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超高速通信中光孤子传输特性的研究

任继锋  
【摘要】:光孤子通信技术是一种非线性全光长距离通信,它利用强脉冲在光纤中产生的非线性压缩来补偿脉冲的色散展宽,实现高速孤子脉冲的稳定传输。普通的光纤通信必须每隔几十公里就设一个中继站,对信号进行整形、放大、检查误码、再发射。但是用孤子的光纤通信就可以不用中继站。只要对光纤损耗进行增益,即可把光信号无畸变的传输极远的距离。如今在光孤子通信系统中,随着光波分复用技术的应用,比特率及中继距离也随之增大,一些在低速率光通信系统中并不是很突出的因素由于速率的提高而对整个通信系统的影响变得非常突出,不能不引起人们的注意。本文对影响超高速光通信系统的因素进行了分析和研究,设计并讨论了一些方案来抑制这些不利因素。 本文在基于孤子脉冲在光纤中的传输满足非线性薛定谔方程(NonlinearSchr(?)dingcr Equation,简称NLS)的理论基础上,数值求解了NLS和高阶修正的非线性薛定谔方程(High Order Nonlinear Schr(?)dinger Equation,简称HONLS),讨论了超高速通信系统中影响光孤子系统传输性能的因素。通过将密集色散管理孤子(Densely Dispersion Management Soliton,简称DDMS)和色散渐减光纤(Dispersion Decreasing Fiber Soliton,简称DDF)的优势结合起来,研究了用色散递减密集色散管理(Dispersion Decreasing Densely Dispersion Management,简称4DM)去改善光孤子通信系统性能。通过仿真结果,得出如下结论:脉冲经过若干个演变过程,波形变化很小,宽度基本能够恢复到初始的情况,这种色散管理方法能够有效地减小脉冲宽度的波动,极大地改善了系统的性能。


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