DWDM系統(tǒng)四波混頻噪聲精確評估算法的研究.pdf

1、近年來高清電視、視頻點(diǎn)播和移動寬帶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，對光纖通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬和容量提出了更高更迫切的需求，進(jìn)而促使密集波分復(fù)用技術(shù)發(fā)展迅猛。
　　DWDM技術(shù)的不斷發(fā)展使得光纖的非線性效應(yīng)對其傳輸性能的影響越來越大，尤其是四波混頻效應(yīng)越來越顯著?？紤]到多種影響因素，得到四波混頻噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的較為精確、高效評估算法，對優(yōu)化設(shè)計(jì)DWDM系統(tǒng)具有重要意義。
　　非線性薛定諤方程（NLSE）是研究光脈沖在光纖中傳輸?shù)闹匾匠?。但由于NLSE

2、的復(fù)雜性，通常情況下難以求得解析解，需要借助數(shù)值計(jì)算的方法對其進(jìn)行研究，其中分步傅里葉算法是最常用的一種算法。
　　在傳統(tǒng)的固定步長算法中，為獲得較高的計(jì)算精度常常需要較小的步長，但這不利于提高算法的效率。而在四波混頻功率估算的過程中，不恰當(dāng)?shù)牟介L選擇可能會引起偽四波混頻串?dāng)_現(xiàn)象。本文討論了幾種步長選擇方案，并選擇其中的動態(tài)分步傅里葉算法進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。
　　考慮到色散與信道內(nèi)的幾種非線性效應(yīng)的影響，本文利用動態(tài)分步傅

3、里葉算法先行得到單信道內(nèi)的脈沖傳輸規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，考慮到這種脈沖形狀隨距離的變化，精確求解決定四波混頻效率大小的重疊函數(shù)，進(jìn)而得到四波混頻效率的精確解。本文為精確求解四波混頻噪聲標(biāo)準(zhǔn)差提供了一種有效的思路。
　　本文的創(chuàng)新工作主要如下：
　?。?）提出了一種新的四波混頻效率的理論模型，相對于傳統(tǒng)的理論模型，主要考慮到了信道間脈沖走離效應(yīng)、比特序列的隨機(jī)性，特別是考慮到了由于色散和非線性效應(yīng)所導(dǎo)致的脈沖形狀及附加相位變化對四

4、波混頻效率的影響。
　?。?）利用該模型，首先分析了當(dāng)入射脈沖為啁啾高斯脈沖和超高斯脈沖時(shí)，簡并四波混頻效率與系統(tǒng)參數(shù)之間的一些關(guān)系。四波混頻效率大小和脈沖在傳輸過程中由于色散和非線性效應(yīng)所導(dǎo)致的變化有一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)群速度色散系數(shù)絕對值相對較小、信道間隔相對較小、入射脈沖峰值功率相對較大時(shí)，尤其不能忽略其對四波混頻效率的影響。40Gb/s和10Gb/s系統(tǒng)相比較，在某些系統(tǒng)條件下，40Gb/s的四波混頻效率有相對較大的取值。啁啾系