光相位共轭色散补偿波分复用系统的传输带宽

导出了光相位共轭器（DPC）接于常规单模光纤链路中点的色散补偿波分复用（WDM）系统传输带宽的估算公式，并用数值仿真的结果验证了公式的正确性；采用不对称接入光相位共轭器提高传输带宽的方法，导出了光相位共轭器接入位置对传输带宽影响的估算公式，利用公式估算和数值仿真的结果表明，当光相位共轭器处于最佳接入位置时，色散补偿的波分复用系统的传输带可以提高近一倍。     

WDM系统中ASE噪声的二阶色散效应

讨论了采用小信号分析法研究脉冲波在色散、非线性光纤中的传输时,放大的自发辐射(ASE)噪声作为功率调制项加入脉冲波的传输方程后所产生的效应.ASE噪声不仅被互相位调制不稳定增益所放大,还受二阶色散成分的影响.其传输函数为COS(1/2β2dzω2),这一函数不能通过色散补偿来消除,会削弱ASE噪声的影响.鉴于此,ASE...     

基于SOA器件的色散补偿系统

基于半导体光放大器非线性效应提出一种连续可调谐的色度色散补偿方法.利用SOA的交叉相位调制效应,对10 Gbit/s和 40 Gbit/s RZ码系统的补偿效果和补偿范围进行了仿真分析.分析结果表明,该方法在10 Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为400 ps/nm的正负色散.在40 Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为40 ps/nm的正负色散.在理论分析基础上,进行了10 Gbit/s传输系统下连续动态色度色散测补偿实验.实验结果表明,该方法实现了-40～60 ps/nm范围内色度色散的连续可调谐补偿.     

基于SOA器件的色散补偿系统

基于半导体光放大器非线性效应提出一种连续可调谐的色度色散补偿方法.利用SOA的交叉相位调制效应,对10Gbit/s和40Gbit/sRZ码系统的补偿效果和补偿范围进行了仿真分析.分析结果表明,该方法在10Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为400ps/nm的正负色散.在40Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为40ps/nm的正负色散.在理论分析基础上,进行了10Gbit/s传输系统下连续动态色度色散测补偿实验.实验结果表明,该方法实现了-40～60ps/nm范围内色度色散的连续可调谐补偿.     

色散补偿系统中的带内非线性效应研究

在同时考虑自相位调制、交叉相位调制和四波混频非线性效应的情况下，研究了预补偿、后补偿和混合补偿三种色散补偿系统输入功率与误码率的关系．比较了不同的色散管理系统下，由带内交叉相位调制和带内四波混频引起的定时抖动与寄生脉冲对系统的影响．由于非线性效应、传输损耗及噪声的综合影响，应当选取合适的入纤功率以使得系统获得最佳的传输性能，本文找到了其中最优系统的最佳入纤功率．     

偏振模色散对多信道光纤通信系统信号的影响

利用耦合非线性薛定谔方程,计算了考虑PMD和非线性效应情况下8×40 Gb/s波分复用光纤通信系统中的波形及频谱.与不考虑PMD结果的比较表明:由于PMD的影响使得波形变宽,频谱分裂,同时通过比较还发现PMD对各信道的影响是不同的,这将有利于开发WDM系统中PMD补偿系统.     

基于交叉增益调制效应全光波长变换中半导体光放大器增益与变换光脉冲啁啾分析

对于半导体放大器(SOA),由于连续光注入其有效增益降低,本文提出基于SOA交叉增益调制效应(XGM)全光波长变换(AOWC)简化的系统模型,应用此模型详细分析了信号光功率(P_s)、信号光脉宽(t_p)、泵浦电流和探测光功率(P_cw)对于变换光啁啾的影响.     

光纤光栅带内色散特性的离散时域分析

采用多层介质的离散传输线模型表型光纤光栅响应特性，并利用数字信号处理方法对光纤光栅的相位特性进行了分析，研究了用于密集波分复用窄带滤波的变迹光纤光栅的带内色散特性，表明对称变迹光纤光栅的幅度响应与相位响应之间满足希尔伯特变换关系，幅度响应越接近理想的矩形，带内色散越大。并采用耦合模理论数值计算了对称变迹的光纤光栅的反射相位响应和带内群时延情况，验证了分析结果。     

用于多信道色散补偿的Gires-Tournois干涉仪的特性分析

从Gires-Tournois(G-T)干涉仪的特性着手，分析一种基于G－T干涉仪的多信道色散补偿方法。该方法利用G－T干涉仪色散曲线的周期特性，同时对1.55μm窗口内的多个通信波长进行色散补偿，并实现色散补偿量的动态可调谐。     

4×4自由空间光开关结构及其矩阵分析

光开关是全光通信网络中的一种重要的光无源器件。提出了一种4×4自由空间光开关的结构设计方法,并进行了矩阵理论分析。该4×4光开关具有新颖的光模块化结构,该光开关结构仅由偏振分束组合棱镜,λ／4波片,λ／2波片,直角棱镜,全反镜和偏振光调制器组成,对光开关的控制与输入光束的偏振态无关。所有的输出端口可以和输入端口无阻塞地互连交换。这种新型的光开关结构具有光学元件少,结构紧凑,模块化,与偏振无关的特点。基于4×4光开关的矩阵分析得到了路由控制表,为4×4光开关从任意输人端口到任意输出端口的路由控制状态提供了理论分析手段,从而可以方便地实现无阻塞地光交换开关矩阵的路由控制功能。     

The Choice of Dispersion Managed Schemes in Standard Single-Mode Fiber

In this paper, the three allocated schemes of dispersion-managed soliton are proposed on standard single-mode fiber. Adopting variational method and on the proposed schemes, the timing jitter introduced from the perturbations of amplifier spontaneous-emission (ASE) and cross-phase modulation in wavelength-division multiplexing is studied. Compared with performances of different system schemes, the principles of optimal allocated dispersion management are obtained, which can be used to optimal allocated dispersion managed soliton system.     

差分相移键控色散管理孤子多扰动系统的相位抖动

差分相移键控(DPSK)调制方式和色散管理孤子传输方式的结合能抵制噪声和非线性损伤,在高速(40 Gbit/s以上)多信道系统中具有突出的优点。采用变分法分析了多波长信道的放大自发辐射(ASE)噪声、信号间的非线性串扰(ISI)等多种扰动因素引起差分相移键控色散管理孤子系统的均方根相位抖动,给出了扰动的作用区域以及各扰动的大小。研究发现,放大自发辐射引起的抖动与传输距离成三次方的关系,而交叉相位调制(XPM)引起的抖动与距离近似成线性关系。通过优化选择色散管理图强度范围1.5~3.5,各种扰动得到了抑制,而以放大自发辐射扰动抑制为最大,此时要远低于交叉相位调制引起的抖动,然后分别是交叉相位调制-放大自发辐射扰动和交叉相位调制,从而波分复用系统主要来自于增加信道数这一客观限制。     

偏振模色散影响色散控制孤子传输的理论研究

采用变分法分析高速色散控制孤子在双折射光纤中的传输规律。首先建立了色散控制孤子在双折射光纤中的扰动传输模型 ,然后解析了偏振模色散影响下色散控制孤子各参量的传输演化规律 ,最后对解析结果进行了计算。研究结果表明 ,偏振模色散参量对色散控制孤子能量、脉宽的演化影响很大 ,当偏振模色散很大时 ,如Dp>0 .3ps/km1/ 2 时 ,必须考虑采用某些在线控制手段来有效抑制偏振模色散对传输系统的影响 ,然而 ,当Dp≤ 0 .1ps/km1/ 2 时 ,系统几乎不受影响 ,同时本文还证明了色散控制孤子抗偏振模色散扰动的能力强的这一特点。为研究偏振模色散对高速非线性传输系统、特别是色散控制孤子传输系统的影响提供了理论依据和研究方法。     

变路径色散管理孤子系统中的调制非稳性研究

本文研究了变路径色散的孤子系统中的调制非稳性.首先采用微扰法对变路径色散的系统中的调制非稳性(MI)进行理论分析,解析出变路径色散系统中的MI特征根表达式,据此得到了色散管理孤子(DMS)系统的特征参数色散管理图强度与MI增益系数关系.研究结果表明,变路径色散系统中的色散管理强度大大影响MI增益的大小以及增益谱范围,而路径平均色散只影响MI增益谱范围.同时,本文结果还表明DMS较普通孤子系统有更强的抑制MI增益的能力.     

Soliton Propagation in Optical Fibers with Random Polarization Dispersion

ＳｏｌｉｔｏｎＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒｓｗｉｔｈＲａｎｄｏｍＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ￥ＴＡＮＧＸｉｏｎｇｙａｎ；ＹＥＰｅｉｄａ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎ...     

Simulation of DWDM signals using optimum span scheme with cascaded optimized semiconductor optical amplifiers

We numerically simulated the ten channels at 10 Gb/s dense wavelength division multiplexing (DWDM) transmission faithfully over 17,227 km using 70 km span of single mode fiber (SMF) and dispersion compensating fiber (DCF) using optimum span scheme at channel spacing 20 GHz. For this purpose, inline optimized semiconductor optical amplifiers (SOAs) and DPSK format are used. We optimized the SOA parameters for inline amplifier with minimum crosstalk and amplified spontaneous emission noise with sufficient gain at bias current 400 mA. For this bias current, constant gain 36.5 dB is obtained up to saturation power 21.35 mW. We have also optimized the optical phase modulator bandwidth for 400 mA current which is around 5.5 GHz with crosstalk −14.2 dB between two channels at spacing 20 GHz.We show the 10×10 Gb/s transmission over 70 km distance with inline amplifier has good signal power received as compared to without amplifier, even at equal quality factor. We further investigated the optimum span scheme for 5670 km transmission distance for 10×10 Gb/s with channel spacing 20 at 5.5 GHz optical phase modulator bandwidth. As we increase the transmission distance up to 17,227 km, there is increase in power penalty with reasonable quality.The impact of optical power received and Q factor at 5670 and 17,227 km transmission distance for different span schemes for all channels has been illustrated. For launched optical power less than saturation, all channels are obtained at bit error rate floor of 10⁻¹⁰.     

Recent Progress of Wavelength Division Multiplexing Technology In Tera-bit/s Transoceanic Undersea Cable Systems

Transmission capacity for optical undersea cable systems is growing remarkably and a more than 500-fold increase has been achieved for commercial systems over the past 10 years. The first optical fiber cable in the Pacific Ocean went into service in 1989 and has a capacity of 280 Mbit/s per fiber pair. The emergence of an Erbium-doped fiber amplifier paved the way for a drastic capacity increase for these cables, and large capacity optical amplifier undersea cable systems with 5 Gbit/s per fiber pair were constructed worldwide in 1995-1996. Recent 10 Gbit/s-based wavelength division multiplexing (WDM) technologies together with new fibers and new amplifiers have allowed a further increase in capacity up to 160 Gbit/s, and these WDM systems will begin commercial service in both the Pacific Ocean and the Atlantic Ocean in 2000. Research interest is now being directed towards the development of undersea cable systems with a transmission capacity of 1 Tera-bit/s or more. This paper reviews the key technologies for next generation 160 Gbit/s optical undersea cable systems and recent progress towards Tera-bit/s systems. Dispersion managed soliton transmission for future higher bit rate WDM is also discussed.     

Impact of ASE noise in WDM systems

The small signal analysis method is presented for the discussion of amplified spontaneous emission (ASE) noise in dispersion and nonlinear transmission fibers in wavelength division multiplex (WDM) systems. Based on it, the complete ASE noise spectra (include the ASE noise, the ASE noise enhanced by parametric gain and the crosstalk caused by ASE noise and parametric gain) are described and the factors impacting on them are discussed. The crosstalk caused by ASE noise and parametric gain in single mode fibers, non-zero dispersion shift fibers and dispersion compensation fibers are analyzed. Taking into account the dispersion effect in the transmission fibers, the three types of ASE noise may decrease.     

Analysis of the Crosstalk in WDM Systems Caused by Cross-phase Modulation in Erbium-doped Fiber Amplifiers

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｃｒｏｓｓ ｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ (ＸＰＭ )ｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ(ＷＤＭ )ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ[1,2 ] .ＩｔｃａｕｓｅｓｃｒｏｓｓｔａｌｋｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｓｉｎＷＤＭｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｏｂｅａｓｉｇｎ…     

偏振模色散及非线性效应对40 Gbit/s密集波分复用系统的影响

高速率、大容量的密集波分复用系统是光纤通信系统的最终发展方向 ,单信道速率达到 4 0Gbit/s时 ,光纤的非线性效应、偏振模色散现象对系统的影响更加突出。在综合考虑群速度色散、自相位调制、交叉相位调制、四波混合、偏振模色散等因素的基础上 ,推导了密集波分复用系统中任意信道的耦合非线性薛定谔方程组。利用扩展的分步傅里叶方法对该方程进行了数值计算 ,通过对 8× 4 0Gbit/s密集波分复用系统的仿真 ,分别研究了非线性效应和偏振模色散对密集波分复用系统的影响。发现由于交叉相位调制和四波混合作用 ,多波长的密集波分复用系统比单波系统受非线性效应影响严重 ;系统受偏振模色散与非线性效应的影响程度与输入信号功率有关 ,在入射光单信道平均功率较低 0 .1mW时 ,偏振模色散是影响系统性能的主要因素 ;当入射光单信道平均功率较高1mW时 ,系统受非线性效应影响严重。而偏振模色散在使信号脉冲展宽的同时 ,类似于非零色散位移光纤中的微小色散 ,对非线性效应又有一定的抑制作用。