论文题目: 色散管理波分复用系统中交叉相位调制的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 熊杰
导师: 罗斌
关键词: 交叉相位调制,色散管理,自相位调制,群速度色散,调制不稳定性
文献来源: 西南交通大学
发表年度: 2005
论文摘要: 提高光纤通信系统传输容量主要有两个途径,第一,提高单信道的传输码率,随着码率提高,色散通过展宽脉冲而对系统性能产生的影响逐渐增强,通常采用色散管理(DM)降低线路平均色散减小这一影响;第二,在相同的带宽内安排尽可能多的信道,随着信道间距的减小,交叉相移调制(XPM)效应逐渐增强,劣化了系统性能。 本文工作围绕DM和XPM两方面展开,包括单信道DM系统中补偿光纤长度优化;单段线路以及多周期色散管理波分复用(WDM)系统中XPM所致的强度调制、相位调制;以抑制XPM为目的的DM线路优化;WDM系统内混频过程中损耗、自相位调制(SPM)、XPM作用下的调制不稳定性(MI),具体内容有: 对单信道传输系统,以后补偿DM线路为例采用数值法对补偿光纤长度进行了优化,发现后补偿DM系统中脉冲宽度变化规律为缓变包络先压窄、再展宽,脉宽最窄点的位置随补偿程度的增加而减小,最小脉宽随补偿程度的增加而增加;与单周期最大压缩补偿相比,补偿程度适当减小时能够在一定传输距离内有效减小脉冲展宽,随着脉冲峰值功率的提高,最优补偿长度将随之提高。 对于强度调制直接检测(IM-DD)系统,采用表征XPM所致强度调制的频域传递函数和时域强度调制率作为性能评价指标,研究了群速度色散(GVD)和泵浦波SPM作用下的XPM效应。首先,推导了单段、多段放大线路中表征XPM所致强度调制的频域传递函数,给出了任意泵浦条件下,探测信道输出端的时域波形、时域强度调制率计算方法。然后,分析了调制频率、光纤色散以及泵浦波SPM对XPM的影响。最后,以抑制DM线路中的XPM为目的,分析了补偿方式(前补偿或后补偿)及补偿光纤长度选择问题,发现最优补偿方式并非固定不变,补偿方式的选择同时受补偿光纤长度和传输距离(色散管理周期数目)的影响。 对于相干光通信系统,采用表征XPM所致相位调制的频域传递函数和时域相位调制率作为性能评价指标,研究了GVD作用下传输波形变化时的XPM效应。首先推导了单段、多段放大线路中GVD作用下传输波形变化时表征XPM所致相位调制的频域传递函数,给出了探测信道时域相移、时域相位调制率计算方法。随后,分析了调制频率、传输距离、光纤色散等对XPM的影响。最后,以减小DM线路中XPM所致相移为目的,对各种补偿方案(欠补偿、完全补偿、过补偿、前补偿及后补偿)进行了比较,结果表明对
论文目录:
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 色散管理的研究概况
1.3 交叉相位调制的研究概况
1.3.1 强度调制直接检测WDM系统中XPM的研究
1.3.2 相干光系统中XPM的研究概况
1.3.3 XPM效应理论模型
1.4 交叉相位调制产生的调制不稳定性研究
1.5 本文的主要工作和结论
第2章 单信道色散管理系统中补偿光纤长度优化
2.1 引言
2.2 系统模型和数学模型
2.3 模拟结果和分析
2.3.1 单周期传输
2.3.2 多周期长距离传输
2.4 小结
第3章 单段光纤中泵浦波SPM作用下XPM产生的强度调制
3.1 引言
3.2 理论模型
3.2.1 泵浦波SPM作用下XPM所致频域强度调制与对应传递函数
3.2.2 频域强度调制与对应传递函数解析式简化
3.2.3 泵浦波SPM作用下XPM所致时域强度调制
3.2.4 多信道系统中XPM效应
3.3 结果及讨论
3.4 小结
第4章 色散管理系统中XPM产生的强度调制
4.1 引言
4.2 理论模型
4.2.1 单信道多段系统中GVD、SPM作用下的频域传递函数
4.2.2 泵浦波SPM作用下多段系统中XPM所致强度调制高频段模型
4.2.3 多段系统中XPM产生的强度调制模型简化
4.3 结果及讨论
4.3.1 解析结论与仿真结果比较
4.3.2 以抑制XPM为目的的色散管理方案比较
4.4 小结
第5章 单段光纤中泵浦波GVD作用下XPM产生的相位调制
5.1 引言
5.2 理论模型
5.2.1 任意泵浦信号下探测波相移表达式推导
5.2.2 特定条件下相移量表达式的简化
5.3 结果及讨论
5.4 小结
第6章 色散管理系统中XPM产生的相位调制及色散管理方案比较
6.1 引言
6.2 理论模型
6.2.1 多段放大线路中XPM所致相移表达式推导
6.2.2 特定条件下XPM所致相移表达式
6.3 结果及讨论
6.3.1 解析结论与仿真结果比较
6.3.2 以抑制XPM为目的的色散管理方案比较
6.4 小结
第7章 SPM和XPM综合作用下混频过程中的调制不稳定性
7.1 引言
7.2 理论模型
7.2.1 损耗作用下耦合模方程的求解
7.2.2 特定相位匹配条件下耦合模方程的解析解
7.3 损耗作用下调制不稳定性增益谱及其讨论
7.4 小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
发布时间: 2006-03-06
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