency of PMD compensation will degrade rapidly when the PMD of the whole optical link drops into the low value.     

基于射频信号2阶零功率的链路色散测量技术

为了适应高速率大色散光纤信道对链路色散的精确补偿要求,研究并提出了一种基于射频信号2阶零功率点的信道色散测量方案。采用信号两边带的位相差来测量光纤链路中的色散值,通过在发射端加载射频信号,可以得到接收端射频信号功率大小随链路色散值的周期性变化关系,从仿真光纤链路色散随射频信号频率的变化曲线获得接收端射频信号2阶零功率点位置。结果表明,基于射频信号2阶零功率的信号测量方案色散测量误差可控制在±10ps/nm范围内。相较于1阶零功率点,基于射频信号2阶零功率点信道色散测量方案可满足高速率、长距离大色散光纤信道对色散值的精确测量需求。     

Improved Automatic Filtered Power Control Pumping Method for Uniform Shortpass Band in Optical Fiber Communications

To form a low noise figure and uniform shortpass band in optical fiber communications an improved automatic filtered power control (AFPC) pumping method is proposed here. A modulated single laser signal was entered in a closed feedback loop, in which the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) was used as a part of the AFPC loop. Owing to the constant filtered signal and the quadrature phase shift delay inside the feedback loop, an optical pass band was uniformly formed. This EDFA attains high performance with a low noise figure simultaneously. The method was successfully applied to the fabrication of practical 12.0 m length of erbium-doped fiber pumped at 980 nm wavelength and 20 dBm power. Experiments prove that the signal gain of the loop remain flat in the range of 18.2 to 22.4 dB with a worst case error of ±0.5 dB and the noise figure was reduced by 2.2 dB at optimal, which correspond to a shortpass range of 40 nm band pass from 1525 nm to 1565 nm in wavelength. Of course, it should be possible to extent the system performance to all pumping configurations for semiconductor optical amplifiers. This provides the simplest and most economical way to transmit a well-defined band of modulated laser signal and to reject all other unwanted radiation.