首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> OptiSystem应用:平均光孤子系统 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2023-11-30 09:14

OptiSystem应用:平均光孤子系统

超高速、超长中继距离传输一直是光纤通信所追求的目标。而光纤损耗、色散和非线性效应是其发展的主要限制因素。光纤的色散使光信号的脉冲展宽,而光纤中还有一种非线性的特性,光纤的非线性特性在光的强度变化时使频率发生变化,从而使传播速度变化,这种特性会使光信号的脉冲产生压缩效应。 F__DPEAc_  
非线性作用会部分抵消色散所带来的脉冲展宽,当两种效应达到平衡时,光脉冲在传播过程中脉冲宽度不再发生变化,光脉冲就会像一个一个孤立的粒子那样变成了理想的光脉冲,这种脉宽不再随传播过程变化的理想脉冲,称为光孤子。 FX}<F0([?  
jt3s;U*  
1.仿真任务 "^_p>C)T  
本课程演示了在由SMF(单模光纤)组成的500km光链路上以10Gb/s传输的平均光孤子系统。 K W04  
光孤子通信系统脉冲器进行编码调制,通过光功率放大器(如EDFA)对传输过程中信号能力衰耗进行补偿、并在光纤中进行传输,光纤中的非线性效应抵消色散的脉冲展宽,使光孤子信号在长距离光纤稳定传输。 }y=7r!{@  
rRT9)wDa  
2.仿真步骤 Ma-^o<{  
图1所示为光路图。 ]P(Eo|)m  
deHBY4@  
[attachment=123304]
图1.光路布局
^Xa-)Pu  
图2是用于实现10 Gb/s传输的全局参数。 )/ s 9ty  
UY}lJHp0  
[attachment=123305]
图2.全局参数设置 VrF]X#\)  
图3为脉冲参数。 jq.@<<j|$  
]d$)G4X 1  
[attachment=123306]
图3 脉冲参数设置
Q=e?G300#L  
我们设定: WpTC,~-  
比特速率      B= 10 Gb/s → TB = 100 ps. p@cPm8L3  
序列长度      16 bits yaR|d3ef?4  
脉冲波长      λ= 1300 nm fD,#z&  
TFWHM = 20 ps    —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps aEZl ICpU7  
输入峰值功率   21.7 mW ~e%*hZNo  
wfo}TGhC  
图4和图5显示了非线性色散光纤的参数。 ZR..>=  
[attachment=123307]
图4.非线性色散光纤的Main参数
E8%O+x}  
[attachment=123308]
图5.非线性色散光纤的Dispersion参数
K\?vTgc(  
我们将设定长度为50 km、损耗为0.4 dB/km的SMF。 ?)]sfJG  
50_%Tl[  
[attachment=123309]
注:不考虑群延迟和三阶色散的影响。 vf5[x!4  
在每条光纤之后,信号用EDFA进行放大。因此,LA=50 km。满足条件LA<LD(见图6)。 NKGo E/  
(B$2)yZY  
[attachment=123310]
图6.非线性色散光纤的Nonlinearities参数 } k5pfz  
对于Kerr非线性系数γ=n2ω0/cAeff,非线性折射率n2=2.6×10-20[m2/W]. jS R:ltd  
[attachment=123311]  .':SD{  
50 km SMF的线性损耗为20 dB,损耗用增益为20dB的理想EDFA进行周期性补偿。 rzqCQZHL5  
该SMF的光孤子峰值功率为5.8mW。平均光孤子的输入功率为27.1mW。为了证明平均光孤子输入功率的重要性,我们将考虑具有两个不同输入功率的500km SMF中的光孤子传播: -MB ,]m  
——5.8 mW——光孤子峰值功率(功率不足) CuuHRvU8  
——27.1mW——考虑周期性放大的光孤子峰值功率(平均光孤子) xg3G  
对循环数量0、4、7和10进行扫描,用这些循环来表示SMF中的传播距离0、200、350和500km。 ge[\%  
&X|z(vSJ$  
3.仿真结果 y99G3t  
图7显示了脉冲的初始模式,以及在SMF中传输200、350和500km后的相同脉冲模式。每50km用EDFA进行周期性放大,27.1mW的光孤子峰值功率。 I*ho@`U  
   UK _2i(I"e  
[attachment=123312]
图7.平均光孤子脉冲
VJ;'$SYx  
可以清楚地看到脉冲模式的良好保存。脉冲、光纤和放大参数对于平均光孤子是有效的。 NiWooFPKJ  
图8显示了脉冲的初始模式,以及在SMF中传输200、350和500km后的相同脉冲模式,以及每50km用EDFA进行周期性放大,峰值功率为5.8 mW。 _ZR2?y-M  
   4{fi=BA   
[attachment=123313]
图8.功率不足的脉冲模式
E"V|Plf c  
由于使用了不适当的脉冲功率,图案中的脉冲无法保持其形式。结果,脉冲变宽并且出现复杂的结构。 Lo;T\C N  
这节课演示了平均光孤子系统。它要求: w5~<jw%>  
1.满足绝热条件LA<LD; W:9L!+m^  
2.适当的脉冲峰值功率。
查看本帖完整版本: [-- OptiSystem应用:平均光孤子系统 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计