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光纤中信号传输特性的仿真分析及应用研究

刘志超  
【摘要】: 光纤通信中采用的传输介质主要有单模光纤和多模光纤,光纤的色散、损耗、啁啾等参数会影响信号的传输特性,降低通信容量。其中单模光纤一般用于长距离信号传输,对于单模光纤的传输特性分析,目前大多数是用分步傅立叶方法求解非线性薛定谔方程,从而得到传输表达式;而多模光纤一般用于短距离信号传输,分析多模光纤一般是基于功率流方程来分析数字脉冲的时域展宽,一些改进的模型也是依靠该方法来近似得到功率传输函数。虽然该方法能够描述多模光纤中的数字信号传输,但是在考虑模拟信号的传输或者需要得到基带和射频传输函数时就会受到限制,需要研究信号传输特性分析的新方法,本文尝试结合电场信号传播模型的分析方法进行相关研究。 本文的研究主要是三个方面:一是对于多模光纤,对功率流方程和电场信号传播模型两种方法做了理论比较和仿真分析,仿真结果表明,电场信号传播模型的方法相比于功率流方程要好,能更全面的研究光纤中信号的传输特性,为应用提供理论依据;二是对于单模光纤,通过分步傅立叶方法求解非线性薛定谔方程,得到考虑二阶,三阶色散的传输表达式,然后进行仿真,通过设置不同参数来分析,验证了表达式的正确性;三是对于单模、多模光纤的应用研究,主要是光频分复用(OFDM)技术和模式群分集复用(MGDM)技术在多模光纤上的应用,一介绍了它们的基本原理,分析其优、缺点,然后通过opticsimu软件对G.652光纤传输系统进行了仿真分析,得到了一些有意义的结果。


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