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基于光纤布拉格光栅的色散补偿技术研究

刘雯  
【摘要】:光通信系统始终朝着长距离、高速率、大容量的方向不断演进,非线性效应和色散效应成为限制传输系统性能的主要因素。由于光纤光栅在其反射带宽范围内可提供较大的色散补偿,使得光纤光栅成为当今最具吸引力的色散补偿器件之一。色散管理技术通过优化的色散分布,在减少色散对光纤传输系统性能影响的同时,又能有效地抑制非线性效应。 本文重点研究了基于光纤布拉格光栅的色散补偿技术,讨论了色散补偿系统中的一些关键参数,同时对几种色散补偿方案进行了仿真分析,主要研究内容如下: 1.利用分步傅立叶法数值求解了非线性薛定谔方程,讨论了光脉冲在光纤中的传输过程,分析了光纤的损耗、色散、非线性效应等传输特性,得出了入纤功率对系统性能有较大影响的结论,并利用成熟的光通信模拟实验平台optisystem搭建了光纤传输系统,通过仿真验证了上述结论的正确性。 2.通过对四种典型的光纤光栅色散补偿方案进行比较分析,得出FBG后置色散补偿方案较优,同时与前人研究所得的基于色散补偿光纤的最优方案,即DCF后置色散补偿方案相比,得出FBG后置色散补偿方案性能更优的结论。 3.根据编码方式、入纤光功率、放大器间距、FBG反射带宽等参数对传输性能的影响程度设计系统参数优化流程图,既而优化设计了基于FBG的2500km-10Gbps无电中继光通信色散补偿系统。结果表明,优化后的系统能有效提高信号传输质量及延长传输距离。 4.采用FBG级联的方式组合成梳状滤波器形式的模块充当WDM光纤传输系统的色散补偿器件,并在光通信仿真软件optisystem中设计相应模型实现多信道均衡色散补偿。 5.分析了波分复用系统中的非线性效应,讨论了基于色散补偿光纤和光纤布拉格光栅色散补偿技术的WDM系统的传输性能,并通过模拟仿真实验对两者分别进行了性能评价。


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