超高速、超長(zhǎng)中繼距離傳輸一直是
光纖通信所追求的目標(biāo)。而光纖損耗、色散和非線性效應(yīng)是其發(fā)展的主要限制因素。光纖的色散使光信號(hào)的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強(qiáng)度變化時(shí)使頻率發(fā)生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會(huì)使光信號(hào)的脈沖產(chǎn)生壓縮效應(yīng)。
zR'lQ<u 非線性作用會(huì)部分抵消色散所帶來(lái)的脈沖展寬，當(dāng)兩種效應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，光脈沖在傳播過(guò)程中脈沖寬度不再發(fā)生變化，光脈沖就會(huì)像一個(gè)一個(gè)孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過(guò)程變化的理想脈沖，稱為
光孤子。
:[iWl8 sskwJu1 1.仿真任務(wù)
Uk u~"OGC 本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸?shù)钠骄夤伦?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=系統(tǒng)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_4">系統(tǒng)。
9S0I<<m 光孤子通信系統(tǒng)脈沖器進(jìn)行編碼調(diào)制，通過(guò)光
功率放大器(如EDFA)對(duì)傳輸過(guò)程中信號(hào)能力衰耗進(jìn)行補(bǔ)償、并在光纖中進(jìn)行傳輸，光纖中的非線性效應(yīng)抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號(hào)在長(zhǎng)距離光纖穩(wěn)定傳輸。
9PA\Eo|Yb /q4<ZS# 2.仿真步驟
v1yNVs \} 圖1所示為光路圖。
Z- RgN slV+2b 圖1.光路布局
nf5Ld"|%9 圖2是用于實(shí)現(xiàn)10 Gb/s傳輸?shù)娜?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=參數(shù)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">參數(shù)。
n>t YeN)F< \v 7M`! & 圖2.全局參數(shù)設(shè)置 Y!LcS48X
圖3為脈沖參數(shù)。
NhyVX%qt: (~P b,Q 圖3 脈沖參數(shù)設(shè)置
W6t" n_%?" 我們?cè)O(shè)定：
Kb~s'cTxIO 比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps.
)+c4n] 序列長(zhǎng)度 16 bits
hL#5:~( 脈沖波長(zhǎng) λ= 1300 nm
>A#wvQl7 TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
9 ve q 輸入峰值功率 21.7 mW
`}ak;^Me 7z'l}*FRD 圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數(shù)。
PsTPGK#S 圖4.非線性色散光纖的Main參數(shù)
3jIi$X06 圖5.非線性色散光纖的Dispersion參數(shù)
cB
U,! 我們將設(shè)定長(zhǎng)度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
d]0.6T1[K (M iEXU~v 注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
P SDzs\s 在每條光纖之后，信號(hào)用EDFA進(jìn)行放大。因此，LA=50 km。滿足條件LA＜LD（見圖6）。
KH)(xB= ^w.x~#zI 圖6.非線性色散光纖的Nonlinearities參數(shù) O1pBr=+j+{
對(duì)于Kerr非線性系數(shù)γ=n2ω0/cAeff，非線性折射率n2=2.6×10-20[m2/W].
pOlo_na}[ 
r>1M&Y=< 50 km SMF的線性損耗為20 dB，損耗用增益為20dB的理想EDFA進(jìn)行周期性補(bǔ)償。
9 WsPBzi"T 該SMF的光孤子峰值功率為5.8mW。平均光孤子的輸入功率為27.1mW。為了證明平均光孤子輸入功率的重要性，我們將考慮具有兩個(gè)不同輸入功率的500km SMF中的光孤子傳播：
@~0kSA7 ——5.8 mW——光孤子峰值功率（功率不足）
#(C2KRRiA ——27.1mW——考慮周期性放大的光孤子峰值功率（平均光孤子）
5n,?>> p$ 對(duì)循環(huán)數(shù)量0、4、7和10進(jìn)行掃描，用這些循環(huán)來(lái)表示SMF中的傳播距離0、200、350和500km。
`Q V}je _D:#M 3.仿真結(jié)果
L;=:OX 0 圖7顯示了脈沖的初始模式，以及在SMF中傳輸200、350和500km后的相同脈沖模式。每50km用EDFA進(jìn)行周期性放大，27.1mW的光孤子峰值功率。
TIbq UR
RKsr}-1 8 圖7.平均光孤子脈沖
t>QAM6[ 可以清楚地看到脈沖模式的良好保存。脈沖、光纖和放大參數(shù)對(duì)于平均光孤子是有效的。
)&}\2NK6L 圖8顯示了脈沖的初始模式，以及在SMF中傳輸200、350和500km后的相同脈沖模式，以及每50km用EDFA進(jìn)行周期性放大，峰值功率為5.8 mW。
beFVjVVHq ">]v'h(s 圖8.功率不足的脈沖模式
YB/A0
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