孤子在光纤传输远距离通信

Mehul G.Patel¹s . b . Khant²

PG学生[SP&C], ECE称,公元帕特尔理工的?纳加尔,印度古吉拉特邦
助理教授,ECE称,公元帕特尔理工的?纳加尔,印度古吉拉特邦

文摘

Multiterabit / s,超高速光学传输在数千公里的纤维成为现实。群速度色散(它)会严重限制信息光通信系统的承载能力。通过选择合适的脉冲形状高度稳定的光脉冲被称为孤波时生成的影响它平衡了相位调制(SPM)效应。孤波在通信系统中的应用打开超高速信息高速公路。Tbit / s的传输速度可以达到如果光学放大器结合波分复用孤子通信系统为基础。仿真结果对孤子N = 1, N = 3使用OptSim软件。

关键字

它分散,孤子脉冲,SPM。

介绍

需要交流是人类的历史需要。交流一些频道是必要的。纤维是许多其他渠道的沟通渠道之一。光学纤维的超纯玻璃或塑料薄长链传输光从一端到另一个毫无衰减或损失。光纤系统传输使用红外线,人眼看不到的地方,因为它进一步在这些波长的光纤。图2显示了windows使用光纤通信。

光纤通信的优点

长距离传输由于低衰减(0.2 db /公里)的顺序从而减少数量的中继器(成本和复杂性)。

由于广泛的带宽大信息容量。

小尺寸和低体重导致易于安装。

因为介电材料免疫电子干扰。

增强的安全,因为他们没有地面循环火花,等等。然而,激光会损害眼睛。

增加信号安全因为光纤中的光信号很局限。

低成本比铜(玻璃是由沙子。原料用来制作是免费的…。)

零转售价值(所以盗窃是少)

光纤通信的缺点

OFC是微妙的所以必须谨慎处理。

沟通并不是完全在光学领域,所以重复电光学电子转换是必要的。

光学放大器、拆分MUX-DEMUX仍在开发阶段。

色散现象

色散代表了广泛的一类现象相关,电磁波的速度取决于波长。在电信色散的术语是用来描述的过程导致信号由电磁波和传播的光纤是退化的色散现象。这种退化发生因为辐射有不同频率的不同组件以不同的速度传播。

分散类型是

1。模式色散

2。色散

波导色散(光学)

材料色散。(群速度,群速度色散它)

偏振色散

色散现象的问题长期高比特率和光学通信系统。这个问题的一个简单的解决方案是光学solitons-pulses长距离保持其形状。基于孤子光通信系统可以使用在距离几千公里,巨大的信息承载能力通过使用光学放大器。孤波在通信系统中的应用打开ultrahighspeed信息高速公路[3]。传输速度的T位/ s的顺序可以实现如果光学放大器结合波分复用孤子通信系统为基础。

基于孤子的传输

孤子(6 - 10)术语指的是特殊类型的波,可以远距离传播不失真,相互碰撞后不受影响。

通常当一个脉冲指定代表“1”的位数,叫做RZ格式(归零)。

另一方面,如果两个(或更多)脉冲连接时出现一系列' 1 ',叫做NRZ格式(不归零)。

此外,如果允许' 1 '脉冲有两个类型的脉冲相反的阶段;这些格式称为duo-binary。

孤子格式主要使用一个孤子表示数字“1”

这些格式说明如下。

信息传输

可以生成一个数字比特流即由两个截然不同的调制格式。不归零制(NRZ)和return-tozero (RZ)。NLS方程孤子解的认为只有当个人脉冲分离。这可以确保通过保持孤子宽度的一小部分槽。为了达到这个目标,RZ格式(图5)是用来代替NRZ格式时,孤子作为比特的信息。

比特率B和一些槽的宽度结核病相关

孤子在光纤

这个例子的目的是演示孤子脉冲在光纤的传播。在光纤孤子的存在是一个平衡的结果之间的光纤色散引起的啾啾的特点是它(群速度色散)β2and光纤非线性系数的特点是SPM(相位调制)系数γ。分析孤子是一个解的非线性薛定谔方程描述光纤中脉冲传播[5],可以推导出:

布局的一代孤波如图6所示。它由脉冲发生器(锁模激光器),单模无损光纤,波形和频谱分析仪。纤维被认为是无损的展示理想的孤子传播。

仿真和结果

图6显示了布局基本孤子N = 1及其简化框图图7所示。仿真是在OptSim软件完成的。对于给定n2 = 2.6 e-20 m2 / W, Aeff = 60 um2,λ= 1550 nm -γ= 1.75 e - 3 1 / m / W。纤维长度设置为一个孤子周期,对于给定参数Z0 = 27.525公里。初始脉冲双曲正割形,应用脉冲宽度是33 ps,对应T0 = 18.7 ps。基本孤子脉冲功率为32.7兆瓦,三阶孤子293.4兆瓦。数字8 - 12显示了孤子脉冲演化(在时间和频率域)在光纤孤子阶段N = 1 andfigures 14到18 showssoliton脉冲演化(在时间和频率域)在光纤孤子周期N = 3。通过对比输入和输出数据我们可以说孤子脉冲的形状完全相同后27.525公里距离。

结论

基于孤子光纤通信系统更适合长期沟通,因为他们非常高的信息承载能力和中继传输。孤子脉冲后不影响(分散)长途通信。通过检查结果oflayout基本孤子(N = 1 & 3两)我们可以说孤子脉冲形状有类似的形状后旅行27.525公里的距离。N = 3源峰值功率增加与N = 1。

确认

作者想表达感谢Prof.S.B。公元khant,帕特尔理工学院对他的动机,有用的指导,鼓励和指导,我还想表达感谢Dr.V.K。Thakar (HOD)提供我们实验室设施和OptSim软件支持。

引用

Gerd Keiser、光纤通信、4 thedition,塔塔麦格劳-希尔,2008年。
http://hank.uoregon.edu。
r . Gangwar s p·辛格(manmohan Singh)和n·辛格(manmohan Singh)“基于孤子光通信”,在电磁学的研究进展,74年码头,157 - 166年,2007年。
长谷川彰”Soliton-based超高速光通信”,57卷,Nos5 & 6-journal物理2001年11月和12月。
Opsim-appnotes.pdf。
r . Ganapathy k . Porsezian a长谷川,生活的家伙,IEEE,和v . n . Serkin“孤子相互作用下孤子色散管理”,IEEE量子电子学报,44卷,没有。2008年4月4日。
David s .特,会员,IEEE, Xiaofeng Li学生会员,IEEE,“电孤子脉冲的自我”,IEEE杂志固态电路,42卷,没有。2007年8月8日。
杨京温家宝和湘林杨,高级会员,IEEE,“Quasi-Transform-Limited脉冲在色散管理孤子传输系统”,IEEE光子学技术信件,11卷,没有。1999年4月4日。
Kuppusamy Porsezian,拉马纳坦Ganapathy,长谷川彰,生活的家伙,IEEE,和弗拉基米尔·n . Serkin“自治孤子色散管理”,IEEE量子电子学报,45卷,没有。2009年12月12日。
Hiroyuki户田拓夫,Katsuyuki米诺,Yuji玉晶长谷川,生活的家伙,IEEE,和彼得·a . Andrekson会员,IEEE,成员,阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,”噪声在光脉冲源对孤子传输的影响”,光波技术学报,17卷,没有。1999年6月6日。