應(yīng)用相敏光放大器補償光纖偏振模色散的研究.pdf

1、光纖損耗和色散是光纖通信向前發(fā)展的主要限制因素，隨著光放大器和各種色散補償技術(shù)的采用，這兩種因素的影響得以減小或克服。隨著傳輸速率和距離的增加，動態(tài)隨機變化的光纖偏振模色散(PMD)成為系統(tǒng)性能的主要限制因素之一。相敏光放大器(PSA)由于光增益的相敏特性，不僅能夠放大光脈沖的能量，而且還具有相位濾波功能，即能夠抑制光脈沖的展寬。因此，PSA不但能夠補償光纖的損耗，而且能夠“補償”包括PMD在內(nèi)的光纖色散。 本論文主要研究了高速

2、率系統(tǒng)中PSA對PMD的補償效果。首先，從麥克斯韋方程出發(fā)，介紹了描述偏振模色散對傳輸光脈沖影響的耦合非線性薛定諤方程，采用分布傅立葉求解耦合非線性薛定諤方程，給出了采用PSA和EDFA的系統(tǒng)模型。接著，通過計算機系統(tǒng)仿真，研究分別采用EDFA和PSA作為在線放大器，僅考慮不同大小光纖偏振模色散(忽略光纖群速度色散(GVD)及非線性效應(yīng))時在不同的傳輸速率下系統(tǒng)的傳輸性能。研究結(jié)果表明，不同系統(tǒng)速率和不同偏振模色散下，采用PSA作為在線

3、放大器的系統(tǒng)性能優(yōu)于EDFA系統(tǒng)性能。對20Gbit/s系統(tǒng)研究表明，在較小PMD情況下，PSA系統(tǒng)優(yōu)于EDFA系統(tǒng)有限;在較大PMD情況下，PSA系統(tǒng)性能明顯優(yōu)于EDFA系統(tǒng)。對40Gbit/s系統(tǒng)研究表明，其結(jié)果與20Gbit/s系統(tǒng)正好相反。最后，在考慮GVD、PMD、高階色散、非線性和自相位調(diào)制的40Gbit/sPSA傳輸系統(tǒng)中，著重研究了系統(tǒng)參數(shù)和放大器參量(輸入脈沖占空比、輸入光功率、光纖群速度色散、光放大器的增益和間距、放

4、大器中泵浦光和信號光之間的相位漂移等)的變化對高速率PSA光纖通信系統(tǒng)傳輸性能的影響。仿真得到了系統(tǒng)平均Q值隨不同參量的變化曲線，得到特定情況下的最優(yōu)值。研究結(jié)果表明，使用歸零碼系統(tǒng)的性能要優(yōu)于使用非歸零碼的系統(tǒng)。放大器增益的微調(diào)有助于系統(tǒng)性能的提高。無論PSA有無相位漂移，系統(tǒng)性能總是隨著PMD的增大而迅速下降。同時，相位漂移引起系統(tǒng)性能的劣化，相位漂移越大，則系統(tǒng)性能劣化越嚴重。當相位漂移控制在0.075π內(nèi)時，系統(tǒng)性能的惡化是可以