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随着光纤通信系统传输速率,传输距离的不断提高,光纤群速度色散,偏振模色散和非线性效应的影响日益突出,成为限制光纤传输速率和距离的主要因素,引起了人们的关注。
色散补偿是指光纤传输系统中采取的一种技术措施,用于抵消或减少光纤群速度色散(GVD)对传输性能的影响。对单信道传输系统而言,只需在一个信道波长上进行色散补偿;对于WDM传输系统而言,须同时在多个不同信道波长上进行色散补偿,即宽带色散补偿。
本文主要研究宽带色散补偿技术。在分析、比较常用宽带色散补偿技术的基础上,着重研究了基于色散补偿光纤(DCF)的宽带色散补偿技术和采用高非线性光纤的自适应宽带色散补偿技术
论文首先介绍了光纤通信的发展、现状和WDM系统的关键技术。然后采用直接求解光信号的基本传播方程的方法,分析了群速度色散,非线性效应,以及两者共同作用对光信号传输的影响。
其次,对目前主流的色散补偿技术进行了分析和比较,其中基于DCF的色散补偿技术的综合性能较优异,具有广阔的应用前景。
接着,采用数值求解基本传播方程的方法,在3种不同发送码型情况下,对采用DCF色散补偿单信道系统的传输性能进行了分析;分析了剩余色散对传输系统性能的影响,得到了一些有益的结论;在分析了中心信道完全补偿条件下的WDM系统性能,得到了系统传输性能和色散斜率匹配的关系;进而提出了中心信道欠补偿的宽带色散补偿方案,并作了数值分析,仿真结果表明:在中心信道选取合适的正剩余色散能提高WDM系统带宽。
最后,分析了一种利用高非线性光纤的自适应色散补偿器件(DDCD)的组成和原理,并对其补偿效果进行了数值分析,仿真结果表明利用非线性色散光纤的DDCD的补偿带宽可达145ps/nm,在此基础上还对DDCD的组成方案提出了改进措施,进一步完善了其功能。