【38页】毕业论文_色散补偿技术仿真与性能分析文档下载 ㊣ 精品文档 值得下载

频率的光在光纤中传输时，由于具有不同的传播速度而相互分离。

单模光纤主要色散是群时延色散，即波导色散和材料色散。

这些色散都会导致光脉冲展宽，导致信号传输时的畸变和接收误码率的增大。

本论文主要研究单模光纤的负色散补偿，光纤光栅色散补偿，偏振模色散补偿。

软件是由加拿大公司开发的款创新的光通讯系统模拟软件包，本论文就采用光纤通信仿真软件对色散补偿光纤通信系统进行系统结构设计和性能研究。

光纤传输系统具有色散非线性码间串扰等限制因素，本文通过分析系统结构并对系统关键器件的性能进行研究，仿真并比较系统结构和关键器件性能对接收端的输出信号波形及质量的影响，找出能降低系统色散非线性码间串扰等因素的设计，为色散补偿光纤传输系统的设计提供指导和参考优化值。

关键词色散补偿光纤光栅色散补偿偏振模色散仿真摘要绪论，研究色散补偿技术的意义，设计内容及要求色散补偿技术色散补偿技术概述色散的基本概念色散补偿的概念色散补偿技术的特点色散补偿技术的发展历程色散补偿光纤传输系统的关键器件光源马赫曾德干涉仪调制器光放大器贝赛尔滤波器，电路仿真软件介绍，简介，的特点，色散补偿技术仿真与性能分析，色散补偿系统仿真，系统仿真结构，仿真结果分析，光纤光栅色散补偿系统仿真，系统仿真结构仿真结果分析偏振模色散补偿系统仿真，系统仿真结构，仿真结果分析，结论谢辞参考文献绪论研究色散补偿技术的意义在通讯系统中，我们希望得到更高的信号速率和更远的传输距离但在长距离传输时会有非线性效应，这时候就需要加色散补偿模块，在三个位置可以加预补偿，在信号进入光纤前补偿线路补偿，补偿光传输系统中主要由光放大单元，光监控单元等组成站点前后的复用段色散后补偿，补充最后跨段的色散，调整整个复用段的色散。

所以在发端和收端根据需要都需要加以满足色散补偿，解决非线性效应问题，光纤色散所带来的负面影响包括脉冲干扰时间延迟能量衰减等。

这些因素会增加传输过程中的比特差错率。

基于在不同环境中队比特差错率的研究，色散对单模光纤的影响强于对位移光纤的影响。

光纤传输长度的不同导致影响衰减的因素也不同。

对于短距离传输，色散对衰减的影响占主导地位，而对于长距离传输，热噪声对衰减的影响占主导地位，但不表示色散就可以忽略。

光纤通信使用的标准光纤在波长窗口的色散值为。

外调制传输系统光纤链路色散的容差比等数字通信光链路要小得多，仅为左右，因此，对于外调制光纤干线超干线而言，必须尽力解决好色散补偿问题。

为了提高光信号的传输距离，我们用光放大器来提高信号的入纤功率，当光纤中的光场较强时，由于电子在强场作用下对简谐运动的偏离，光纤对外场的电响应将呈现出非线性。

也就是当入纤功率达到定值后，光纤开始出现非线性效应，使接收机无法解读信号。

光纤的非线性效应主要可以分为两类第类是光纤介质的散射引起的，包括受激布里渊散射，和受激拉曼散射第二类是非线性折射率引起的，包括四波混频，自相位调制和交叉相位调制，等。

光纤的非线性效应对光纤通信系统的影响深远，主要表现在通常情况下它对通信系统性能产生劣化，恶化系统的误码性能，但光纤的非线性效应对通信系统同时也有积极的影响，它与光纤的色散相互作用可以产生在光纤中稳定传输不变形的光孤子。

迄今为止，全世界铺设的光纤干线长达亿公里以上，其中的为光纤。

随着全球信息业务量的迅猛增加，通信网络必然面临进步向高速大容量方向发展，开发己有光通信系统的潜力，在光纤上开通高速系统，关键问题是色散补偿。

随着经济的发展，语音图像数据等信息量成爆炸式的增长，伴随着因特网的迅速崛起，人们对通信网带宽的要求在迅速增加，光纤通信技术以其超高速大容量长距离高抗电磁干扰性和低成本等无可比拟的优点成为解决网络容量压力的最佳选择。

自二十世纪七十年代以来，光纤通信技术取得了突飞猛进的发展，发达国家电信骨干网上的单通道传输速率己经从增加到，并正在向确甚至迈进。

影响光纤传输特性的因素主要有两个损耗和色散。

单模光纤中的色散分为色度色散和偏振模色散，两类，前者与光纤材料的色散特性和光源的光谱宽度有关，而后者由光纤中的偏振效应导致。

随着掺饵光纤放大器和拉曼扭放大器的研究和广泛使用，光纤的损耗问题己经得到了很好的解决，由于非零色散位移光纤及预啁啾等各种补偿技术的发展，色度色散也不再对传输性能起主要制约作用，也就是说，单模光纤中损耗和色度色散对光纤通信系统传输特性的影响已不是阻碍光纤通信向高速率大容量方向发展的主要因素。

然而，起初不被人们注意的偏振模色散成为目前被普遍关注的焦点，它被认为是限制高速光纤通信系统传输特性的最终因素。

根据组织标准规定，段光纤的传输系数传输速率和传输距离之间满足如下关系式中表示传输速率，表示偏振模传输系数，表示传输距离，由此可以看出在值定的情况下随着传输速率的增加，传输距离将急剧缩短。

对目前已铺光缆值的测试表明，年代中期以前生产铺设的光缆值较大，典型值大约为，这就是说，系统的传输距离不能超过而系统的传输距离则须小于。

年代中期以后生产和铺设的光缆系数较小，其引起的功率代价为时，系统的传输距离可达至而对于系统则剧减为至。

由此可见，在及以上速率的光纤通信系统中，偏振模色散有着不可忽视的影响，它限制着系统的容量和传输距离，所以有人认为它将是高码率传输的最终限制因素。

只有补偿光纤中的偏振模色散，才能提高光通信系统的传输性能，同时充分有效地利用全球已铺设好的上亿公里光缆，而如何补偿偏振模色散己成为发展下代高速光纤通信系统时所面临的重大技术挑战。

因此，色散补偿技术的研究就显得尤为重要。

本次研究主要通过采用光纤通信仿真软件研究色散及色散补偿技术的工作原理结构特性和应用。

仿真并比较它们的光线特性等，得到具体的参数和计算数值，为光纤传输系统的设计提供指导和参考优化值。

设计内容及要求通过文献资料的查找和阅读，学习光纤通信中色散的定义和产生的原因及色散补偿技术的应用。

在光纤通信仿真软件上学习并建立光纤传输系统的正确运行。

在光纤通信仿真软件上研究色散及色散补偿技术的工作原理结构特性和应用。

在光纤通信仿真软件上仿真并比较色散及色散补偿技术的光纤特性，得到具体的参数和计算数值，为光纤传输系统的设计提供指导和参考优化值。

色散补偿技术色散补偿技术概述色散的基本概念色散就是指不同颜色不同频率的光在光纤传输时，由于具有不同的传播速度而相互分离。

单模光纤主要色散是群时延色散，即波导色散和材料色散。

这些色散都会导致光脉冲展宽，导致信号传输时的畸变和接收误码率增大。

在这里说明个色散术语材料色散波导色散和模式色散。

材料色散因折射率随光的波长不同呈非线性，所以产生材料色散。

由单模光纤的纤芯和包层材料所引起的色散，考虑到光纤的弱导条件，可以忽略纤芯与包层之间色散特性的差别，则简化为材料色散。

波导色散单模光纤中光场主要分布在光纤的纤芯中，也有部分光场分布在包层中。

因为纤芯和包层的折射率不同，因而光波在纤芯和包层中的相速度不样。

光波传输的群速度则是光波在光纤和包层中按能量光强分布的速度加权平均值。

不同波长的光波在纤芯和包层上有不同的速度值和传播常数，以及不同的能量分布。

因此，不同波长的光波在光纤中的群速度也不同，这就构成了波导色散。

模式色散由于在单个频率处每个模式的群时延具有不同的数值而引起的色散。

色散补偿的概念在以上的高速长距离传输系统中，必须考虑色散补偿问题。

色散补偿包括色度色散补偿和偏振模色散补偿。

高速光纤系统的群速度色散补偿方法，其中几种具有代表性的是基模高阶模色散补偿光纤色散补偿光纤光栅高阶模色散补偿器和器件等。

也可在信号调制和接收时采取定的措施以减小色散的影响，如在信号调制时加啁啾，在接收端进行动态色散补偿等。

色度色散补偿的方式包括色散补偿器件和色散补偿模块，目前使用最多的是色散补偿模块，主要利用色散补偿光纤构成模块，但是这种色散补偿