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)劣化信號再整形和再放大功能的過程稱為全光2R再生（2R，Reshaping andRe-amplification），被認為是未來高速全光網(wǎng)絡(luò)的一項重要技術(shù)。而全光再生中反應(yīng)信號輸入輸出關(guān)系的“S”型功率轉(zhuǎn)移函數(shù)（PTF，Power Transfer Function）是用來表征信號再生效果的一個重要方法。本文按照從理論分析到軟件仿真驗證的流程，對全光2R再生器的功率轉(zhuǎn)移特性進行了深入的研究，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考慮光纖損耗和泵浦消耗對單泵浦四波混頻參量過程的影響，得到了導(dǎo)波光之間功率轉(zhuǎn)化關(guān)系所滿足的橢圓方程，計算結(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)的增加不但會劣化再放大性能，還會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價方法，

3、通過構(gòu)建一個光纖四波混頻整形仿真系統(tǒng)，驗證了這種方法的合理性。分析了高斯分布的輸入信號對全光整形器輸出性能的影響。根據(jù)輸入信號特性，將功率轉(zhuǎn)移函數(shù)曲線由低到高分為五個區(qū)域，當傳號的均值落在第五區(qū)域時可獲得較高的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Q值和誤碼率性能的提升會趨于飽和，但消光比有一個線性的增加。
　　3.對兩種基于四波混頻的全光幅度再生方案進行了比較，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的閑頻光解析式來分析功率轉(zhuǎn)移曲線的斜率SPTF，利用SPTF的解析式分析了其對信號光波長（色散）的依賴性，而通過增益帶寬限制了SPTF的無限增長。信號光功率的增大不能改變 PTF,minS的大小，但在固定的波長處增大信號光的輸入功率值是可以實現(xiàn)SPTF的優(yōu)化。通過分析得到了PTF,maxS的取值會隨著光纖長度的增大而變大。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，而且隨著光纖長度的