齐志勇[1]2004年在《掺铒光纤放大器的模拟器研究》文中研究表明掺铒光纤放大器(EDFA)在光纤通信系统中占据重要的位置,因此人们对它的研究非常重视,同时对其进行计算机模拟的研究也越来越多,因为有效的计算机模拟对于器件优化和系统性能评估都是十分有益的。本文的主要工作是设计一个EDFA模拟器,针对稳态条件下的EDFA主要性能及光脉冲在EDFA中的传输情况进行计算机模拟,以分析EDFA的工作性能、优化EDFA的工作参数、了解光脉冲在EDFA中传输的情况。在设计EDFA模拟器之前,首先必须建立用于计算机数值模拟的模型:稳态条件下EDFA的数学理论模型和光脉冲在EDFA中的传输模型;然后把模型转化为相应的独立模块,利用MATLAB 6.5的图形用户界面(GUI)设计平台设计相应模块的静态图形界面和动态程序;最后将这些模块搭建成一个EDFA模拟器。论文的主要工作包括以下几个方面:(1)在查阅大量文献的基础上,介绍EDFA的工作原理、结构、基本功能。简述了利用MATLAB 6.5中的图形用户界面(GUI)设计平台设计EDFA模拟器的思路和步骤。(2)在已有的EDFA理论模型的基础上,推导了一种近似理论模型。介绍了光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔方程,并将该方程扩展,得到光脉冲在EDFA中传输的非线性薛定谔方程,最后讨论了求解该方程的分步傅立叶算法。(3)提出M文件设计规范。在设计规范的基础上,利用MATLAB 6.5的GUI设计平台完成用于EDFA模拟的模拟器。(4)利用已设计的EDFA模拟器,模拟分析EDFA的信号增益与信号波长、铒光纤长度、信号功率和泵浦功率的关系以及EDFA的噪声系数与泵浦功率、铒光纤长度的关系;模拟光脉冲在EDFA中的传输情况,分析光脉冲变化原因。
王帅[2]2016年在《基于多维可重构光分插复用器的传输系统仿真及光学性能研究》文中提出随着物联网、智慧城市、叁网合一、云计算等新兴信息技术的兴起,各行各业对高速信息传输的要求越来越高,光传输网作为提供可靠传输的基础,其起的作用越来越巨大,发展越来越迅速,随之而来的运营成本也越来越高,具体表现为：高频率的出现错综交叉的光传输干线及数量较大的上行／下行节点。因此运营商迫切需要光传送骨干网能够满足灵活、快速调度波长的特性,从而实现通信传输的低成本、高效性与高容量。这就对波长业务的灵活调度与分配提出了新的要求,由以上的需求,多维可重构光分插技术应运而生,我们可以利用波长选择开关技术来实现无色性,无方向性,波长的灵活调度。VPI Transmission Maker是一款十分重要的光学模拟器,研究光传输的高校和企业大多都会安装这款软件,但该软件功能较为复杂,搭建新模块的难度较大,故对模拟仿真搭建平台的过程进行叙述具有十分重要的意义。本文首先对光纤通信技术和ROADM发展现状进行了概述,而后围绕四维ROADM(re-configurable Optical Add-Drop Multiplexer)对现有100G光传输骨干系统进行仿真,如80波100G PDM-QPSK发射端系统、ROADM系统。为提升仿真效率,我们将主要的测试分为两部分,先测试ROADM无色、无方向性,灵活调度波长这种容易测量的性质,后测试ROADM引入到光网中这种复杂的情况。结果证明了该光电器件在灵活调度波长、保证OSNR的可行性。本文利用VPI模拟仿真软件搭建光传输系统平台,主要完成了以下工作：1、对80波100G波分复用系统的光发射端进行了仿真和性能测试；2、对WSS (Wavelength Selective Switch)、波分复用及ROADM进行集成仿真及测试,从波分复用,无色、无方向性、波长灵活调度的角度验证器件可行性；3、对现有的光传送骨干网进行仿真,使仿真的OSNR高于100G系统的技术要求；4、将四维ROADM引入到光传送网络之中,通过测试OSNR来验证该器件的可行性。
胡红伟[3]2006年在《高速光纤通信系统中偏振模色散效应研究》文中研究表明近年来,随着人们对通信带宽需求的迅速增长,光纤通信骨干网上单通道传输速率一直在朝着高速率、大容量和长距离的方向发展。尤其是在掺铒光纤放大器(EDFA)的出现以及各种色散补偿技术的采用之后,光纤损耗和色度色散对系统的传输距离不再起主要限制。然而由此带来另一个问题——原本微小的偏振模色散(PMD Polarization Mode Dispersion)由于在信号的传输过程中不断积累,对光纤通信系统产生了不容忽视的影响。研究表明,当传输速率达到10Gbit/s以上时,偏振模色散(PMD)明显影响系统的传输性能,已经成为限制高速光通信系统传输速率和距离的最终决定因素。因而研究如何克服偏振模色散对传输系统的影响成为一个迫在眉睫的问题。然而,由于偏振模色散是一个随机过程,随着频率和环境温度等条件而随机变化,使偏振模色散的补偿变得非常困难。 如何克服偏振模色散对传输系统的影响目前已成为国际上光纤通信领域研究的热点问题。偏振模色散的研究任务包括基本理论,测试方法,模拟仿真和补偿技术等。 本文首先介绍了偏振模色散的基本原理,包括其概念、特点、基本理论、对通信系统的影响以及各种测量方法及其优缺点。接着研究了偏振模色散的模拟器,建立了偏振模色散的仿真模型,根据琼斯矩阵分析方法,采用蒙特-卡罗方法实现了一阶及二阶偏振模色散统计特性的仿真,对仿真结果进行了讨论,研究结果表明:随着组成模拟器的保偏光纤的段数增加,一阶和二阶偏振模色散的统计分布越接近于理论拟合曲线。比较了两种不同模拟器的组成方法,得到的结果将对模拟器的设计具有得出的结果对模拟器的设计具有一定的实际指导作用。最后,论文对一般单波长光纤通信系统中的偏振模色散的监测与补偿原理与方案进行了讨论和分析,并对几种补偿方法进行了比较,然后针对多波长波分复用光纤通信系统,分析了它可以采用的抑制与补偿方案,指出多信道PMD同时均衡方法将使未来全光网络补偿技术的首选方案。
黄山[4]2004年在《基于温度效应的偏振模色散模拟器》文中研究指明随着光纤通信传输速率和距离的不断增加,原来在光纤通信系统中不太被关注的偏振模色散(PMD)问题日显突出并引起广泛的关注,PMD已成为当前发展高速(10Gb/s 或更高)长距离光纤传输系统的主要限制因素。光纤链路中的PMD统计特性、PMD导致的信号失真以及PMD测量与补偿技术研究是目前光纤通信领域研究的热点和前沿之一。论文主要工作是研制用于“863”项目“光纤偏振模色散自适应补偿系统”试验的模拟器。论文对保偏光纤的温度特性进行了测试,对基于温度效应的偏振模色散模拟器进行了理论分析和仿真,完成了一套性能指标符合课题要求的模拟器。论文的主要成果和创新为:设计了单根高双折射光纤的温度特性的测量方法。该方法利用琼斯矩阵测量装置,通过计数输出光强的变化周期数,能够计算出光纤的温度敏感性参数,为模拟器的设计制作打下了基础。以高双折射光纤级联模型为基础,利用温度对光纤双折射特性的影响,建立了温度效应的PMD模拟器的模型,并进行了仿真。仿真结果表明:模拟器的DGD分布规律由级联段数决定,平均DGD由级联光纤总DGD决定。完成了一套8段45o焊接的温度效应模拟器,结构简单,核心部分没有偏振控制器等机械部件。其DGD平均值为30ps,概率密度基本符合麦克斯韦分布,能够产生二阶PMD,自相关函数正交散落。模拟器达到了“863”课题要求,并应用于PMD自适应补偿系统试验中。该项目已于2003年12月通过“863”专家组验收。
佚名[5]2006年在《通信》文中研究指明TN912006010862CVAAS自适应动态电源管理策略/卜爱国,胡晨,刘昊,李杰(东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心)//应用科学学报.―2005,23(3).―269～273.在嵌入式和便携式系统的低功耗设计中,动态电源管理(dynam
汪若虚[6]2018年在《高速光传输系统全光纤功能器件研究》文中研究指明随着云计算、流媒体和移动互联网的兴起,信息社会对于通信流量的需求不断增长。作为流量的核心承载者,光传输网络数十年来一直保持高速发展态势。在光传输系统中,物理层的密集波分复用技术、偏振复用技术、以及高级调制码型的出现,使高谱效率的传输成为可能。作为光纤传输系统的核心模块之一,全光纤器件以其低损耗、高兼容性、易于制备的优势,备受科研机构和网络供应商的关注。然而,面对越来越复杂的光传输网络,如何顺应系统发展,设计并制造出具有新结构,实现新功能并满足新一代高速大容量传输系统的全光纤器件,成为了需要面对的挑战。本论文针对高速光纤通信系统,面向信号处理、性能监测和组播耦合等迫切需求,设计、制作、并测试了多种全光纤结构的功能器件,并在高速光传输系统中完成了功能验证。主要内容和创新点包括:(1)以电弧放电技术为核心,开发了通用的光纤型器件制备平台。通过对特种光纤熔接机应用程序接口的调用,编写软件控制了熔接机的电极放电、电机位移和CCD监测过程,实现了对特种光纤的拉锥、应力释放和周期性处理等二次加工工艺,制备了高性能光纤型马赫曾德尔干涉仪、长周期光纤光栅、手性光栅等光纤功能结构。进一步的,为了实现光谱调谐,研究了温度变化和应力变化全光纤器件的影响,为其在光通信系统中的应用打下了良好的基础。(2)面对光通信系统中的高速信号处理问题,提出并设计了一种基于线性啁啾布拉格光纤光栅和可编程加热阵列的软件定义热光调谐二阶微分器。利用商用热打印头的可编程加热阵列,开发可编程软硬件平台,实现了灵活可编程的温度场操控。基于线性啁啾布拉格光纤光栅的热光效应,利用温度场在光栅中插入了大小和位置分布可控的相移,在频域上实现了光二阶微分器传输函数。实验结果表明,该微分器具有波长、工作带宽可调谐的特点。与理论相比,实际输出的时频域微分结果的误差较小。此外,我们还针对实际波分复用传输系统提出了多通道的二阶微分器结构,能够对于多波长高速信号进行并行微分处理。(3)面对高速光通信系统中的性能监测问题,提出了一种全光纤结构可编程控制的带内光信噪比监测技术。基于窄带光域滤波原理,利用线性啁啾布拉格光纤光栅和可编程加热阵列实现的超窄带光滤波器,构建了可调谐带内光信噪比监测组件。通过波分复用相干光传输系统的实验,证明了该监测方法具有较大的光信噪比监测范围,良好的波长可调谐性能,以及对色散和偏振模色散不敏感的优点。(4)面对未来空分复用光通信系统中的光交换问题,提出并设计了一种基于多芯光纤长周期光栅的芯间信号组播和切换器件。基于长周期光纤光栅的模耦合原理,利用电弧放电应力释放的方法在多芯光纤中刻写了大带宽的长周期光纤光栅,实现了一芯到叁芯的C波段芯间信号组播。通过搭建大容量空分复用相干光传输系统,实验演示了最高六波长总容量1.344Tb/s的叁芯间信号组播。在此基础上,利用多芯光纤长周期光栅定向弯曲产生的光谱漂移和衰落,实现了可重构的芯间信号切换器件,光功率切换消光比高达39dB。与光背靠背结果相比,芯间信号切换并未影响信号传输性能。基于以上研究内容,多种新型全光纤功能器件有望在大容量超高速光通信系统中得到广泛的应用。
刘剑飞[7]2002年在《高速光纤通信系统中的偏振模色散及其补偿技术的研究》文中研究指明随着光纤通信系统向高速、大容量的发展，单模光纤中偏振模色散的问题变得越来越突出。它可以引起数字传输系统中的脉冲展宽，从而限制系统的传输速率。因而如何克服PMD对传输系统的影响成为研究的热点问题。然而，由于PMD是一个随机过程，随着频率和环境温度等条件而随机变化，使PMD的补偿变得非常困难。本文首先对描述偏振模色散的有关概念及其特性等进行了总结，为以后各章的讨论提供了理论基础。然后从偏振主态的概念出发，推导了一阶偏振模色散引起的脉冲展宽的均方值表达式，描述了PMD对NRZ与RZ码展宽的作用。随后研究了PMD引起的脉冲展宽对接收机灵敏度的恶化以及对接收信号频谱的影响，得出了差分群时延与RF谱分量的关系。并对后者进行了实验研究，取得一致的结论。在此基础上，提出了以接收信号频谱中某频率分量的功率作为PMD自动补偿系统的反馈控制信号的方法。偏振模色散的补偿技术是本文研究的重点。文中首先描述了一阶PMD补偿的基本原理，给出了PMD补偿系统的一般模型，对各个模块和关键技术进行较为详细的讨论，对现有的PMD补偿技术进行了总结和比较。文中还对二阶PMD、WDM系统与光孤子系统中的PMD及其补偿问题进行了分析与讨论。然后，在10Gbit/s的系统上实现了一种一阶PMD补偿器的具体设计与实验研究，对其中的各个补偿元件、反馈信号提取方法以及控制算法等进行了较为详细的分析与描述，并给出了实验结果和相应的分析。实验结果表明，我们设计的PMD补偿器对克服系统的一阶PMD具有非常好的效果。最后提出了一阶PMD补偿器的改进方法，讨论了其应用前景。据作者所知，本论文的工作是到目前为止国内首次实现PMD的自动补偿技术。对我国自行掌握这一技术的知识产权具有重要意义
王桐[8]2004年在《基于SOA的注入锁模光纤环激光器特性及应用研究》文中研究表明全光3R再生是克服超长距离传输中光信号恶化的一种有效的方法。在全光3R再生系统中,全光位时钟提取是其中的一项关键技术。基于半导体光放大器(SOA)的注入锁模光纤环激光器由于其方案简单、波长可调、成本低、工作稳定并可使用成熟的商品器件等优点,在论文中将其应用于全光时钟提取。基于SOA的注入锁模光纤环激光器中的关键器件为SOA,它的载流子浓度受到外界信号的调制,由于其交叉增益调制(XGM)和交叉相位调制(XPM)效应,对环内激光进行调制,同时又受到环内激光的影响,因此工作情况比较复杂,到目前没有发现有对其进行理论模拟方面的文章。论文建立了一套比较完善的基于SOA注入锁模激光器的数值模拟模型,系统研究了外界信号、SOA的噪声等参数对时钟提取的影响。通过数值模拟和实验发现,由于SOA载流子恢复时间的限制,当应用于随机码数据信号的时钟提取时,提取的时钟存在着比较大的幅度起伏和时间抖动,称之为码型效应,这是利用基于SOA的注入锁模光纤环激光器进行时钟提取的最大缺点。论文提出了利用梳状滤波器对输入信号进行预处理,然后进行时钟提取的方法,数值模拟证明,论文提出的方法可以有效的减小码型效应。理论分析表明当利用高精细度的梳状滤波器进行预处理时对其自由谱区的准确度和波长对准度有很高的要求,因此提出了利用较低精细度(约为21)的梳状滤波器和SOA级连装置对数据信号进行预处理的实用方案,实验和理论均证明此方法可以有效的减少码型效应的影响,利用这一方法成功地实现了10Gb/s和40Gb/s时钟提取。如何从码型恶化的数据信号中提取时钟和对恶化的数据信号进行3R全光再生是国际上研究的热点。利用梳状滤波器和SOA级连装置对数据信号进行预处理,然后通过基于的SOA注入锁模光纤环激光器进行时钟提取,在实验上成功的从码型严重恶化的数据信号中提取了低抖动高消光比的时钟信号,并利用电吸收调制器(EAM)作为光开关,在实验上成功地实现了10Gb/s的全光再生。
参考文献：
[1]. 掺铒光纤放大器的模拟器研究[D]. 齐志勇. 华中科技大学. 2004
[2]. 基于多维可重构光分插复用器的传输系统仿真及光学性能研究[D]. 王帅. 北京交通大学. 2016
[3]. 高速光纤通信系统中偏振模色散效应研究[D]. 胡红伟. 武汉理工大学. 2006
[4]. 基于温度效应的偏振模色散模拟器[D]. 黄山. 清华大学. 2004
[5]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2006
[6]. 高速光传输系统全光纤功能器件研究[D]. 汪若虚. 华中科技大学. 2018
[7]. 高速光纤通信系统中的偏振模色散及其补偿技术的研究[D]. 刘剑飞. 天津大学. 2002
[8]. 基于SOA的注入锁模光纤环激光器特性及应用研究[D]. 王桐. 清华大学. 2004
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