压窄反常色散光纤中的非线性自相位调制折射率长春工业大学光通信.pptx
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1、课程总结课程总结光纤通信技术光纤通信技术王建萍王建萍 信息光电子研究所信息光电子研究所信息光电子研究所信息光电子研究所清华大学电子工程系清华大学电子工程系清华大学电子工程系清华大学电子工程系光源光源调制器调制器调制器调制器驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路放大器放大器光电二光电二极管极管判决器判决器光纤光纤光纤光纤光纤光纤光纤光纤中继器中继器中继器中继器一、光发射机一、光发射机n n激光器是一种阈值器件。激光器是一种阈值器件。激光器是一种阈值器件。激光器是一种阈值器件。n n激光器的瞬态特性影响着调制信号的质量。激光器的瞬态特性影响着调制信号的质量。激光器的瞬态特性影响着调制信号的质量。激光器的
2、瞬态特性影响着调制信号的质量。n n调制码型:调制码型:调制码型:调制码型:NRZNRZ、RZRZ、CRZCRZ、CSRZCSRZn n前向纠错(前向纠错(前向纠错(前向纠错(FECFEC)是数字通信系统中应用的基本是数字通信系统中应用的基本是数字通信系统中应用的基本是数字通信系统中应用的基本差错控制方式之一,其原理是发端在信息比特后差错控制方式之一,其原理是发端在信息比特后差错控制方式之一,其原理是发端在信息比特后差错控制方式之一,其原理是发端在信息比特后附加冗余的校验比特,即进行编码,接收端译码附加冗余的校验比特,即进行编码,接收端译码附加冗余的校验比特,即进行编码,接收端译码附加冗余的校
3、验比特,即进行编码,接收端译码的同时,在纠错能力范围内,自动纠正传输中的的同时,在纠错能力范围内,自动纠正传输中的的同时,在纠错能力范围内,自动纠正传输中的的同时,在纠错能力范围内,自动纠正传输中的错误,而无需信息的重发。其编码增益能给系统错误,而无需信息的重发。其编码增益能给系统错误,而无需信息的重发。其编码增益能给系统错误,而无需信息的重发。其编码增益能给系统提供几个提供几个提供几个提供几个dBdB的富裕度。的富裕度。的富裕度。的富裕度。PMDPMD二、光二、光 纤纤n n光纤的损耗;光纤的损耗;n n光纤的色散;光纤的色散;n n光纤的非线性光纤的非线性色散展宽是提高通信速率的主要障碍色
4、散展宽是提高通信速率的主要障碍图 1图 2 0,D0,D DD 反常色散区反常色散区反常色散区反常色散区 2 200兰快红慢兰快红慢兰快红慢兰快红慢光脉冲的较高的频率分量光脉冲的较高的频率分量光脉冲的较高的频率分量光脉冲的较高的频率分量(兰移)比较低的频率分(兰移)比较低的频率分(兰移)比较低的频率分(兰移)比较低的频率分量(红移)传输得快量(红移)传输得快量(红移)传输得快量(红移)传输得快零色散零色散零色散零色散波长波长波长波长色散诱导啁啾色散诱导啁啾色散诱导啁啾色散诱导啁啾啁啾高斯脉冲展宽因子啁啾高斯脉冲展宽因子啁啾高斯脉冲展宽因子啁啾高斯脉冲展宽因子T T1 1/T/T0 0随传输距离
5、的变化随传输距离的变化随传输距离的变化随传输距离的变化异号时异号时异号时异号时 2 2C0C0C0,啁啾高,啁啾高,啁啾高,啁啾高斯脉冲单调展宽的速度斯脉冲单调展宽的速度斯脉冲单调展宽的速度斯脉冲单调展宽的速度比无啁啾脉冲的快比无啁啾脉冲的快比无啁啾脉冲的快比无啁啾脉冲的快 非线性非线性 克尔效应克尔效应自相位调制自相位调制 正啁啾正啁啾(t)(t)压窄压窄反常色散反常色散光纤中的非线性自相位调制光纤中的非线性自相位调制折射率:折射率:附加相移附加相移:附加频移附加频移:色散与非线性自相位调制共同作用色散与非线性自相位调制共同作用光脉冲具有一定的谱宽光脉冲具有一定的谱宽光脉冲具有一定的谱宽光脉
6、冲具有一定的谱宽 展宽展宽展宽展宽正常色散正常色散正常色散正常色散反常色散反常色散反常色散反常色散非线性自相位调制非线性自相位调制非线性自相位调制非线性自相位调制 上啁啾上啁啾上啁啾上啁啾 压窄压窄压窄压窄反常色散反常色散反常色散反常色散 LDLNL非线性效应非线性效应 占优势占优势高阶光孤子高阶光孤子传输传输脉冲呈压窄、展宽、分裂、复原周期性变化脉冲呈压窄、展宽、分裂、复原周期性变化色散与非线性自相位调制共同作用色散与非线性自相位调制共同作用无损光纤中的光脉冲传输无损光纤中的光脉冲传输无损光纤中的光孤子传输无损光纤中的光孤子传输图 8图 9图 10图 11无损光纤中的光孤子传输无损光纤中的光
7、孤子传输光孤子:利用非线性平衡色散效应光孤子:利用非线性平衡色散效应缺点:维持色散与非线性间缺点:维持色散与非线性间缺点:维持色散与非线性间缺点:维持色散与非线性间的平衡条件过于精细,利用的平衡条件过于精细,利用的平衡条件过于精细,利用的平衡条件过于精细,利用非线性带来其它副作用非线性带来其它副作用非线性带来其它副作用非线性带来其它副作用多种非线性效应共同作用多种非线性效应共同作用色散限制色散限制色散限制色散限制WDMWDM孤子孤子孤子孤子色散位移光纤色散位移光纤色散位移光纤色散位移光纤普通单模光纤普通单模光纤普通单模光纤普通单模光纤非线性限制非线性限制非线性限制非线性限制非零色散位移光纤非零
8、色散位移光纤非零色散位移光纤非零色散位移光纤L L波段波段波段波段WDMWDMOTDMOTDM新型光纤新型光纤新型光纤新型光纤PMDPMD限制限制限制限制WDM/ETDMWDM/ETDM+OTDM+OTDMPMDPMDPMDPMD补偿技术补偿技术补偿技术补偿技术光纤的其它限制及解决方案光纤的其它限制及解决方案L+L+,S S,S+S+改善改善改善改善PMDPMDPMDPMD特特特特性的光纤性的光纤性的光纤性的光纤色散补偿色散补偿色散补偿色散补偿提升容量方法:单信道比特率提高提升容量方法:单信道比特率提高 OTDM 原理原理超短脉超短脉超短脉超短脉冲光源冲光源冲光源冲光源时钟源时钟源时钟源时钟源
9、MODMODMODMODMODMODMODMOD延时延时延时延时EDFAEDFA耦合器耦合器耦合器耦合器时分时分时分时分解复解复解复解复用器用器用器用器时钟提取时钟提取时钟提取时钟提取接收机接收机接收机接收机MODMOD提升容量方法:多波段提升容量方法:多波段光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机 N N 1 1 2 2 3 3光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机 N N 1 1 2 2 3 3复用器复用器复用器复
10、用器解复用器解复用器解复用器解复用器EDFAEDFA 波长稳定波长稳定波长稳定波长稳定、窄线宽、窄线宽、窄线宽、窄线宽 高速、小啁啾调制高速、小啁啾调制高速、小啁啾调制高速、小啁啾调制窄带、小串话、稳定滤波窄带、小串话、稳定滤波窄带、小串话、稳定滤波窄带、小串话、稳定滤波增益平坦、宽带、较高输出功率增益平坦、宽带、较高输出功率增益平坦、宽带、较高输出功率增益平坦、宽带、较高输出功率 高灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度 宽动态范围宽动态范围宽动态范围宽动态范围WDM(波分复用波分复用)L波段放大器,(波段放大器,(L波段波段EDFA+拉曼放大器)拉曼放大器)L波段的各种光子器件:波段的各种光子器件
11、:LD,WDM,隔离器隔离器 DCF!?提升对提升对L波段的器件要求波段的器件要求面临的问题面临的问题多波段带来的问题:非线性多波段带来的问题:非线性多波段带来的问题:非线性多波段带来的问题:非线性n n开辟新窗口开辟新窗口(L-Band)n n物理效应物理效应物理效应物理效应:宽频带导致的宽频带导致的宽频带导致的宽频带导致的SRS.SRS.光纤非线性光纤非线性光纤非线性光纤非线性n n增加信道密度增加信道密度n n物理效应物理效应物理效应物理效应:FWM,XPM:FWM,XPM 光纤非线性光纤非线性光纤非线性光纤非线性非线性不可完全补偿,它将恶化非线性不可完全补偿,它将恶化OSNR,成,成为
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