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。     

光纤通信加性噪声中孤子传输非线性问题

光纤中具有轻微的非线性和一定的色散特性,这两种特性分开来说,将会损害光纤通信中系统的性能,但是在一定的条件下,这种小的非线性的影响可以抵消色散的影响,产生孤子.在无耗的光纤介质中,孤子可以传输任意距离而不改变形状.实际的有耗光纤中,为了使用孤子,用光放大器来抵消光纤的损耗,以维持链路上孤子能量的稳定.通常在光纤中非线性和色散效应都比较弱,对光纤的作用表现为两种效应的相加性.放大器的自发辐射噪声(ASE),通过两种不同的机理增加了系统的误码率(BER):(1)通常的加性噪声的影响;(2)孤子速度的抖动.第二种效应导致脉冲到达时间的抖动,这就是Gordon-Haus效应.由于光纤存在损耗,光孤子在光纤里的传输过程中,其幅度随传输距离按指数规律衰减,必须对孤子能量进行放大.一种是分布式光放大器方法;另一种是集总式光放大器方法.分布式EDFA使用低浓度的掺铒光纤作为传输介质.集总式放大就是在光纤线路中每隔一段距离L接入一段集总式光纤放大器(目前通常采用EDFA)来补偿孤子能量的损失.本文研究了孤子传输在存在损耗和放大器自发辐射噪声(ASE)时的孤子传输方程及其解.并对孤子传输的控制作了概述.(PD3)     

利用普通SMF实现10Gbit＼s 信号全光长距离传输的研究

数值模拟了强度调制光信号在级联光纤放大器普通单模光纤通信系统中的传输,模拟中主要考虑了自相位调制、群速色散和自发辐射噪声,使用负色散补偿光纤去补偿群速色散和自相位调制。结果表明,若色散得到很好补偿,当放大器间距减少到５０ｋｍ时,无误码２０５０ｋｍ传输是可能的。     

光孤子通信技术研究

光孤子通信巧妙的利用光纤非线性来抵消光纤色散效应，是下一代超高速长距离光纤通信的优选技术。本文系统介绍了光孤子通信技术的原理和光孤子通信的关键技术，特别研究了利用现有大量敷设的普通单模光纤进行高速通信的新技术－色散管理反子，并且总结了光孤子通信技术的研究现状和应用前景。     

色散管理和非线性管理控制光孤子群的传输

从描述光孤子传输的非线性薛定谔(NLS)方程出发,给出了色散管理和非线性管理的光孤子的传输方程,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,模拟研究了色散管理和非线性管理控制光孤子在光纤中的传输演化特性。结果表明,只有色散管理控制光孤子群在光纤中的传输,随着传输距离增加,孤子间的相互作用逐渐加剧,如色散管理和非线性管理同时控制光孤子群在光纤中的传输,可极大地抑制孤子间的相互作用,且随着距离增加相邻孤子间的作用几乎不变,这一结果可应用于光孤子群远距离的传输。     

高阶色散和高阶非线性效应对准光孤子传输的影响

为了研究高阶色散和高阶非线性效应对其在普通光纤上传输的影响,用数值模拟的方法研究了三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应对准光孤子传输的影响.结果表明准光孤子在实际的普通光纤中传输时,三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应中,冲内拉曼效应对其传输产生的影响比较大,致使准光孤子在普通光纤上传输时脉冲不断展宽,脉冲峰值功率降低,不能长距离保持脉冲形状不变.     

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。     

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．     

光子晶体光纤零色散点的控制研究

光子晶体的反常色散特性为色散补偿、短波长光孤子传输和超短脉冲压缩提供了可能,而普通单模光纤的零色散点总向长波方向移动,为此,文章研究了通过合理的设计光子晶体光纤来使TIR-PCF零色散点向短波推进,以在几百nm范围内取得零色散的方法。     

DPSK色散管理孤子系统的稳定传输

DPSK调制方式和色散管理孤子(DMS)传输方案相结合的新的传输机制能抵制噪声和非线性损伤,在高速多通道光传输系统中具有突出优点。采用变分法研究同时存在光纤损耗、ASE噪声、孤子互作用等多种扰动因素的DPSK色散管理孤子系统的传输特性,在频域导频滤波控制方案下,导出了孤子各特征参数随传输距离的演化方程。对40 Gb/s长距离DPSK色散管理孤子系统的传输特性进行了数值模拟,其结果和理论分析一致。并通过Optisystem软件作进一步仿真,论证了该系统零频移稳定传输的可行性。     

放大器噪声对色散管理光孤子传输的影响

采用变分法讨论了放大器噪声对色散管理光孤子脉冲参数的影响。讨论了ASE噪声对脉冲相位、脉冲中心时间和中心频率的影响，并且对比讨论了采用密集色散管理系统和降低平均色散值后，ASE噪声对脉冲的影响，结果表明：密集色散管理孤子系统和平均色散接近于零的色散管理系统更有利于降低放大器噪声对脉冲的扰动。     

光学孤子在单模光纤中的非线性传输方程

人们熟知,由非线性薛定谔(NLS)方程描述的光学孤子可以在单模光纤中稳定地传输。本文在准单色近似和慢变包络近似条件下,利拥泰勒级数展开推出了这一非线性传输方程。由于推出的方程包含着高阶线性色散和光纤损耗项,因而可以用来研究短光脉冲(皮秒量级)在单模光纤传输过程中相关的非线性光学孤子效应,比如光学孤子分裂和光学孤子损耗等。     

光孤子通信系统的仿真

光孤子通信技术充分利用了光纤中色散参数和非线性效应的相互作用,可以使光脉冲在光纤中无畸变的进行传输,不受外界条件的影响,从而可以实现脉冲的超长距离传输。利用OptiSystem提供的强大的工具箱,模拟了光孤子通信系统的模型。并在给定的参数下,实现了系统的仿真,证实了仿真模型的可行性和正确性,为将来在此基础上实现改进的光孤子通信系统提供了有力的实验依据。     

Comparison of the performance of optically amplified transmissionsystems

In this paper, we show a comparison among the performance of single- and multichannel optical systems considering NRZ and soliton signals. The results have been obtained by means of numerical simulations, taking into consideration the chromatic dispersion, the Kerr nonlinearity, the fiber loss, and the ASE noise of the optical amplifiers. The performance of IM-DD and coherent asynchronous ASK systems have been evaluated in terms of the Q factor. We have considered the propagation in links encompassing conventional step-index fibers, DS fibers and in links with two different dispersion management techniques in which the chromatic dispersion is varied along the propagation distance both in randomly and in deterministically way. The effects of the in-line filtering process are mainly investigated in soliton propagation     

OPTICAL FIBER NONLINEAR SOLITON COMMUNICATION

In anormalous dispersion of monomode optical fiber,optical solitons are evolvedfrom optical pulses when the dispersion is balanced by the nonlinearity.Undistorted transmissioncan be realized by using optical solitons,which can offer much greater the transmission capacityand extend the repeater spacing of the fiber communication system.The mechanism of thegeneration of optical solitons is expounded.A few forms of nonlinear transmission equationare obtained by using a concise method.The general complete expression of elementary solitonsolution of the nonlinear transmission equation without loss is given,and the design of the solitontransmission system is discussed.     

准相干技术在C波段25 Gbit/s光模块中的研究与应用

针对传统C波段高速光模块传输距离过短的问题,文章对一种准相干接收技术进行了研究,结合现有25 Gbit/s光模块进行了实验,并讨论了准相干接收技术的应用方案.研究发现,准相干接收技术以外差相干检测技术为基础,具有结构简单和成本低等优点,在不使用额外的电或光色散补偿技术的前提下,准相干接收机也能有效减少色散对高速光模块传...     

On the joint effects of fiber parametric gain and birefringence andtheir influence on ASE noise

Parametric gain (PG) in optical fibers may substantially enhance amplified spontaneous emission (ASE) noise, especially in long-haul amplified links. We present new results that permit to accurately characterize the effects of PG on ASE noise, as well as the interplay of PG and ASE noise with fiber dispersion in both the anomalous and normal dispersion regions. In a recent letter, we introduced the concept of a PG transfer matrix, that allows the easy evaluation of ASE noise enhancement over chains of amplified fiber spans. In the same letter we showed that the transfer matrix can be expressed in analytical closed-form when a scalar (single polarization) fiber is assumed. In this paper we extend the analysis to a more realistic two-polarization fiber model that accounts for both linear and nonlinear polarization coupling effects. We show that the new transfer matrix does not have an analytical expression, but can be easily evaluated using standard numerical algorithms. ASE noise enhancement due to PG turns out to be slightly lower in a realistic birefringent two-polarization fiber than a single-polarization fiber. An interesting result is that the single polarization model yields a convenient approximation to ASE noise enhancement, that can be evaluated analytically     

光孤子通信及其展望

利用光孤子(solito)n传输信息的新一代光纤通信系统能真正做到全光通信,无须光电转换,可在超长距离、超大容量传输中大显身手,是光通信技术上的一场革命。文章介绍了光孤子通信的基本原理、光孤子的产生、光孤子通信系统的基本结构及其关键技术,描述了近几年光孤子研究取得的进展和传输试验情况,最后展望了光孤子通信的前景,它是21世纪最有发展前途的通信方式。     

Single-channel transmission in dispersion management links inconditions of very strong pulse broadening: application to 40 Gb/ssignals on step-index fibers

The dynamic behavior of single-channel transmission on standard fibers with strong dispersion management has been theoretically and numerically analyzed. A single pulse and a pseudorandom pulse sequence have been compared in order to highlight the relevant role played by pulse interaction. A semianalytical theory of the bandwidth evolution demonstrates that the introduction of prechirp is very important for controlling the single pulse propagation and numerical results show that such a chirp also permits to limit the nonlinear pulse interaction when other pulses are present. Simulations of a 40 Gb/s return-to-zero (RZ) system operating in links encompassing step-index fibers, by adopting a periodical compensation of the chromatic dispersion have been performed and results show that a record distance of 1300 km can be achieved with an amplifier spacing of 100 km. A compensation of the fiber third order dispersion would extend the transmission to 1800 km, which corresponds to the limits imposed by the amplified spontaneous emission (ASE) noise of the optical amplifiers