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随着光纤通信系统传输容量和传输距离的不断提高,光纤的群速度色散和非线性效应等因素的影响显得尤为突出,成为影响系统传输性能的主要因素,引起了人们的广泛关注。色散管理技术利用优化的色散分布来降低色散的影响,同时抑制光纤的非线性效应,从而有效提高系统性能,是提高高速率长距离光纤传输系统质量的一种有效途径。色散管理技术具有传输带宽宽,成本低,工程易于实现等特点,在高速率光纤传输系统中具有较广阔的应用前景。本文研究了色散管理技术及其在高速光纤传输系统中的应用,在分析色散管理技术基本原理基础上,着重研究了光纤传输系统和孤子传输系统中的色散管理技术。本研究主要内容及结果如下:
⑴介绍了高速光纤传输系统中的关键技术,综述了色散管理技术和孤子传输技术的现状和发展。
⑵理论分析了光纤群速度色散,非线性效应以及两者共同作用对信号传输的影响;采用分布傅立叶法建立了光纤传输系统数值分析的模型,讨论了仿真中需要注意的问题。
⑶研究了光纤传输系统中的几种色散管理方案。数值分析比较了四种典型色散管理方案的系统性能,并对典型色散管理方案进行了参数优化和改进,得到了光放大周期内后补偿方案系统性能最好的结论;数值分析了密集色散管理系统的性能,结果表明:选择合适的色散管理周期有助于高色散光纤传输系统性能的提高;数值分析了色散渐减管理传输系统的性能,结果表明:在高输入光功率的条件下,采用色散渐减管理方案也能获得较好的传输性能。
⑷数值分析了三种色散管理孤子模型(经典色散管理孤子DM,密集色散管理孤子DDM和色散渐减光纤DDF)的传输性能,并对经典色散管理孤子系统提出了改进方案。主要结论有:采用功率增强后的高斯脉冲输入能使经典色散管理孤子系统的性能提高;对于高速率传输系统,采用密集色散管理孤子方案的传输效果好。