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高速超长距离DWDM光传输系统中非线性效应的影响及应用

陈心敬  
【摘要】: 光纤通信自从问世以来,就一直向着两个目标不断发展,一是延长无电中继距离;二是提高传输速率(容量)。随着掺铒光纤放大器(EDFA)的大量商用,大大增加了无电中继的传输距离;同时,密集波分复用(DWDM)技术的成熟,极大地增加了光纤中可传输信息的容量,降低了成本。光纤通信技术正朝着超高速超长距离的方向发展,并逐步向下一代光网络演进。但随着波分复用信道数的增加,单通道速率的提高,光纤的非线性效应成为制约系统性能的主要因素。高速长距离传输必须克服非线性效应的影响。因此,如何提高光纤传输系统的容量,增加无电中继的传输距离,克服非线性效应,已经成为光纤通信领域研究的热点。 本文根据工作中所遇到的实际情况,并结合参考文献中的理论分析,对高速超长距离DWDM传输中相关的非线性效应进行了总结归纳。首先回顾了高速超长距离DWDM传输系统的演进过程及发展过程中面临着信号的衰减、色散和非线性效应等各种因素的挑战。接着重点介绍了在单模光纤中的非线性特性,引出了非线性折射率相关的SPM、XPM和FWM等克尔效应,以及与受激非弹性散射相关的SRS与SBS效应。为本文后面对以上五种非线性效应的详细分析与实验进行了铺垫。 本文从理论上分别介绍了主要非线性效应自相位调制、交叉相位调制、四波混频、受激拉曼散射和受激布里渊散射的产生原理,然后通过实验室环境和实际工作中的工程现场,对各种非线性效应进行了详细的实验和复现,通过大量的实验数据结合相关的理论分析提出了克服各种非线性效应对DWDM传输系统影响的有效建议,为高速超长距离DWDM传输系统的设计和应用起到重要的参考作用。最后,本文进行了简要的概述和总结,并对解决非线性效应的难点和非线性效应的应用提出了展望。 本人所在项目组主要从事的是DWDM传输系统的骨干网部分,在每项实验、厂验和工程实施过程中主要负责系统配置的建议、模拟系统的测试和工程现场问题的解决等工作。希望通过对非线性效应的相关实验和分析能够对DWDM系统配置及工程建设中遇到的问题起到参考作用。


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