文档介绍：南京邮电大学
硕士学位论文
相敏光参量放大器对动态光孤子系统偏振模色散补偿的研究
姓名:王波
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:李跃辉
20100301
摘要本论文通过数值求解简化的基本传输方程和非线性薛定谔方程,采用计算机系统仿真的方法,研究夤伦哟湎低扯怨庀似衲I⒌牟钩バЧB畚氖紫仍诜治龉子脉冲传输和光参量放大理论的基础上,对姆糯笤砗蜕⒉钩ヌ匦宰隽死砺厶讨;其次建立了和氖捣抡婺P停冉狭薖与动态光孤子传输系统对光纤偏振模色散的补偿效果,结果显示应用扌韪郊悠渌伦涌刂拼腱壕湍芡黄信系统时,可以显著优化系统的传输性能,仿真研究得到了一些有用的结论,对于今后随着社会的信息化发展和网用户的急剧增加,促使作为信息传输主要手段的光纤通信向超高速、超长距离和大容量的目标发展。光纤中的损耗、色散和非线性效应却一直限制和影响着这一目标的实现。掺铒光纤放大器的出现,解决了光纤通信系统中的光纤损耗问题。然而色散管理钩和非线性效应的抑制成为近年来高速光传输领域的研究热点。当系统的传输速率达到篋甜/蚋呤保驹诘ツ9庀酥惺治小而被认为可以忽略不计的偏振模色散晌O低承阅艿南拗埔蛩亍目前光纤通信中大都采用作为中继放大器。而存在放大的自发辐射噪声,级联的肷郏现赜跋煜低车男阅堋;诩虿⒐獠瘟糠糯笤淼相敏光放大器哂械驮肷甘蜕⒉钩バЧ扔诺悖τ迷诠伦油ㄐ畔低持校梢钥朔礼瓾拗疲佣灾映す伦拥奈榷ù,极大地延长了光孤子的稳定传输距离;最后论文着重仿真研究了考虑那榭鱿拢琍动态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:高速率的脉冲经长距离的传输后会有一定程度的展宽和分叉;光纤色散参量的大小对动态孤子系统的传输性能影响较大,较高的色散值限制了孤子的传输距离;而较大的偏振模色散系数会使脉冲出现扰动,降低系统的传输性能;初始脉宽的变化显著影响系统的性能,在孤子的初始脉冲不产生交叠的前提下,应尽可能采用较大的初始脉宽。适当增加放大器间距和微调放大器增益都能对孤子传输的性能有一定程度的改善。总而言之,由于哂幸欢ǖ纳⒉钩ツ芰η也淮嬖贏噪声,应用于光孤子通在光孤子系统中的实际研究具有一定的参考价值。关键词:偏振模色散光孤子相敏光参量放大器掺铒光纤放大器动态孤子系统色散补偿南京邮电大学硕士研究生学位论文
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第一章绪论本论文的研究背景常用色散系数碚鳎涣硪恢质枪庀说钠衲I。为了降低光纤的群速度色散光纤通信系统是以光为载波,利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。随着国际互联网业务和通信业的飞速发展,信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一,将成为世纪最重要的战略性产业。光纤通信中,限制传输距离和传输容量的主要原因是“损耗”和“色散!八鸷摹使光信号在传输时能量不断减弱;而“色散”则是使光信号的脉冲在传输中逐渐展宽,从而使信号畸变失真。随着光纤制造技术的发展,现光纤的损耗已经降低到接近理论极限值的程度,色散问题就成为实现超长距离和超大容量光纤通信的主要问题。光纤的色散是使光信号的脉冲展宽,而光纤中还有一种非线性的特性一自相位调制,,从而使传播速度变化。在光纤中这种变化使光脉冲后沿的频率变高、传播速度变快;而前沿的频率变低、传播速度变慢。这就造成脉冲后沿比前沿运动快,从而使脉冲受到压缩变窄。如果有办法使光脉冲变宽和变窄这两种效应正好互相抵消,光脉冲就会像一个一个孤立的粒子那样形成光孤子,能在光纤传输中保持不变,实现超长距离、超大容量的通信。这就是光孤子通信,它能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲。利用光孤子通信,在理论上几乎没有容量限制,其传输速率可高达/光孤子通信是实现超目前,影响高速率光纤通信的色散可以分为两种:一是光纤的群速度色散的影响,可采取多种措施,包括:τ闷紫呖矶群苷腄激光器;瓜低彻ぷ于光纤群速度色散为零的波长附近;τ蒙⒉钩グ旆色散补偿光纤蛘色散补偿器件钩ス庀说娜核俣壬ⅰ5惫庀说娜核俣壬⒈唤饩鲋螅咚俾使庀送信的真正的拦路虎是偏振模色散,它是由于光纤的几何形状不对称造成的,而这个问题又是光纤制造和使用上不可避免的。同时由于光纤偏振模色散的统计特性,目前尚没有好办法来完全补偿它,因此光纤的偏振模色散成为限制高比特率信号长距离传输的主要因素。偏振模色散是由于光纤中存在双折射现象,光纤中实际传输的两个相互『坏钠衲长距离高速通信的重要手段,目前被认为是第五代光