关键字 |
| 受激拉曼散射(SRS),噪音放大自发辐射(ASE),交叉相位调制(XPM),自相位调制(SPM),四波混合(光)。 |
介绍 |
| 需要大带宽传输网络结构导致的接受光网络为核心技术的首选传输函数。光纤作为介质在光学网络,提供了超过40太赫兹的可用带宽,可以有效地利用使用波分复用(WDM) [1, 2]。在波分复用,整个光学带宽分为若干渠道集中在不同波长[3]。WDM网络是一个光学传输网络承载交通从现有网络技术(例如,SONET / SDH、ATM、IP)和运输使用光路径。因此,波分复用基础设施包括接入网络的帮助下通过WDM环连接光交叉互连(光)WDM网状网络(4、5)。所有光学波分复用网络的典型配置图1所示。传播的非线性损伤对质量的影响(QoT)是强烈依赖于积累权力和个人权力的其他光学通道运输并联在同一纤维而线性损伤的影响是独立的力量每个光学通道运输在同一纤维。在线性损伤的情况下,QoT可以单独评估不同的光学通道共享相同的纤维。 |
| 当非线性损伤被认为,QoT纤维上的每个光学通道运输取决于数量和其他渠道的力量运输同时在同一纤维。非线性损伤相位调制(SPM)效应,交叉相位调制(XPM)、四波混合(光)、受激布里渊散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS),而线性缺陷放大自发辐射(ASE)噪声产生的edfa,偏振模色散(PMD),色散(CD)的纤维和全光网相声。由于非线性和线性缺陷,质量信号的一些中间节点可能降低得面目全非。在这种情况下,蓄热室必须放置在中间节点。 |
| 本文组织如下。在第二部分中,讨论了光网络的非线性损伤。在第三部分,讨论了光网络的线性损伤。在第四节,仿真结果绩效评估基于FWM-XPM品质因数和传输功率,SRS-FWM SRS-XPM和SRS-XPM-FWM-ASE非线性光学通信8通道和16通道通信系统进行了讨论。我们V和节总结本文讨论几个杰出的研究问题。 |
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非线性损伤 |
| 这些障碍是由于光纤非线性效应,可以出现由于介质的折射率的变化与光强度(功率)或由于非弹性散射现象。下面简要解释非线性效应。 |
答:自相位调制(SPM) |
| SPM发生由于非线性相位调制的光脉冲自身强度所引起的光学介质。作为一个光脉冲沿着纤维,脉冲的前沿导致光纤折射率的增加导致蓝移,脉冲的下降沿减少折射率引起红移。这些变化引入频率啁啾对每条边和信号在频域扩大的作为 |
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| 其中dp / dt是脉冲功率的时间导数,γ是非线性系数和L eff是有效长度。SPM的主要作用是扩大脉冲在频域中,保持时间不变的形状,而色散引起的脉冲展宽时域谱内容没有改变。因此,展宽的脉冲发生只有当变化引入的频率啁啾光纤色散相互作用。SPM和色散产生的影响是相反的,通过选择合适的脉冲波形和输入功率,影响将弥补另一个,导致无畸变的脉冲在时间和频率域。SPM中最强的克尔效应对DWDM系统工作在100 GHz间距和啁啾取决于输入脉冲波形。 |
交叉相位调制(XPM) |
| XPM源于依赖强度的折射率,从而导致强度依赖相移信号通过光纤传播。当有多个光信号通过光纤传播的多通道WDM,非线性相移信号不仅取决于自己的能力,也在其他信号的力量[23]。例如,如果有四个信号,第一信号的非线性相移[22]是由πi = 1到4的权力四个信号和列夫纤维的有效长度。第一项以上方程由于SPM而其他条款将XPM代表调相(PM)的过程。存在的群速度色散(它),此点转化为IM(强度调制),这会降低信号的质量。XPM-induced阶段转变可能发生只有当两脉冲重叠时由于intensity-dependent相移和顺向鸣叫是增强,导致非对称光谱展宽和脉冲波形的畸变。 |
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| πi = 1到4的权力四个信号和列夫纤维的有效长度。第一项以上方程由于SPM而其他条款将XPM代表调相(PM)的过程。存在的群速度色散(它),此点转化为IM(强度调制),这会降低信号的质量。XPM-induced阶段转变可能发生只有当两脉冲重叠时由于intensity-dependent相移和顺向鸣叫是增强,导致非对称光谱展宽和脉冲波形的畸变。 |
四波混合(光) |
| 在WDM系统中,由于折射率的非线性性质,当信号的频率fi, fj,颗传播的纤维,非线性相互作用将产生新组件[23]频率(fi±fj±颗)。因此, |
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| 例如,如果我= 1,j = 2和k = 3,光组件生成的(不包括我= k和j = k) 231 321 f, f 312 213 f, f 332, 331 f, f 223, 221 f 113年和112年。这些生成的光组件躺在传播载体造成干扰[24]。生成的信号功率表示为 |
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| 产生的总光功率频率f x[37]给出的 |
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| 光的相声由于是占主导地位的长途DSF基于WDM系统中非线性效应。如果通道是等距的(称为等距的信道分配方案(光电子能谱))来生成组件数量的增加快速通道的数量增加。 |
受激拉曼散射(SRS) |
| SRS是由于入射光的相互作用与二氧化硅分子的振动模式即波。,if two or more optical signals at different wavelengths are injected into a fiber, SRS causes energy from lower wavelength channels to be transferred to the higher wavelength channels. This in turn reduces the signal-to-noise ratio of the lower wavelength channels and introduces crosstalk on higher wavelength channels which can lower the information carrying capacity of the system. The threshold power in case of SRS can be estimated as [22] |
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| gR在哪里拉曼增益的有效长度和列夫纤维。如果足够长的纤维,然后列夫≈1 /α。在这种情况下 |
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| gR的值是1 x 10 - 13米/ W对硅在λ= 1550海里。α的值0.2 dB /公里和Aeff 55 2μm,导致甲状旁腺素等于570兆瓦。因此,SRS的影响是微不足道的单通道。 |
线性缺陷 |
答:色散(CD) |
| 用密集的波长光源产生的信号。光纤的折射率是波长的函数,这些波长穿过纤维在不同的速度。它产生脉冲展宽接收机导致国米符号干扰(ISI)。CD是一个测量折射率和波长的变化表示为ps / nm.km。 |
b .放大自发辐射(ASE)噪声 |
| 光学放大器中扮演重要角色的设计长期光通信网络。EDFA是在长途WDM网络中常用的光放大器。它同时放大多个波长的能力。放大器可以被放置在位置a(辅助放大器),或“b”和“c”位置(如串联放大器),或在位置会”(前置放大器),如图3所示。 |
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| 放大器产生的放大自发辐射(ASE)噪声。放大自发发射的平均总功率(进)是由 |
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| 高压是光子能量,G放大器增益,B0光学光纤的带宽。在上面的方程中,nsp代表粒子数反转的因素和参数等于N2 / (N2 N1) N2和N1人口分别为兴奋水平和低水平。规划的范围从1.4到4的典型值。在设计光学波分复用网络,找到最优的位置变得重要光学放大器不仅会增加网络的成本,但也导致累积的ASE噪声导致减少信噪比/降解性能。 |
结果和讨论 |
| 仿真结果分析线性和非线性效应在光纤强调那些导致光学通信系统性能退化。光通信的性能由于集体效应的光和SRS和由于综合效应的光和XPM讨论。分析结果表明,基于q值与传输功率由于FWM-XPM综合效应,SRS-FWM SRSXPM, SRS-XPM-FWM-ASE非线性,在光学通信8通道和16通道通讯系统。。结果还表明,由于综合效应分析品质因数FWM-XPM, SRS-FWM SRSXPM, SRS-XPM-FWM-ASE非线性,在光学通信8通道和16通道通信系统。图:3显示了品质因数与传输功率分析FWM-XPM, SRS-FWM, SRS-XPM SRS-XPMFWM——使用8路ASE非线性。图:4显示了品质因数与传输功率分析FWM-XPM, SRS-FWM, SRS-XPM, SRS-XPM-FWM-ASE非线性使用16通道。 |
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结论 |
| 摘要非线性和线性损伤纤维,降低了光学通信系统的性能。作为光放大器所产生的噪音降低光学通信系统的性能,实现放大器的位置是一个重要的问题在设计光学通信系统。本文结果表明FWM-XPM的结合效果,SRS-FWM, SRS-XPM SRS-XPM-FWMASE非线性基于q值与不同数量的渠道。 |
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