高速光纤通信系统色散管理技术探讨

对色散的机理进行了理论分析,详细讨论了色散位移光纤、色散补偿光纤、啁啾(chirp)光纤光栅、光孤子、频谱反转、预啁啾、色散支持等色散补偿技术及补偿能力.分析比较结果表明,啁啾光纤光栅适于高速光纤的通信系统的最佳补偿方式.     

光纤光栅及电色散补偿技术在光纤通信中的应用

制约光纤通信最关键的因素是光纤的色散和非线性效应,采用光域和电域相结合的补偿技术,即在传输链路中采用光纤光栅补偿技术,在接收端采用电色散补偿技术,成功补偿了10GB／sNRZ信号系统中1270kmG．652光纤的色散．在入纤光功率较高的情况下,光电补偿系统抵抗非线性作用的能力明显优于全光补偿系统,同时能保持较高的系统Q值,有利于实现对现有光纤通信系统的升级和扩容．     

铌酸锂光电调制器啁啾特性对光通信系统 传输性能的影响

在光纤传输系统中,调制器的啁啾特性是衡量调制器性能的重要因素之一.结合色散补偿光纤和后置光放大技术,利用Optisystem仿真软件搭建了一个完整的光纤传输链路,深入研究了铌酸锂调制器的啁啾特性对系统传输性能的影响.通过对不同啁啾系数下Q因子和眼图等参数的比较分析,得出在啁啾系数为0.60时,Q值为27 dB,光纤传输性能最佳.通过讨论色散补偿技术和光放大技术对系统传输性能的影响,得出在色散补偿光纤和光放大器共同作用下,在啁啾系数为0.60时,Q因子最大,误码率最低,眼图清晰,传输性能最佳.因此,研究铌酸锂电光调制技术对提高光纤通信传输性能有重要的意义.     

相干光正交频分复用系统的数值仿真研究

未来的光纤传输技术将向高速、安全以及灵活智能化方向演进,以正交频分复用为代表的多载波技术将是超100 G系统的重要候选方案.针对光正交频分复用系统中严重的非线性物理损伤问题,文章搭建了相干光正交频分复用系统的数值仿真平台,考察了色散、激光器相位噪声及非线性损伤对系统传输性能的影响.数值结果表明:色散和激光器相位噪声对系统传输性能具有重要影响.色散引起的性能劣化可以通过电域数字信号处理进行有效补偿,基于非线性相移的非线性预补偿效果与入纤功率有关系,较大的入纤功率导致非线性损伤补偿效果略有下降.     

色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程理论探讨

对色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程进行了理论研究,提出了耦合模方程的一种解法。讨论了光纤光栅的透射率和反射率是位置函数的问题,进一步研究了啁啾光栅色散补偿器的耦合系数和色散系数。研究结果表明：啁啾光纤光栅的反射率不仅与光栅的模式耦合系数有关,同时也与变周期有关;减小光栅的模式耦合系数可以增大耦合效率和提高光栅反射率。对于色散补偿器来说,它的带宽必须大于光脉冲的带宽,啁啾光栅的带宽越窄,它的色散系数就越大。     

一种WDM信号色散补偿器的设计与理论研究

本文设计了一种能对 WDM 系统中光信号进行宽带色散补偿的补偿器件。从光纤光栅耦合波理论导出了均匀光纤光栅在反射带隙外附近的色散特性方程,并根据这一特性方程,对8通路的 WDM 系统中各分波光信号的色散补偿进行了数值计算与分析,由此确定补偿器中各均匀光纤光栅的相关参数,最后得出相关结论。     

啁啾光纤光栅色散补偿技术的应用研究

本文首先简要分析了光纤的色散和色散补偿原理,介绍了啁啾光纤光栅用于色散补偿的方法;对采用啁啾光纤光栅进行色散补偿的40Gbps光纤传输系统进行仿真,结果表明啁啾光纤光栅更适合用于色散补偿。     

一种改进的载波抑制调制光毫米波信号的产生方案

为了克服光纤无线(ROF)系统中色散对光载波抑制(OCS)调制光毫米波信号传输的影响,提出一种改进的OCS调制方案。使用双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM),通过调整两路输入射频信号相位、基带信号增益和直流偏置电压将2.5Gbit/s数据信号仅调制到(OCS)信号的一个边带上传输。理论分析表明,与传统OCS调制光毫米波信号产生方案相比,本文方案解决了色度色散引起的码元走离问题,大大增加了传输距离。仿真实验结果表明,经过110km光纤传输后信号的眼图仍然十分清晰,在BER=10-10条件下,信号经过20、40和60km光纤传输后的功率代价分别为0.78、1.7和1.9dB。     

4×50GHz无色散啁啾光纤Bragg光栅梳状滤波器的设计

首次报道一种新颖的无色散4信道50GHz信道间隔的啁啾光纤Bragg光栅(CFBG)梳状滤波器，其突出特点是反射峰均匀性好、能无色散地实现光学梳状滤波．这里是采用了基于LP算法的IS光纤光栅设计技术．由目标反射谱计算出CFBG的折射率调制函数和啁啾分布；并用传输矩阵法分析所设计CFBG的反射谱、群时延曲线和群时延抖动．计算结果表明该CFBG达到各项设计指标要求．这种新颖的无色散CFBG梳状滤波器能广泛应用于光纤通信系统．     

分布式光纤传感系统相位还原的色散特性

在强度调制型光纤传感系统中,光脉冲的传播会受色散的影响而产生展宽效应.为了研究色散对相位调制型光纤传感系统相位传输特性的影响,本文对该系统获得的相位信号受色散的影响进行研究评估.该研究是基于宽光谱白光光源Sagnac结构的分布式光纤传感系统,分别使用正弦信号和脉冲信号对在不同长度传感光纤里传输的光进行相位调制,并还原出相应的相位调制信号;作为对比,在另一强度调制型光纤传感系统中,用相同参数的脉冲信号对在不同长度传感光纤里传输的光进行强度调制.结果显示,在强度调制型光纤传感系统中获得的脉冲信号会发生明显的展宽,但在相位调制型光纤传感系统中还原出的相位调制信号脉宽展宽明显小于强度调制型系统.     

毫米波ROF光通信系统中信号传输色散影响的研究

简述了Radio over Fiber (ROF)通信技术,从理论和VPI仿真实验两方面系统地分析研究了光纤色散问题对ROF光通信系统的影响。理论分析和仿真结果吻合。最后,对ROF单、双波长各调制情况的光纤色散影响给出了归纳、比较和总结。     

基于二级MZM相干调制实现高速长距离RoF通信

提出并计算机仿真证明了基于二级光电双臂相干调制及双二进制光信息编码技术实现超高速超长距离光纤微波传输(Radio over Fiber)的系统设计方案. 通过第一级光电双臂相干调制构建光双二进制信号,其信号占用频谱带宽比NRZ码降低50%. 通过第二级光电双臂相干调制加载40 GHz超高频载波信号,实现光纤微波传输. 计算机仿真结果分析表明:CW激光光源发射功率为0 dBm,经过多级EDFA光信号放大与色散补偿光纤,在色散系数为17 ps/(nm·km),衰减系数为0.2 dB/km的标准单模光纤中单通道传输,系统码元传输速率可达40 Gb/s、传输距离1 500 km以上.     

用于色散补偿的线性啁啾光纤光栅的最佳切趾包络函数的研究

具有切践包络的线性啁啾光纤光栅是用于色散补偿的重要无源器件。通过切趾的方法可以减少啁啾光纤光栅内的时延振荡 ,同时减小反射谱中的旁瓣。用数值方法分析了不同切趾包络函数对光栅特性的影响 ,得到了色散补偿最佳包络函数及其参数 ,给出了最佳包络的普遍特征。     

光纤无线电技术中的关键问题研究

为满足未来的宽带、无线、环保节能的接入需求，详细分析了ROF(Radio Over Fiber)技术中的关键问题，包括中心局的外调制器的调制非线性、光纤链路中的色散以及微波功率控制问题，并针对乡村和城市不同的实际需求分别进行讨论。提出了优化系统中信号功率控制方案，克服了光纤链路色散带来的功率衰落影响，从而实现了节能环保的宽带无线ROF接入。     

一种新型直流微电网DC-APF控制策略

针对直流母线电压存在的纹波分量会对整个直流微电网供电电能质量以及设备运行安全性造成影响的情况,提出了一种新型直流有源滤波器(DC active power filter,DC-APF)控制策略,抑制直流母线电压纹波。在分析DC-APF的多种模态工作基础上,对纹波检测和抑制方案进行了设计优化;提出了基于小波变换Mallat算法的直流母线电压纹波检测法;在传统PI与模糊PI控制的基础上,提出了改进的模糊自适应PI控制,实现对补偿电流的跟踪控制方法;在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了含DC-APF的直流微电网系统模型。仿真结果表明,与传统的DC-APF控制策略相比,新型DC-APF控制方法可以实现对直流母线电压纹波的快速检测,具有良好的纹波补偿抑制效果。所提策略可提升DC-APF对纹波的检测性能和抑制效果,为直流微电网纹波检测与抑制提供新的思路。     

用于光载毫米波系统的铌酸锂调制器的研制

为了满足光载微波毫米波系统对宽带毫米波调制器的要求,设计和制作了双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM).采用特殊电极结构,选择性腐蚀掉除火线电极下其余大部分SiO2缓冲层,有效抑制了调制器的热漂移和直流漂移.制作的DPMZM样品特征阻抗为35Ω,插入损耗为7.2dB,消光比为26dB,单、双臂半波电压分别为3.0V和1.5V,调制带宽为20GHz.除带宽指标外,总体性能与国际上高端产品相同或略优.目前尚未见铌酸锂DPMZM器件国内制作的报道.     

光纤色散对快跳频光码分多址系统性能的影响

利用仿真的方法研究了光纤色散对快跳光码分多址系统的影响，建立了快跳频光码分多址系统的数学模型和仿真模型，利用该仿真模块研究了N＝12，q=29的快跳频OCDMA系统中光纤群速度延迟色散导致的码字自相关输出峰值和取样切普内光能量的减小，研究表明，对于高速FFH－OCDMA系统，光纤的色散导致用户自相关输出峰值和取样切普内光能量的减小，进而降低了上的信噪比，同时，色散对同一码人不同码字的影响各不相同，但差别不大，基于峰值功率降为80％的标准，给出了用户所能达到的最大数据速率，最后提出了两种新的抑制色散影响的方法，即光纤延迟线延迟量补偿法和码字优化法。     

采用啁啾光纤光栅色散补偿的长距离副载波复用光纤有线电视系统实验

给出采用啁啾光纤光栅进行色散补偿的1 550 nm副载波复用（subcarrier multiplexing, SCM）长距离光纤有线电视(cable TV, CATV)系统的实验结果.对系统中啁啾光纤光栅色散补偿器的最佳位置进行实验,实验结果与理论计算的最佳位置相符,并得到较好的组合二阶互调（composite second order distortion, CSO）输出指标.通过建立200 km传输实验系统,对比有无色散补偿模块（dispersion compensation module, DCM）时的指标测试结果,证明采用啁啾光纤光栅作色散补偿能够改善由自相位调制（self-phase modulation, SPM）效应引起的CSO指标劣化.