Design of Dispersion Compensation and Nonlinear Distortion Self-compensationin Co -network Transmission Systems

Dispersion and nonlinear distortion have an effect on transmission performanc es of optic al fiber transimission systems. The schemes of dispersion compensation and nonli near distortion self-compens ation in telecom-CATV co-network transmission systems are reported, followed by investigation on (1) the impact of dispersion compensation fiber (DCF) on fi ber nonlinear effects with a cascade of erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) an d different dispersion compensation schemes, (2) the impact of the complex on th e total nonlinear distortion induced by EDFA gain tilt and the light source. As a result , dispersion compensation optimal scheme and EDFA negative gain tilt are suggest ed as a solution to dispersion compensation and the nonlinear distortion self-c ompensation.

基于LDBP的色散和光纤非线性损伤补偿

【目的】在长距离光通信系统中,由于克尔非线性、色散和放大自发辐射噪声之间的相互作用,使用传统的数字信号处理(DSP)来补偿光纤非线性损伤十分困难。机器学习算法可以用于在传统DSP的基础上对信号进行进一步处理,以缓解光纤非线性损伤并提高长距离光纤传输系统的性能。【方法】为了更好地补偿光纤传输中色散和非线性损伤,文章将传统的数字反向传播(DBP)算法和深度神经网络(DNN)相结合,将DBP中的线性步长和非线性步长作为一个神经元,即将线性步长看作DNN的权重矩阵,非线性步长看作激活函数,并将DSP作为DNN的静态层,提出了一种基于DNN的自学习DBP(LDBP)算法。【结果】为了验证文章所提算法的可行性,在单通道偏振复用16阶正交幅度调制(QAM)的光传输系统中进行了仿真。综合数值仿真结果表明,与线性均衡相比较,每跨一步的LDBP算法将最佳发射功率从-2 dBm提高至1 dBm。同时,与相同计算复杂度的DBP算法相比,LDBP算法在1200 km的传输距离下,信噪比(SNR)提高了0.82 dB。此外,与线性均衡和相同计算复杂度的DBP算法相比,LDBP算法所对应传输系统的SNR随着传输距离的增加,下降速度更加缓慢,并且该算法可以在无需预知链路参数的情况下工作,具有普适性和鲁棒性。【结论】文章所提LDBP算法与传统DBP算法相比,更加适用于实际的长距离相干光通信系统。

The Effect of Polarization Mode Dispersion on the Transmission System Using Dispersion Compensation Fiber

In this paper, we simulate the effect of Polarization Mode Dispersion( PMD ) on 40 Gb/s dispersion compensation transmission system by resolving the coupled nonlinear Schrodinger equation, and calculate the performance of system with different duty cycle order and chirp of the super Gaussian pulse. The results show that the performance of the system changes with these parameters, and there is a group of optimum parameters for the optimum performance of the system.

高能量掺镱飞秒激光多薄片非线性压缩的数值模拟

对高能量掺镱激光器进行腔外压缩,是获得高能量少数周期脉冲的重要方式。通过数值模拟研究了单脉冲能量为250 mJ,波长为1 030 nm的高能量掺镱激光器通过固体多薄片介质进行非线性脉冲压缩的过程,及介质周期、厚度对频谱展宽的影响。在优化频谱展宽条件的过程中发现,不超过介质损伤阈值的情况下,固体薄片组的周期和厚度对频谱展宽具有正向影响。通过选取合适的介质厚度及周期,激光频谱通过熔融石英介质进行展宽,最终输出的光谱带宽达229 nm,补偿色散后,激光脉冲由500 fs压缩至16.2 fs,压缩比达到30。研究结果为实现高能量激光脉冲的非线性压缩提供了理论参考。

一种新型圆形掺杂光子晶体光纤负色散特性的分析

针对目前使用的光纤中普遍存在的色散问题,利用有限元法并结合COMSOL Multiphysics仿真软件设计了一种双芯圆形液体掺杂的光子晶体光纤。研究结果表明,随着空气孔直径d1与空气孔层间距Λ的比值d1/Λ变小,有效折射率的最大变化率和色散逐渐向长波长方向移动;随着中心孔直径d2变大,有效折射率的最大变化率和色散的最小值也逐渐向长波长方向移动;此外,随着掺杂液体折射率nL增大,有效折射率的最大变化率和色散的最小值同样逐渐向长波长方向移动。当Λ=1550µm、d_(1)/Λ=0.7、d_(2)/Λ=0.833以及nL=1.753时,可在1550 nm处获得−132720 ps·nm^(−1)·km^(−1)的大负色散值。

基于光QPSK的色散补偿和非线性抑制的研究

在光通信中,相干光通信有着高频谱效率以及高灵敏度的独特优势,然而在光纤传输的过程中信号会产生一些损耗,如色散、非线性效应等,这些光纤传输特性会影响信号传输的速度和质量。因此,为了提高信号传输质量,需要探索这些损伤机制对系统的影响并设计合理有效的补偿方案。结合相干光通信、新型调制格式以及数字信号处理相关理论,研究了光QPSK在相干光通信系统中的调制解调技术,搭建完整的相干光通信系统,采用DCF和DSP分别对系统损耗进行补偿,均降低了系统误码率,DSP的补偿效果好于DCF的补偿效果。

16×10Gb/s啁啾光纤光栅色散补偿系统性能研究

运用啁啾光纤光栅法对在G .65 2光纤传输的 16× 10Gb/s信号实现色散补偿数值模拟和研究 ,分析了入纤光功率、色散斜率以及啁啾光纤光栅色散补偿带宽对系统误码率的影响 ,结论是 :入纤光功率在 8～ 16dBm之间时系统的性能较好 ;啁啾光纤光栅的色散补偿带宽对系统的影响较大 ;

函数拟合法力数字传感器的非线性和温度补偿

针对力数字传感器存在的分散性、非线性和温度特性问题,通过软件进行补偿。分析了力数字传感器的非线性特性,采用三次样条插值获得被测重力和输出频率的函数关系,将测量得到的输出频率通过三次样条插值计算得到被测重力。对于力数字传感器的温度特性,建立了分段三次插值函数,利用反函数得到不同温度下输出频率与被测重力的函数关系。将温度和频率量作为自变量,通过分段三次插值函数计算得到被测重力。函数拟合法实现力数字传感器的非线性和温度补偿使所需数据量减少。实测表明:该方法的测量精度高,非线性和温度补偿后的最大引用误差为0.5%,满足实际工程的需要。

不同FBG色散补偿结构中OOK传输性能对比

光纤布拉格光栅(FBG)以其使用方便、造价低、可靠性高等优势在高速光纤通信系统中逐步得到应用,而其色散补偿能力也一直备受研究者关注。文章对比研究了NRZ、33%RZ和CSRZ三种开关键控(OOK)调制格式在预补偿、对称补偿和后补偿三种FBG色散补偿结构中的传输性能,仿真结果表明OOK调制格式在FBG色散对称补偿结构中具有最好的传输性能。当在FBG色散对称补偿结构中单独考虑非线性效应和偏振模色散(PMD)时33%RZ具有较好的传输特性,而当综合考虑残留色散、非线性效应和PMD时,CSRZ系统传输性能最佳。

DCF色散补偿性能的研究

分析了光纤色散和非线性效应。研究了利用色散补偿光纤(DCF)进行色散补偿的三种方案,数值模拟了采用这三种方案对在G.652光纤上传输375 km速率为10 Gb/s和40 Gb/s光信号进行色散补偿时入纤光功率对系统误码性能的影响,并分析了模拟结果,筛选出其中一种最好的方案,给出了具体的入纤光功率的取值范围。

色散补偿光纤传输系统补偿方案的研究与讨论

讨论了各种非线性效应对WDM系统传输性能的影响,并对不同配置的色散补偿光纤传输系统进行仿真,发现传输链路、输入功率均存在一个最佳配置点,对系统进行混合补偿要优于前、后补偿。并且对WDM系统中各个信道的传输性能进行了比较。

色散补偿准光孤子传输特性数值分析

为了使准光孤子能够在标准单模光纤中稳定地传输,采用了分步傅里叶方法分别模拟了准光孤子在标准单模光纤中的传输和在色散补偿系统中的传输,得到了准光孤子在标准单模光纤中的传输特性和在色散补偿系统中的传输特性。结果表明,准光孤子在标准单模光纤的传输过程中脉冲峰值逐渐降低,脉冲宽度逐渐展宽,不能稳定传输;而准光孤子在采取色散补偿技术的色散补偿系统中传输时,脉冲形状几乎保持不变,与准光孤子直接在标准单模光纤中的传输相比,性能得到了很大改善。

光子晶体光纤色散补偿特性和非线性系数的研究

利用全矢量等效折射率模型计算了光子晶体光纤结构参数对非线性系数及色散特性的影响,研究发现通过调节结构参数可以灵活设计波长在1.55μm附近具有高色散值、负色散斜率、低非线性系数的色散补偿型光纤,数值模拟和分析表明光子晶体光纤应用于色散补偿型光纤的研究前景十分可观。

一种新的低非线性宽带色散补偿微结构光纤的设计

采用矢量光束传输法对空气孔包层呈正六边形分布的微结构光纤的色散和非线性特性进行了数值模拟。通过分别调节内三层空气孔的直径和包层空气孔节距,设计了一种低非线性宽带色散补偿微结构光纤。该光纤在波长1.55μm处具有-3235.8ps/nm/km的大负色散,可在以1.55μm为中心的100nm宽带波长范围对相当于自身长度190倍的普通单模传输光纤进行宽带色散补偿(色散补偿率偏移在0.5%以内),同时该光纤可在此宽带波长范围内保持非线性系数低于5W-1·km-1。

色散补偿技术中超短光脉冲传输特性的研究

本文用变分法对色散补偿技术中超短脉冲的传输特性进行了理论和数值分析－ 首先给出了描述超短脉冲传输特性的耦合微分方程组，然后对其进行数值求解－ 计算中考虑了光纤非线性系数的差异，首次引入平均非线性系数参量－ 分析表明，要想达到最佳的传输性能，不同的色散补偿方案，对超短脉冲的入纤能量将有不同的要求－ 最后给出超短脉冲最佳的入纤能量与其脉宽、色散参量比、光纤长度，以及平均色散参量间的关系图－

基于啁啾光纤光栅的色散均衡技术的研究

针对40 Gbps光传输系统中存在的色散问题,利用光域补偿速度快、非线性小等优点,设计了一种啁啾光纤光栅补偿系统,并在OptiSystem7.0环境中,对该系统的色散(PMD)补偿效果进行了仿真,通过性能分析表明采用啁啾光纤光栅后置补偿结构能够进行有效的色散均衡,最后还分析了入纤功率对系统性能的影响.

波分复用系统中交叉相位调制效应研究

通过数值仿真,研究了在不同色散管理方案下,比特率为40 Gb/s的波分复用系统中交叉相位调制对系统的影响。研究结果表明,其色散补偿方案采用分布式补偿最好,后置补偿采用略过补偿,而前置补偿通过略欠补偿则可以减小交叉相位调制对系统的影响。

啁啾光纤光栅色散补偿方案研究

设计了利用啁啾光纤光栅(CFG)对10Gbit/s光信号进行色散补偿的仿真模拟系统,该模拟系统研究了5种不同的色散补偿方案对系统误码率的影响,选出了最佳的一种补偿方案.模拟研究了入纤光功率对系统误码率的影响,结论是在保持光探测器接收功率不变的条件下,入纤光功率越高,误码率越大.对于最佳色散补偿方案,入纤光功率为6dBm时既能保证较高的传输功率又有较好的误码性能.

偏振模色散对非线性光纤环镜微波光子开关的影响及其补偿

建立了考虑PMD在内的NOLM微波光子开关光波传输方程,给出了基于耦合非线性薛定谔方程的分步傅里叶法,三维庞加莱球理论和琼斯传输矩阵法的数值分析模型·仿真获得在光子开关中微波直接强度调制光载波的传输过程,以及在不同调制带宽下一阶和二阶PMD对光波信号和NOLM功率传输函数的影响·指出PMD造成NOLM开关性能钝化和消光比严重恶化,并引起信号信噪比下降和旁瓣泄漏·当调制带宽大于40GHz时,二阶PMD的影响比一阶PMD更加严重·最后讨论了NOLM中的PMD补偿问题·

补偿光纤的参数对自相似脉冲压缩效应的影响

从非线性薛定谔(NLS)方程出发,用数值方法研究了在自相似脉冲压缩技术中反常色散补偿光纤的群速度色散(GVD)参量和非线性参量对脉冲压缩效应的影响。结果表明,补偿光纤的GVD参量对压缩因子和脉冲峰值功率的影响是周期性的,随着GVD参量数值的增大,脉冲能量按集中-分散-集中的规律周期性变化,且变化周期逐渐增大,一周期内的能量转移加剧;每次能量集中时,脉宽接近压缩极限。最佳光纤长度随着GVD参量数值的增加而下降,但不受非线性参量的影响。另一方面,非线性参量的增大会降低压缩因子,不利于脉冲压缩。通过优化选择补偿光纤参数,能够接近脉宽压缩极限,提高脉冲压缩质量。