论文部分内容阅读
光纤通信在满足日益增长的通信容量和带宽需求方面发挥着至关重要的作用,已成为现代社会信息传输的最主要、最重要的通信方式之一,并正朝着超高容量(UHC)和超长距离(ULH)方向快速发展。超长站距无中继光传输技术在骨干通信网中特别是电力行业通信专网中有较大应用需求。电力专网依托高压架空线路架设复合地线光缆(OPGW)构建其核心承载网络,站间跨距较大。随着电力系统信息化水平的提高以及未来智能电网的发展,其光通信网络承载的信息、通信业务量将急剧增加。另外,应用多波长激光器作光源,可以使波分复用系统(WDM)中光端设备结构更为紧凑,性能更为稳定,价格更为低廉。因此,更高速率、更长站距光传输系统技术和多波长激光器具有广阔的应用前景,对此进行深入研究具有重要意义。 本论文对基于光纤非线性效应的遥泵光放大传输系统及多波长激光器开展研究,主要的研究成果和贡献如下: (1)观察并研究了掺铒光纤(EDF)光放大过程中的类烧孔效应。通过实验,我们验证了在WDM系统中类烧孔效应对掺铒光纤放大器(EDFA)的增益谱的平坦性是有影响的,并提出了在设计WDM系统中的EDFA时不能忽略类烧孔效应的影响并应采取相应措施。此外,我们还研究了光纤中的拉曼放大特性,得出了在不同信道数下,拉曼增益和输出信号功率的关系。 (2)提出了一种掺铒光纤和拉曼混合放大的遥泵系统方案,并优化了远端增益单元(RGU)的安装位置,获得了不同通信速率和信道数量下最优的系统配置方案。通过优化RGU的安装位置,10Gb/s单波系统和4通道波分复用光纤通信系统的无中继传输距离最长分别可达420km、390km。同时,研制了一套10Gb/s波分复用超长站距光传输系统计算分析软件,对遥泵系统的传输进行仿真和优化分析。 (3)基于光纤中受激布里渊效应,提出了一种单纵模多波长激光器方案。这种方法利用EDF放大特性,在瑞利后向散射光和高阶布里渊散射光的共同作用下产生多波长输出。通过研究瑞利散射功率对输出的激光谱特性的影响,最终获得9个波长的激光输出。 (4)利用周期性极化铌酸锂(PPLN)波导中的二阶非线性效应产生可调谐的多波长激光输出。该方案只需要注入一个单波长的种子光,即可产生连续多个激光的输出。我们还研究了注入种子光及980nm泵浦光功率对多波长激光器特性的影响。研究结果表明,当注入种子光功率为-8dBm时,可以获得最多的输出波长数目,且波长数目随着EDFA中980nm泵浦光功率的增大而增加。