文档介绍：南京邮电大学
硕士学位论文
应用相敏光放大器补偿孤子系统中偏振模色散的研究
姓名:潘婷
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:李跃辉
2011-03-08
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
在光纤通信中,超高速、超容量、超长中继距离传输一直是其追求的目标。而光纤损
耗和色散限制了这一目标的发展。掺铒光纤放大器(EDFA)使光纤损耗的影响变小,但
其对光纤色散没有补偿作用。光纤中的群速度色散使脉冲在传输过程中不断展宽,而非线
性作用能使脉冲产生压缩效应,光孤子技术就是两者之间相互作用形成的,其能抑制脉冲
的展宽。随着传输速率的提高及传输距离的增长,动态随机变化的光纤偏振模色散(PMD)
成为系统性能的主要限制因素之一。相敏光放大器(PSA)由于光增益的相敏特性,不仅
能够放大光脉冲的能量,而且还具有相位滤波功能。因此,PSA 不仅能够补偿光纤的损
耗,还对偏振模色散具有一定的补偿作用。
本论文通过求解非线性薛定谔方程得到了孤子解,介绍了平均孤子传输方案和动态孤
子传输方案。采用分步傅里叶方法,主要研究在孤子系统中 PSA 对 PMD 的补偿效果。
论文通过计算机系统仿真,首先研究了分别采用 EDFA 和 PSA 作为在线放大器时,
在考虑不同偏振模色散系数的情况下,平均孤子系统和动态孤子系统的传输性能。仿真结
果表明:在不同偏振模色散系数下,采用 PSA 作为放大器的系统性能优于 EDFA 系统性
能。接着仿真在考虑 PMD 的情况下,PSA 孤子系统中系统和放大器参量变化对系统传输
性能的影响。研究结果表明:在其他条件均相同的情况下,随着传输速率的提高,孤子系
统性能随之恶化;对于给定的传输速率,孤子脉宽对孤子系统传输性能影响较大,应选取
合适的脉宽,使系统能稳定传输;光纤色散系数增大同样引起传输性能劣化;微调放大器
增益的方法运用于平均孤子系统中会产生很好的效果,能补偿 PSA 的相敏特性引起的能
量损耗,但运用于动态孤子系统中,效果不是很明显;放大器间距增大时,会引起脉冲的
分裂,干扰其他脉冲的传输,这种影响在动态孤子系统中更明显;此外,为了孤子的稳定
传输,PSA 中的相位漂移必须控制在一定的范围以内。
总之,在考虑 PMD 的情况下,对 PSA 应用于光孤子系统中传输性能的研究,得到
了一系列有用的结论,对于今后 PSA 在光孤子系统中的实际研究具有一定的参考价值。

关键词:光孤子系统偏振模色散相敏光放大器掺铒光纤放大器非线性薛定谔方程

I
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
Abstract
For optical munication, the transmission with high speed, large capacity and
long haul is always the goal to pursue. But the effects of fiber loss and dispersion are the main
obstacles. The appearance of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA),has e the effect
of fiber loss,but EDFA can pensate the dispersion of fiber. During the pulse
transmission, group-velocity dispersion (GVD) makes the pulse broader, but the nonlinearity
makes it narrower. The reciprocity between GVD and the nonlinearity es the soliton
which can prevents pulse from getting broader. As the increase of transmission bit rate and
distance, polarization mode dispersion (PMD) also became a primary obstacle of the system.
Because of strong phase sensitivity of its optical gain, phase-sensitive amplifier (PSA) not only
provides gain to the main part of signal pu