全光2R再生器的功率轉(zhuǎn)移特性研究.pdf

1、光纖通信系統(tǒng)中在光域?qū)崿F(xiàn)劣化信號(hào)再整形和再放大功能的過(guò)程稱(chēng)為全光2R再生（2R，Reshaping andRe-amplification），被認(rèn)為是未來(lái)高速全光網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要技術(shù)。而全光再生中反應(yīng)信號(hào)輸入輸出關(guān)系的“S”型功率轉(zhuǎn)移函數(shù)（PTF，Power Transfer Function）是用來(lái)表征信號(hào)再生效果的一個(gè)重要方法。本文按照從理論分析到軟件仿真驗(yàn)證的流程，對(duì)全光2R再生器的功率轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行了深入的研究，主要工作內(nèi)容如下：<

2、br>　　1.在各向同性高非線性光纖中同時(shí)考慮光纖損耗和泵浦消耗對(duì)單泵浦四波混頻參量過(guò)程的影響，得到了導(dǎo)波光之間功率轉(zhuǎn)化關(guān)系所滿(mǎn)足的橢圓方程，計(jì)算結(jié)果與 OptiSystem軟件仿真的結(jié)果一致。利用該橢圓方程分析了基于四波混頻的全光2R再生器的性能，研究表明，光纖損耗系數(shù)的增加不但會(huì)劣化再放大性能，還會(huì)分別減小和增加高低電平上的輸入噪聲容限。
　　2.基于輸入/輸出功率轉(zhuǎn)移函數(shù)的線性化三段模型，考察了全光整形器性能的理論評(píng)價(jià)方法，

3、通過(guò)構(gòu)建一個(gè)光纖四波混頻整形仿真系統(tǒng)，驗(yàn)證了這種方法的合理性。分析了高斯分布的輸入信號(hào)對(duì)全光整形器輸出性能的影響。根據(jù)輸入信號(hào)特性，將功率轉(zhuǎn)移函數(shù)曲線由低到高分為五個(gè)區(qū)域，當(dāng)傳號(hào)的均值落在第五區(qū)域時(shí)可獲得較高的Q值和誤碼率性能的提升。最佳工作狀態(tài)下，隨著轉(zhuǎn)移函數(shù)中間段斜率的增加，全光整形器輸出信號(hào)Q值和誤碼率性能的提升會(huì)趨于飽和，但消光比有一個(gè)線性的增加。
　　3.對(duì)兩種基于四波混頻的全光幅度再生方案進(jìn)行了比較，得到在數(shù)據(jù)泵浦調(diào)制

4、的情形下，可以利用忽略泵浦消耗時(shí)的閑頻光解析式來(lái)分析功率轉(zhuǎn)移曲線的斜率SPTF，利用SPTF的解析式分析了其對(duì)信號(hào)光波長(zhǎng)（色散）的依賴(lài)性，而通過(guò)增益帶寬限制了SPTF的無(wú)限增長(zhǎng)。信號(hào)光功率的增大不能改變 PTF,minS的大小，但在固定的波長(zhǎng)處增大信號(hào)光的輸入功率值是可以實(shí)現(xiàn)SPTF的優(yōu)化。通過(guò)分析得到了PTF,maxS的取值會(huì)隨著光纖長(zhǎng)度的增大而變大。而 PTF,maxS的取值隨著光纖色散斜率的增大只有小幅度的增長(zhǎng)，而且隨著光纖長(zhǎng)度的