普通单模光纤中光孤子传输问题的研究

在使用普通单模光纤的光孤子传输系统中,放大器自发辐射（ASE）噪声和色散波逸出是限制光孤子传输的两个主要因素,它们将引起孤子能量科动和定时抖动,从而导致系统误码。本文分别研究了带限光滤波器对ASE噪声的抑制和非线性增益对色散波的抑制以及对孤子传输系统的稳定作用,并设计了使用普通单模光纤的光孤子传输系统。     

光纤通信拉曼噪声引起的时间抖动的分析

在周期性集中放大的全光孤子通信系统中存在增益和损耗；除了自发辐射引起的时间抖动，还有拉曼耦合引起的时间抖动。本文利用平均孤子模型，通过微扰方法，研究了反常色散区光纤中自发辐射噪声（ASE），尤其是光子和声子耦合导致的拉曼噪声引起的亮孤子到达时间的抖动，并给出拉曼时间抖动的表达式。     

色散控制WDM孤子通信系统中的定时抖动

采用拉格朗日变分法在同时考虑本信道放大自发辐射 (ASE)噪声、相邻信道信号对本信道信号和ASE噪声等多种因素影响的情况下 ,分析了色散控制孤子的传输演化特性 ,给出了准稳态色散控制孤子传输动力学方程和定时抖动解析表达 ,并给出了三种扰动因素影响程度的比较。     

光孤子在分布式光纤放大器中传输特性的研究

光纤放大器用于补偿光信号在光纤中的传输损耗,是全光通信网中的核心器件。建立了光孤子在分布式光纤放大器中传输的物理模型,采用分步傅里叶变换法数值模拟了光孤子的传输放大特性,讨论了增益色散对光孤子形状和频谱的影响。结果表明：在放大器的反常色散区,随着光孤子的放大,会不断地产生啁啾孤子,孤子频谱会加宽并且产生振荡结构。放大介质的增益色散将会使光孤子幅度下降,宽度展宽,频谱窄化。因此,光纤放大器的色散、非线性效应和增益色散均会对光孤子的传输特性产生影响。     

多跨距非线性光纤链路中的小波去噪

在多跨距幅度调制光纤传输链路的接收端利用光滤波器对输出信号进行小波分解,并根据小波阙值去噪的原理.对输出信号在光域内进行小波去噪,以消除掺铒光纤放大器(EDFA)引入的放大自发辐射(ASE)噪声和光纤色散及非线性相互作用所产生的非线性噪声对信号的十扰.仿真模拟了三种不同光纤链路传输后输出信号的小波去噪,并在常见的色散补偿链路系统中与带通滤波去噪进行了比较.仿真结果说明了在光域内采用小波阈值去噪法的有效性和可行性,为提高全光通信系统的通信质量和容量提供了新的思路.     

基于沃尔泰拉理论的集总光纤非线性噪声补偿

通过沃尔泰拉(Volterra)级数理论求得了非线性薛定谔方程(NLSE)的半解析解,在考虑光纤损耗、色散及非线性效应的情况下,推出了长距离在线级联掺铒光纤放大器(EDFA)光纤通信系统中信号和自发辐射噪声(ASE)之间耦合串扰的半解析表达式,得到了多跨距传输接收端输出信号和发射端输入信号之间的关系式.根据维纳(Wiener)滤波理论的时域滤波原理,在多跨距传输系统接收端设计了对非线性乘性噪声有滤波作用的维纳滤波器,并对预集总色散补偿、后集总色散补偿、分布链路色散补偿系统及一对三"跨距成比例平移对称的色散非线性同步补偿系统进行了仿真模拟研究.结果表明了提出的设计思路及方法的可行性,为进一步提高传输距离增大入纤功率提供了新的思路.     

应用相敏光放大克服光孤子传输系统中Gordon-Haus限制的研究

通过计算机系统仿真研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的光孤子传输系统，并与相应的掺铒光纤放大器(EDFA)光孤子系统作了比较。仿真了平均孤子和动态孤子两种传输方案．研究结果表明，由于PSA不存在ASE噪声，应用PSA作为在线放大器可以克服光孤子系统中的Gordon-Haus限制．对平均孤子，在没有附加其它的孤子控制技术的情况下，PSA系统孤子的稳定传输距离得到极大的延长．对动态孤子，PSA亦表现出良好的抑制脉冲展宽效果，但脉冲的幅度经长距离传输后显著下降．     

宽带铋基掺铒光纤放大器的增益箝制研究

应用于动态通信网络中的光放大器需要恒定的信号增益.为此,设计了一个基于环形激光腔结构的宽带铋基掺铒光纤放大器(Bi-EDFA),进行了宽带Bi-EDFA信号增益箝制特性的理论研究.结果表明:通过将放大器输出的一个前向放大自发辐射(ASE)噪声光反馈到输入端,可以实现对1.53 μm波段传输信号的增益箝制.环路损耗越小,...     

利用CFBG补偿色散实现2 015 km 8×10 Gb/s光传输

利用啁啾光纤光栅(CFBG)串联的多波长色散补偿器对长距离传输的8个信道信号进行色散补偿,各个信道波长符合ITU-T标准,波长间隔为100 G.系统采用掺Er3+光纤放大器(EDFA)作为功率放大器,在2 015 km的G.652光纤上无前向纠错(FEC)无电中继实现8×10 Gb/s零误码传输.结果表明,利用CFBG构成的色散补偿器各信道补偿一致性好,CFBG不但能通过滤除带外噪声有效减小长距离传输中由放大器产生的自发辐射噪声(ASE)的积累,提高传输信号的信噪比(OSNR),而且其较低的非线性特性有利于抑止信号劣化,从而有效提高长距离波分复用(WDM)的传输性能,扩展无电中继传输距离.     

光纤时频传递系统的中继技术分析

为开展长距离高精度时间频率传输系统研究,对多级光纤时间频率传递级联系统的时延抖动进行理论分析,得出级联系统总时延抖动的一般公式。在实验上实现了两级级联50km光纤时频传递系统的闭环锁定,分别通过测试单级系统和级联系统的鉴相误差电压得到其时延抖动。通过实验结果和理论计算比较,分析了主要实验误差来源;通过分析掺铒光纤放大器(EDFA)放大自发辐射(ASE)产生的噪声对信噪比(SNR)的影响,系统频率稳定度由于信噪比的下降而产生劣化。     

光纤放大器中的增益色散与增益饱和效应

光孤子在含光纤损耗、非线性增益饱和、增益色散效应的光纤放大器中传输时,得到非线性薛定谔方程,在一定条件下,由行波法得到的孤子解讨论了高阶效应对孤子传输的影响。由此进一步发现,增益色散效应的存在使孤子解的形式变为类孤子型,孤子放大器的高增益态是非常有利于孤子的传输,所得结论与数值解结论相符。     

使用滑频滤波器实现对孤子位相的控制

文中利用微扰法在滤波器抑制孤子位相抖动方面进行了理论研究。得出的结果表明, 主要由放大器自发辐射噪声(ASE) 所导致的孤子位相抖动,在无任何控制措施的情况下与传输距离成立方关系,在加入滑频滤波作用后,则仅随传输距离线性地增长。     

一种新型低噪声掺Er光纤放大器的研究

提出了一种新型的低噪声掺Er光纤放大器(EDFA)。将光波长交错器的输入端口与普通EDFA的输出端相连接,用于降低噪声,信号光由光波长交错器的偶信道端口输出。利用光波长交错器的梳状反射特性,抑制EDFA的放大自发辐射(ASE),改善EDFA的噪声特性,使其具有低噪声的特点。采用4m长的掺Er光纤(EDF)作为增益介质,小信号功率为-26dBm时,在1530～1560nm带宽范围内,测得低噪声EDFA的噪声系数低于3.83dB,仅比噪声系数的量子极限3dB大0.83dB。     

光纤放大器中孤子的量子效应

利用含时Hartree近似法得到光孤子在含光纤损耗、双光子吸收、三阶色散效应的光纤放大器中传输时的量子非线性薛定谔方程,在一定条件下,有量子态的孤子解,并由此方程讨论了经典和量子效应对孤子在光纤放大器中传输时的影响,由此进一步发现,光场算符的量子力学平均值是一系列修正的经典孤子的叠加。     

光纤CATV用掺铒光纤放大器的简化分析

在不考虑放大自发辐射(ASE)对掺铒光纤放大器(EDn)饱和特性影响的条件下,推出了掺铒光纤放大器(EDFA)三能级系统功率传输的解析表达式,简化了理论分析,所得结果也适用于二能级系统.根据该简化分析方法具体计算了前向泵浦时光纤CATV用掺铒光纤放大器(ED队)的信号增益曲线.计算表明,当信号增益约在25db以下,即在光纤CATV用掺铒光纤放大器(EDFA)的工作范围内,简化分析所得的计算结果与较精确的数值计算结果一致.     

DPSK色散管理孤子传输系统性能分析

采用变分法研究基于差分相移键控（DPSK）色散管理孤子（DMS）系统中的放大器的自发辐射（ASE）噪声与交叉相位调制（XPM）对孤子传输特性的影响,从降低ASE噪声和XPM扰动引起的均方相位抖动出发,给出了3种传输管理方案。确定了特性参数色散管理强度S优选范围为1．5～3．0;以ASE噪声扰动为主的单信道系统中,前后对称补偿方案最好;以XPM扰动为主的波分复用（WDM）系统中,以不对称的后补偿方案最优。     

采用光相位共轭减少光孤子传输系统中的Gorden-Haus定时抖动

介绍了光孤子传输系统中。由于掺铒光纤放大器自发辐射噪声引起的Gorden—Haus定时抖动产生的机理。分析了利用光相位共轭法来减少G—H抖动的原理。推导了采用光相位共轭器的孤子传输系统的定时抖动简化计算公式，并通过实例计算验证了理论分析的结果，即在整个孤子传输系统总长的2／3处放置光相位共轭器后。就可以使得系统的均方定时抖动减小到原来的1／9。     

色散渐减掺铒光纤放大器中的光孤子绝热放大

文章研究在色散渐减光纤构成的掺铒光纤放大器中的光孤子绝热放大方法。数值计 算表明,光脉冲由于光纤色散渐变以及光纤放大器光学放大两种效应而被有效放大变窄,峰值功率放大和脉宽压缩效果比单独运用其中一种效应得到的效果都好,并且可获得无畸变的高质量脉冲。     

自适应滤波在气体浓度测量系统中的应用

根据Beer-Lambert定律,设计了一种基于光纤环形衰荡腔的双环路气体浓度测量系统。通过加入掺Er光纤放大器(EDFA)的全光自动增益反馈环,对EDFA的增益进行控制,可使衰荡时间大大延长,提高了系统的测量精度。研究了EDFA产生的放大自发辐射(ASE)噪声对系统测量精度的影响,采用自适应滤波方法对实验数据进行处理.通过对比试验论证了自适应滤波方法对提高系统测量精度的作用。分析了光在不同浓度的CO气体中的吸收特性以及衰荡时间与气体浓度的关系。     

多扰动影响下的滤波控制色散管理孤子系统

为了分析和抑制色散管理孤子在长距离、多信道系统中传输存在的多种扰动因素,采用变分法解析了信道放大自发辐射噪声、信号间串扰等多种因素对系统的影响,研究了在线滤波器控制色散管理孤子的频率漂移和定时抖动的能力。结果表明,合理优化配置滤波器与色散管理孤子参数能够稳定色散管理孤子幅度和脉宽参数,抑制各个扰动对系统的影响,其中以交叉相位调制-自发辐射扰动减低最为明显,然后分别是自发辐射噪声和交叉相位调制。这种最佳的滤波选择方案能为估计高速大容量系统传输性能提供参考。