利用波长变换技术消除密集波分复用系统中拉曼串扰的研究

摘要

随着科学技术的不断发展，通信业务呈现出爆炸性的增长趋势，促使通信领域得到了迅猛的发展，新的通信技术不断涌现出来。光纤通信以其传输的损耗低、容量大、距离远、抗干扰性能好、制造原料蕴藏丰富等优点成为通信技术发展的趋势，在这一过程中，密集波分复用(DWDM)技术应运而生。 DWDM技术可以在同一根光纤中同时传输多路不同波长的光信号，成倍甚至百倍的扩大通信系统的容量。但是，随着复用信道数目的增多，光纤中传输的总功率越来越大，在信道数目较少的波分复用系统中可以忽略的非线性效应问题，成为了影响DWDM光纤通信系统性能的主要因素。受激拉曼散射(SRS)效应就是其中对光纤通信系统性能影响比较严重的一种非线性效应，光纤中的受激拉曼散射效应会使各路光信号在传输过程中发生功率的相互转移，引起接收端误码率的升高，严重降低通信系统的性能。所以，研究如何消除光纤传输过程中的受激拉曼散射效应引起的信道间串扰，降低光纤通信系统的误码率，提高系统的传输容量具有重要意义。 本文在广泛总结与汲取前人研究成果的基础上，理论分析了在SRS效应影响下的密集波分复用光纤通信系统的稳态模型和瞬态模型中，任意信道间隔、任意初始输入功率条件下，利用波长变换技术消除拉曼串扰时所需的放大倍数以及利用波长变换技术以后各信道的输出功率。并通过数值仿真验证了:在传输过程中的任意位置处，只要对光信号按照理论计算所得的放大倍数进行放大和波长变换，就可以在相应位置处得到不受拉曼串扰影响的光信号。 同时，本文借助“时域分步法”，用统计分析的方法研究了在SRS效应影响下的光纤传输系统中，波长变换技术消除拉曼串扰的效果，得到了在色散存在的条件下，波长变换技术虽然不能完全消除拉曼串扰的影响，但是可以减弱拉曼串扰，改善通信系统的性能。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究概况

1．2 对前人研究的总结

1．3 本文的主要工作

1．4 本文的组织结构

第2章 DWDM系统中的串扰及其抑制方法

2．1 线性串扰

2．1．1 同频串扰

2．1．2 同频串扰的抑制方法

2．2 非线性串扰及其抑制方法

2．2．1 四波混频

2．2．2 交叉相位调制

2．2．3 受激布里渊效应

2．2．4 受激拉曼散射效应

2．3 本章小结

第3章 稳态模型下利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．1 前人给出的波长变换技术消除拉曼串扰的研究结论

3．2 单向波分复用光纤系统中的稳态理论模型

3．3 等信道间隔时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．3．1 等初始输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．3．2 不等初始输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．4 不等信道间隔时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．4．1 等初始输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．4．2 不等初始输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

3．5 本章小结

第4章 瞬态模型下利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．1 单向波分复用光纤系统中的瞬态理论模型

4．2 等信道间隔时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．2．1 等输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．2．2 不等输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．3 不等信道间隔时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．3．1 等输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．3．2 不等输入功率时利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

4．4 本章小结

第5章 色散条件下利用波长变换技术消除拉曼串扰的研究

5．1 建立存在色散时利用波长变换技术消除拉曼串扰的理论模型

5．1．1 光纤段落长度的选取

5．2 信道数目对波长变换消除拉曼串扰的影响

5．3 传输速率对波长变换消除拉曼串扰的影响

5．4 色散系数对波长变换消除拉曼串扰的影响

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本文总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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