超高速光纤通信中的色散补偿技术

随着全光网络建设的推进,光传输系统中传输速率的提高和信号传输带宽的增加,使色散问题变得日益突出。在当前已经大量铺设的常规光纤G.652线路中,零色散点位于1310nm,在1550nm处时具有较大的色散系数(约17ps/nm/km),当光脉冲信号经过长途传输后,由于不同波长的传输速度不一致,光纤色散值的积累引起脉冲展宽,将导致严重的码间串扰,使接收端产生误码,从而使传输特性变坏。光纤色散补偿技术的研究和发展,对提高目前已经铺设的常规光纤通信系统容量提升具有尤其重要的意义。     

超高速通信系统中非零色散位移光纤多孤子传输影响

运用分步Fourier算法求解非线性薛定谔方程,研究了非零色散光纤中三阶色散系数对孤子脉冲在光纤中传输的影响.结果表明,通过数值模拟,在三阶色散作用下,孤子在光传输中脉冲的能量、脉冲频移、脉冲宽度、中心位置都随传输距离呈现振荡式变化.与零色散光纤对比,分析了孤子间相互作用随传输距离变化的特性,证明在非零色散位移中孤子间距和增加二阶滤波器能有效保持信号稳定的传输;这对实现超远距离光纤传输,提高通信系统超高码率有一定实际意义.     

混沌信号在色散光纤传输过程中的演化

研究了色散光纤混沌传输理论及混沌信号与色散光纤相互作用的物理机制;通过耦合激光混沌系统和色散光纤传输信道,提出了色散光纤混沌信号传输演化物理模型;提出混沌信号在色散光纤传输中的非线性演化频率啁啾和公式;着重分析光纤色散对激光混沌信号传输与演化的作用,色散能够展宽混沌信号脉冲,但不影响混沌信号的形状;色散能够改变混沌信号每个频谱分量相位,但不影响混沌信号频谱形状;色散能够改变混沌信号光场慢变场分量的变化,但不改变混沌信号包络时变特性,也不影响混沌信号脉冲的功率分布和场强分布;色散能够改变混沌吸引子在相空间整体旋转角度并使其旋转角度随光纤传输长度而发生改变,但不改变混沌吸引子在相空间中的内部结构.最后数值模拟了混沌信号在光纤传输过程中的相位、场慢变部分分量以及混沌吸引子等演化形式等.     

光纤色散效应对脉冲展宽的影响

为了研究光通信系统中光纤色散特性对通信系统传输性能的影响,基于单模光纤和多模光纤的色散特性,采用数值模拟计算的方法,对脉冲展宽、光纤内部的偏振模色散、色度色散、波导色散和模间色散的物理机制进行了分析,分别得到了折射率n=1.516和n=1.458的标准单模光纤经过10km传输距离后色散导致脉冲展宽的结果,比较了传输波长在850nm和1310nm时多模光纤的色散效应,通过对不同光源LD(Δλ=1nm)和LED(Δλ=70nm)的比较,分析了光谱宽度对脉冲展宽的影响。结果表明,纯石英光纤在系统传输波长为1.27μm处群速度色散等于0;折射率渐变多模光纤工作在常见的850nm以及1310nm通信窗口时,其模内色散表现为负色散;色度色散和模间色散引起的脉冲展宽随光纤的数值孔径、材料折射率和光源光谱线宽的增大而增大。     

光纤技术的新进展

光纤技术的新进展田瑞然光纤通信技术的发展趋向是提高传输系统的容量，增长中继段的传输距离。光纤是光通信信息的传输媒介，光纤的衰减系数和色散系数，则是光通信传输系统提高容量、增长中继距离的限制条件。光纤的衰减，使传输信号脉冲的幅度变小；光纤的色散，使传输...     

基于压缩脉冲载波的远端上变频光载射频系统

提出并实现了一种用光纤色散压缩脉冲为载波的上变频射频光载系统。该系统把传统的连续光载波替换为频率啁啾脉冲,利用传输光纤色散压缩脉冲宽度,增强谐波分量,使脉冲载波上的信号在接收端转换到脉冲高次谐波上,从而实现了远端上变频。该方法的特点是用低频本振就可实现高频微波信号的产生,发射端无需电倍频器、混频器,接收端只需用滤波器选择所需频率信号,系统结构简单。应用该方法实现了2Gbit/s信号经60km普通单模光纤传输后远端上变频到16GHz、经过5.4m无线传输后误码率低于10-8的射频光载系统,系统中只有一个光功率放大器,无光在线和预放大以及光滤波器和色散补偿。     

利用光子晶体光纤实现10 Gb/s光传输系统的色散补偿

利用光子晶体光纤（PCF）在10Gb/s光传输系统中对普通单模光纤中传输的光脉冲进行了色散补偿，获得了很好的补偿效果。实验中，10Gb／s光脉冲序列经过2.163km普通单模光纤被展宽后．利用26m长光子晶体光纤对其进行色散补偿．补偿后脉冲基本恢复到了初始形状。进一步的理论计算表明，此光纤在C波段20nm波长范围内对普通单模光纤能够实现较好的色散斜率补偿，补偿后剩余色散小于5ps／nm。理论与实验结果表明光子晶体光纤在色散补偿方面具有很大的潜力．在未来光通信系统中将发挥重要作用。     

梳状色散光纤中自相似脉冲传输的数值研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,以双曲渐减的正常色散渐减光纤(ND-DDF)获得线性啁啾自相似脉冲为基础,采用窗口为1550nm的色散光纤构成梳状色散光纤(CDPF),并给出了相应的理论模型,利用该模型,通过数值模拟的方法研究和分析了脉冲在接近于色散渐减光纤的色散变化趋势的梳状色散光纤中演化成自相似脉冲以及其自相似指数变化.结果表明,中心波长为1550nm的双曲正割脉冲在不同初始能量和不同初始脉冲宽度的情况下,梳状色散光纤可以产生抛物线型自相似脉冲且具有很好的线性啁啾特性.     

光子晶体光纤中双脉冲非线性传输的数值分析

采用分布傅立叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而中心波长为740nm的信号脉冲在正常色散区入射,在群速度色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后峰值功率的降低,而且导致脉冲所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称,还发现,脉冲内拉曼散射有利于改善脉冲压缩质量。     

波分复用系统中混合色散补偿方案的研究

色散补偿机制限制了光纤通信系统中传输信号的脉冲展宽效应.为了限制脉冲展宽效应,提出了一种针对波分复用光纤传输系统的两种色散补偿技术相结合的方案,对线性啁啾光纤光栅(CFBG)和色散补偿光纤(DCF)的色散补偿方案进行了建模分析,在波分复用系统(WDM)中采用干路DCF分波后支路CFBG相结合的方案与传统前置色散补偿方案...     

光纤脉冲分析仪的设计

针对光纤色散特性会引起传输信号的畸变,限制通信容量,指出对光纤色散参数、光信号在长距离传输后脉冲展宽程度的准确测量,可以提供可靠的设计数据来源,在实际的工程应用中有着重要意义.根据对色散基本理论的讨论,分析光脉冲在光纤中传播的展宽现象.自行研制了一套用于多模光纤色散测量的脉冲展宽测试设备,已应用在教学实验和工程实践中.     

采用模拟1550nm技术实现市一县数字电视超长干线传输

一 1550nm长距离传输的基本技术问题 由于光纤放大器技术的成熟化和商用化．使得光中继成为可能，减少了光一电一光中继对系统指标的劣化，但在长距离或超长距离的光纤传输系统中，由于传输功率高，易产生自相位调制等非线性效应。而普遍铺设的G．652光纤又在1550nm波长处有高达＋17ps／nm·km的色散。这样光纤的色散以及自相位调制和色散共同作用都会引起CSO的劣化．使传输距离大大受限，系统指标下降。因此在利用光纤放大器和外调制光发射机构造大功率、超长距离的1550nm光纤传输系统时。     

皮秒孤子色散管理传输特性研究

从描述光纤中孤子脉冲传输的非线性薛定谔(NLS)方程出发,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,研究了常规光纤中皮秒孤子色散管理(DMS)的传输演化特性。结果表明,孤子在通过密集周期性搭配具有相反色散系数的常规光纤中传输,可以降低孤子间的相互作用,使得孤子的传输演化特性得到改善。最后指出,利用色散管理来对常规光纤中光孤子脉冲之间的相互作用加以拟制,从而提高信息传输的比特率,必须具有特殊的光纤制造工艺。     

高速光纤传输系统中三阶色散效应影响研究

利用OptiSystem软件,对高速光纤传输系统中三阶色散(TOD)导致的脉冲失真进行了仿真研究。分析了光脉冲信号通过光纤传输系统传输2000 km,不同的速率、占空比、脉冲形状和光纤类型对三阶色散的影响,同时比较了高斯脉冲和超高斯脉冲经过2000 km传输后的品质因数,发现高斯脉冲的品质因数优于超高斯脉冲的品质因数。通过仿真分析得出:当同时考虑群速度色散(GVD)和三阶色散的时候,标准单模光纤(SSMF)和啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)组成的高速光纤传输系统性能表现较好。     

单模光纤测量技术(之一)——单模光纤的色散测量方法

光纤的传输损耗和色散是限制光纤通信中传输距离的主要因素。而色散又是限制光纤通信系统传输带宽的决定性因素,因为色散使在光纤中传输的光脉冲随着传输距离的增加而展宽。在单模光纤中,脉冲展宽主要起源于折射率随波长变化所引起的模内材料色散和单个模的群速度随频率略有变化所导致的波导色散。因此单模光纤的总色散,或者说波长色散或色度色散,主要就包括这两部分。单模光纤色散的测量对于研究单模光纤的传输特性,控制和改进预制件的质量;监测单模光纤通信系统的性能具有很大的理论意义和实用价值。本文主要介绍国内外单模光纤色散测量的各种方法及其特点。     

初始啁啾补偿光纤色散效应的数值研究

以具有初始啁啾的高斯脉冲在单模光纤中的传输为例,分析、计算了线性初始啁啾对光纤二阶、三阶色散效应的影响,指出了初始啁啾进行色散补偿的适用范围和条件,并对二阶、三阶色散完全补偿光纤链路中40Gbit/s短脉冲传输效果进行了数值计算,结果表明,依据入射功率选择合适的初始啁啾,能使脉冲稳定传输距离大幅提升.     

光纤放大器及其应用

1　前言自单模光纤投入使用以来 ,限制高速光纤通信系统进行长距离传输的因素主要有两个 ,其一是光纤的衰耗 ,其二是光纤的色散。光纤的衰耗使信号在传输过程中不断衰减 ,使光信号的传输距离受到限制。光纤的色散使具有一定光谱线宽的光脉冲在传输过程中不断展宽 ,最终产生码间干扰 ,使通信不能正常进行。在掺铒光纤放大器进入实用化以前 ,克服光纤衰耗的唯一办法是在线路中建设大量再生中继站 ,即将传输一段距离后的弱光信号接收后通过光电变换变成电信号 ,经过放大、整形后 ,再经过电光变换以便达到高电平输出光信号的目的。这种方式需在…     

色散补偿准光孤子传输特性数值分析

为了使准光孤子能够在标准单模光纤中稳定地传输,采用了分步傅里叶方法分别模拟了准光孤子在标准单模光纤中的传输和在色散补偿系统中的传输,得到了准光孤子在标准单模光纤中的传输特性和在色散补偿系统中的传输特性。结果表明,准光孤子在标准单模光纤的传输过程中脉冲峰值逐渐降低,脉冲宽度逐渐展宽,不能稳定传输;而准光孤子在采取色散补偿技术的色散补偿系统中传输时,脉冲形状几乎保持不变,与准光孤子直接在标准单模光纤中的传输相比,性能得到了很大改善。     

光栅色散渐减和损耗对布拉格孤子传输的影响

运用有限差分法数值模拟了布拉格孤子在光纤光栅中的传输,计算和分析了光栅色散与光栅损耗对布拉格孤子传输的影响.结果表明,光栅色散渐减使脉冲的峰值增大,光栅损耗使脉冲展宽,两者对布拉格孤子在光纤光栅中的传输具有互补性,即两者对布拉格孤子的传输作用相反.在一定的情况下,两者使布拉格孤子在光纤光栅中稳定地传输.     

光纤传输系统中基于相位预调制的信号整型

利用相位预调制技术解决高速长距离光纤传输系统中面临的接收灵敏度降低和色散容限问题。通过在发射端对非归零(NRZ)的光信号进行比特同步相位预调制,使非归零码在传输过程中得到波形重整,演变为归零(RZ)的波形,从而提高眼图开启度。实验观测了普通非归零码和相位预调制的非归零码在不同相位调制深度和色散下的光谱、眼图和功率代价。10Gb/s的传输结果表明,链路色散绝对值小于1000ps/nm时,施加相位预调制的非归零信号功率代价小于1dB,比普通非归零信号具有更高的接收灵敏度和更低的色散功率代价。因此,基于相位预调制的信号整型技术可减轻系统对光信噪比和色散管理的要求,延长传输距离。