【摘 要】
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随着通信技术的发展,无中继、超长距、高功率的光纤传输系统得到越来越广泛的应用。对于光纤通信系统而言,无中继传输距离的提升面临许多难题,主要受限因素包括:功率限制、光信噪比限制、色散限制和非线性限制,其中非线性效应限制是最复杂也是最难解决的难题。在光纤通信系统中广泛存在着各种非线性效应,一方面这些非线性效应会破坏通信质量,限制无中继传输距离;另一方面非线性效应比如受激拉曼效应也可以被应用在光纤通信系
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随着通信技术的发展,无中继、超长距、高功率的光纤传输系统得到越来越广泛的应用。对于光纤通信系统而言,无中继传输距离的提升面临许多难题,主要受限因素包括:功率限制、光信噪比限制、色散限制和非线性限制,其中非线性效应限制是最复杂也是最难解决的难题。在光纤通信系统中广泛存在着各种非线性效应,一方面这些非线性效应会破坏通信质量,限制无中继传输距离;另一方面非线性效应比如受激拉曼效应也可以被应用在光纤通信系统中,提升系统的无中继传输距离。本文设计实验研究光纤传输系统中的非线性效应,主要包括以下两个创新内容:（1）本文第一部分提出了利用前向拉曼放大器的分布式增益特点可以提高系统等效入纤功率,从而突破系统受激布里渊散射阈值的限制。根据非线性效应理论,建立拉曼增益下信号光在光纤中传输理论模型,综合考虑系统受激布里渊散射阈值和光信噪比的限制,分别对单波1544nm、1550nm和1558nm传输系统进行优化,使得等效入纤功率均突破系统受激布里渊散射阈值的限制,系统等效入纤功率分别超越SBS阈值4.1d B、4.1d B、5.5d B。（2）提出了带内四波混频现象会给光传输系统入纤功率提升带来阈值限制,当入纤光功率超过一定阈值后光谱出现谱肩现象,限制了无中继传输距离。本文第二部分基于光纤中的非线性效应理论建立仿真模型,与实验结果对比,分析得出光谱变形的原因。当入纤功率超过20d Bm时,信号光与调制光之间的四波混频效应导致谱肩现象的产生,对信号光形成噪声干扰,造成系统接收端光信噪比下降,导致系统无中继传输距离受限。本文针对无中继超长距光纤通信系统中的非线性效应分别进行了实验验证,并利用MATLAB软件进行仿真计算,对问题进行定量分析,仿真和实验结果吻合良好。
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