啁啾光纤光栅的色散补偿研究

在光纤传输系统中,容量的扩大、速率的提高、距离的延长都与光纤的损耗、非线性效应、色散效应密切相关。随着掺铒光纤放大器的广泛使用,损耗问题基本得到了解决。由于光纤色散能够有效地抑制四波混频、自相位调制等非线性效应,对光纤通信系统进行升级扩容的关键是解决色散问题。根据耦合模理论对均匀光纤光栅和啁啾光纤光栅的反射谱进行了数值仿真,结果表明,啁啾光纤光栅的色散补偿性能优于均匀光纤光栅。设计了用啁啾光纤光栅对10Gbps光信号传输300km进行色散补偿的仿真系统。仿真结果表明：应用啁啾光纤光栅进行色散补偿能使光纤传输系统的性能得到显著的改善。     

光子晶体光纤中反常色散区超连续谱产生的机理研究

对光子晶体光纤中超连续谱产生的机理作了初步探讨,认为超连续谱产生的主要原因是高阶孤子的分裂和四波混频效应,自相位调制并不是形成超连续谱的主要原因,当泵浦波长位于光纤反常色散区时可以直接形成高阶孤子,这些孤子随后分裂成基孤子辐射和对应的非孤子辐射,然后发生四波混频效应,使能量不断向其它频谱分量上转移,最后形成了很宽的超连续谱。     

DWDM光传输系统中非线性效应的研究与仿真

密集波分复用传输系统中,在自相位调制、交叉相位调制、色散等非线性效应的作用下,系统的传输性能受到严重影响。利用分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程,使用MATLAB进行2路、4路和8路等光脉冲信号在单模光纤信道中的传输时域与频域进行仿真。仿真结果表明,自相位调制、尤其是交叉相位调制等非线性效应不仅使信号幅值衰减,而且频谱展宽,造成信道间串扰;并且随着复用信号数的增加,频域间这种现象更显著,影响了系统的传输性能。     

波分复用光传输系统中非线性效应研究

在波分复用(WDM)光传输系统中,自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)等非线性效应严重影响系统的传输性能.在考虑系统群速度色散的情况下,利用光通信仿真软件OptiSystem对信道间隔为0.8 nm的4×10,8×10,16×10,32×10 Gb/s的四种WDM系统中自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)等非线性效应对传输系统的影响进行了仿真,分析了影响WDM传输性能的自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM),并讨论了波分复用(WDM)系统的入纤功率对自相位调制(SPM)的影响,结果表明与交叉相位调制(XPM)相比自相位调制(SPM)对系统传输性能的影响较大,适当选择波分复用(WDM)系统的入纤功率可以提高系统性能.     

可见光波段超连续谱产生机制的实验及理论研究

针对光子晶体光纤(PCF)在可见光波段的光谱展宽机制和特点,实验研究了入射激光的功率和中心波长等对超连续谱(SS)产生的影响,理论分析了光谱展宽的机制以及平坦度增大的原因。结果发现:在入射激光功率较低的情况下,利用包含色散、自相位调制、自变陡及脉冲内拉曼散射效应的非线性薛定谔方程可以准确地分析光谱的展宽情况,理论分析和实验结果一致;但是,当功率较高时,交叉相位调制及四波混频效应成为光谱在短波方向展宽不可忽略的重要因素。     

基于四波混频的100Gbit/s全光逻辑异或门

该文利用高非线性光纤的非简并四波混频效应实现高速全光逻辑异或门.由于非简并四波混频过程中输出和输入光信号的复振幅是线性关系,因此,产生的闲频光携带了两束载波抑制归零差分相移键控调制格式的信号光的全光逻辑异或信息.通过数值模拟仿真,实现了100Gbit/s的全光逻辑异或门,并分析了信号光功率和探测光波长对全光逻辑异或门性能的影响.     

光纤中非线性效应及应用

在DWDM通信系统中,由于EDFA的实用化,光纤损耗对系统的影响已不是重要的因素了,但随着光纤中光功率的增大、信道数的增多,已使光纤非线性效应成为影响系统的主要因素。本文介绍了光纤中非线性效应喇曼散射、布里渊散射、四波混频、交叉相位和自相位调制等研究情况和应用的现状。     

级联光纤中色散与自相位调制的相互作用

对不同光纤色散系数、任意光纤条数、任意长度组成的多级联光传输系统,推导了由自相位调制引起的光功率传递函数,并对此进行了仿真计算。结果表明,自相位调制引起的功率变化与系统的光纤损耗、色散系数、非线性系数、调制频率等参数有关,并且随调制频率增加成波动性变化,从而证明了理论分析的正确性。     

高速光纤传输系统中不同调制码型下的带内四波混频

带内四波混频是传输速率大于10Gb/s的光纤传输系统中最主要的非线性效应之一,它对信号传输的影响体现在两方面：使“1”码产生幅度抖动,在“0”码处产生“影子”脉冲。其结果是使信号眼图恶化,误码增加。从物理本质出发,详细的分析了带内四波混频的产生机理,在此基础上,比较了归零码、载波抑制归零码和交替反转码对“影子”脉冲的抑制能力,结果表明：交替反转码对“影子”脉冲的抑制作用最好,载波抑制归零码居中,归零码抑制能力最弱。通过数值仿真对理论分析的结论进行了验证。所得的结论可作为设计高速光纤传输系统的参考。     

纳秒光脉冲在光子晶体光纤中产生的超连续谱

研究了纳秒脉冲在光子晶体光纤中的演化和传输.利用纳秒激光器产生脉宽为65ns、重复频率为150 kHz光脉冲,泵浦25 m的光子晶体光纤,获得了输出功率为0.76W、整个光谱范围超过1200 nm的超连续谱.在光谱展宽的初始阶段,光谱的展宽来源于调制不稳定性效应.随着泵浦功率的增加,发现四波混频效应对光谱短波部分的展宽起作用,受激拉曼散射效应对光谱长波部分的展宽起作用.     

10Gb/s和40Gb/s RZ-DPSK电预失真系统中非线性效应的研究

通过仿真研究了10和40Gb/s RZ-DPSK电预失真(EPD)系统中的自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)等非线性效应。EPD系统中的非线性效应比光色散补偿(ODC)中的大,但在不同比特率下非线性效应不同。对800km标准单模光纤(SSMF)传输的仿真的结果表明:单信道传输时受到SPM影响,比特率为10Gb/s的EPD系统的非线性阈值比ODC系统的小6dBm以上,而当比特率为40Gb/s时的EPD系统非线性阈值只比ODC系统小2dBm。波分复用(WDM)系统中受到SPM和XPM的影响,比特率为10Gb/s的EPD系统的非线性阈值比ODC系统的小6dBm,而比特率为40Gb/s时的EPD系统非线性阈值比ODC系统的小2dBm。研究结果表明,当比特率升高时,EPD系统的非线性效应减弱。     

非线性传输对光节点引入的串扰的影响

利用软件首次模拟了光纤的非线性传输对串扰的影响,发现光纤的非线性传输在很大程度上加大了串扰对系统的影响;由于自相位调制引起的调制不稳定性,主信号和串扰完全同频时的误码并不是最坏情况;相反地,主信号和串扰有一定频差时误码比较大。模拟结果表明,在设计长距离光传送网时,应尽量保持光节点引入的串扰量小于40dB。     

卷积码在光正交频分复用系统中的应用

将卷积码成功地应用到直接检测的光正交频分复用(OFDM)光纤传输实验系统。实验中,产生了2 Gb/s的QPSK OFDM编码光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km,和没有采用卷积码的相比,系统的误码性能获得明显提高。在误码率10-3时,可节省1 dBm左右的光功率。实验结果表明,卷积码可应用到OFDM系统。     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

宽带平坦增益混合型光纤放大器的设计

针对密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信研究中的关键课题,提出了基于掺铒光纤放大器和分布式拉曼光纤放大器的混合结构光纤放大器,并进行了结构参数的优化设计。仿真结果表明,用所设计的混合结构光纤放大器获得了覆盖C+L光通信窗口1 530~1 630 nm信号的平坦增益和低噪声,在密集波分复用光通信系统中有重要应用价值。     

自适应弹性环光缓存结构设计及其网络性能分析

最大缓存时间限制、时延粒度限制、光分组长度限制3大限制因素,对传统光缓存器的前馈型和反馈型两种结构进行了分析。分析表明,影响光缓存器性能的3大限制因素在两种结构中的相互制约关系限制了光缓存器性能的进一步提高。在此基础上提出的一种自适应弹性环光缓存器(E-FLOB)结合了两种传统结构的优势,并分离了3大限制因素间的相互制约关系。结构分析显示,E-FLOB在缓存级数为16时可减少反馈型光缓存器噪声积累约3个数量级。网络性能仿真表明,弹性环结构比前馈型结构使用更少的缓存级数,获得比两种传统结构更低的分组丢失率。