色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償

1、編 號：審定成績：XXXXXXXXXXXXXXX屆畢業(yè)設(shè)計（論文） TOC o 1-5 h z 色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償設(shè)計（論文）題目：_基于 Optisystem 運(yùn)用學(xué)院名稱：學(xué)生姓名：專業(yè)：班級：學(xué)號：指導(dǎo)教師：日期：XXX壽xxg色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償中文摘要色散是光纖的一種重要的光學(xué)特性，它引起光脈沖的展寬，嚴(yán)重限制了光纖的傳輸容 量。對于在長途干線上實(shí)際使用的單模光纖，起主要作用的是色度色散，在高速傳輸時偏 振模色散也是不可忽視的因素。隨著脈沖在光纖中傳輸，脈沖的寬度被展寬，劣化的程度 隨數(shù)據(jù)速率的平方增大，因而對色散補(bǔ)償?shù)难芯渴且豁?xiàng)極有意義的課題。色散是影響光纖通

2、信質(zhì)量的一個主要因素，明啾光纖光柵色散補(bǔ)償技術(shù)是一種實(shí)用的 色散補(bǔ)償方式，因而成為目前光纖通信領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。本論文以光纖傳輸通信系統(tǒng) 為研究對象，對系統(tǒng)的模型，仿真方法和系統(tǒng)的性能進(jìn)行了深入的研究和探索，通過對仿 真結(jié)果的研究驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，得到最佳系統(tǒng)參數(shù)，采取了較佳的方案。論文主要工作如下：1）介紹、分析布拉格光纖光柵的基本原理及其相關(guān)基礎(chǔ)知識；2）分析研究色散對光纖的短程及遠(yuǎn)程傳輸信號的影響；3）利用OptiSystem仿真軟件對色散對光纖傳輸?shù)挠绊戇M(jìn)行適當(dāng)?shù)姆抡娣治觥?）利用OptiSystem仿真軟件實(shí)現(xiàn)布拉格光纖光柵對光纖脈沖信號傳輸中色散的補(bǔ) 償作用。關(guān)鍵詞：光纖光柵，色散

3、補(bǔ)償，時延，帶寬，補(bǔ)償距離，光通信系統(tǒng)，OptiSystem,仿真-1頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償ABSTRACT IN CHINESEDispersion is an important optical properties of the fiber, which causes optical pulse broadening, and severely limits the transmission capacity of optical fiber. Play a major role for actual use on a long haul single-mode fiber,

4、 chromatic dispersion, polarization mode dispersion in high-speed transmission, can t beignored. Pulses in optical fibers, the pulse width broadening the extent of degradation increases with the square of the data rate, and thus the study of the dispersion compensation is a very significant issue.So

5、 dispersion is an important factor that impact the optical communication. Chirped fiber grating is considered to be one of the most useful technology for high-bit-rate optical communication. Therefore, it has been a hot topic in recent years. The communication optical fiber transmission system, the

6、system model, simulation method and system performance conducted in-depth study and exploration of the performance of the verification system through the simulation results, the optimal system parameters, adopted a more excellent program.The research works in the dissertation are summarized as follo

7、ws:Introduction and analysis of the basic principles and basic knowledge of fiber Bragg gratings;Analyze the impact of dispersion on the short-and long-range transmission signal of the fiber;The use of appropriate simulation analysis the simulation OptiSystem software dispersive optical fiber transm

8、ission.Fiber Bragg gratings for dispersion compensation in optical pulse signal transmission of OptiSystem simulation software.Key words: Optical fiber grating, the dispersion compensation and time delay, bandwidth, compensation distance, optical communication system, OptiSystem, simulation-2頁-色散對光纖

9、通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 中文摘要 1ABSTRACT IN CHINESE 2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第一章緒論 4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 光纖通信的發(fā)展歷程 4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 光纖通信研究的目的和意義 5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 光纖

10、通信系統(tǒng)的概述 6 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第二章光纖色散與布拉格光纖光柵的補(bǔ)償 8 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 光色散與光時延 8 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 光的色散、相速、群速和時延 8色散和時延 10 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 光纖光柵的色散 11 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 光纖光柵的色散特性及其應(yīng)用

11、13第三章OptiSystem 系統(tǒng)仿真設(shè)計 16OptiSystem 系統(tǒng)簡介 16OptiSystem 系統(tǒng)運(yùn)用及仿真 18 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 系統(tǒng)一：光纖通信光信號傳輸中時域與頻域的變化 18 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 系統(tǒng)二：光纖光柵對光信號傳輸中的色散補(bǔ)償分析 21 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 系統(tǒng)三：光纖光柵色散補(bǔ)償系統(tǒng)改進(jìn)及數(shù)據(jù)分析 25 HYPERLINK l bookmark47 o Current

12、 Document 結(jié)論 27 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 附錄 28 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 參考文獻(xiàn) 29致謝 錯誤！未定義書簽。-3頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償?shù)谝徽戮w論光纖通信的發(fā)展歷程1966年，英國標(biāo)準(zhǔn)電信研究所英籍華裔科學(xué)家高銀 （CharlesK ,C）博士和G.A.Hockham 詳細(xì)研究了玻璃纖維的傳輸損耗后，首先提出了光纖通信的思想。當(dāng)時，他們撰寫的論文 Dielectric Fiber Surface Waveguide for Optical Fr

13、equencies發(fā)表在倫敦電氣工程師協(xié)會會刊上，文中明確提出用石英玻璃纖維（簡稱光纖）傳送光信號來進(jìn)行通信。該論文 從理論上指出：光纖可實(shí)現(xiàn)超高速通信；光線中光能的損失可抵達(dá)20dB/km。止匕外，他還給出了光纖的原始構(gòu)造，及其幾何尺寸精度要求達(dá)到微米數(shù)量級。高銀的 思想得到了當(dāng)時英國郵電總局電信研究所和美國貝爾實(shí)驗(yàn)室部分科學(xué)家的認(rèn)同。隨后，他 們與美國康寧公司（Coming Glass Works ）合作，在1970年，研制成功了世界上第一根 損耗低于20dB/km的光纖，為光通信找到了一個優(yōu)良的傳輸介質(zhì)，光信通信在實(shí)用化的道 路上向前邁進(jìn)了一大步，從此便進(jìn)入了光纖通信迅猛發(fā)展的時代。光器

14、件是實(shí)現(xiàn)光通信系統(tǒng)的基石，為了適應(yīng)光通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，人們在光器件和 相關(guān)材料方面的開發(fā)研究上花費(fèi)了大量的精力，并取得了豐碩的成果，光纖光柵是今年來 發(fā)展最快的光纖器件之一。1978年加拿大渥太華通信研究中心的 K.O.Hill等人首次在摻 錯石英光纖中發(fā)現(xiàn)光纖的光敏效應(yīng)，并將紫外光從光纖的端面注入光纖的芯層中，用駐波 寫入法制成世界上第一只光纖光柵。1989年，美國東哈特福德聯(lián)合技術(shù)研究中心的 G.Meltz 等人用244nm的紫外光雙光束全息干涉形成干涉條紋，實(shí)現(xiàn)了光纖布拉格光撒（ FBG的 UV激光側(cè)面寫入技術(shù)，使光纖光柵的制作技術(shù)取得了重大進(jìn)展，光纖光柵進(jìn)入實(shí)用階段。 20世紀(jì)90年

15、代以來若干關(guān)鍵技術(shù)獲得的了重要的突破，主要有：利用兩束紫外光束的干 涉，通過光纖側(cè)面在纖芯中寫入光柵，增加了選擇工作波長的自由度；利用相位掩膜技術(shù) 進(jìn)行光柵寫入，降低了對紫外光源相干性和穩(wěn)定性的要求；利用高壓載氫敏化技術(shù)對光纖 進(jìn)行預(yù)處理，提高了普通商用通信光纖的光敏性，降低了光纖光柵的成本；特殊組分和配 比的專用光敏光纖，改善了光纖光柵的傳輸譜。隨著這些光纖光柵制造技術(shù)的不斷完善， 其應(yīng)用的范圍越來越廣泛，從光纖通信、光纖傳感到光計算和光信息處理的各個領(lǐng)域都將 由于光纖光柵的實(shí)用化而發(fā)生革命性的變化，光纖光柵技術(shù)是光纖通信領(lǐng)域中繼摻餌光纖 放大器（EDFA之后的又一重大技術(shù)突破。光纖光柵是利

16、用光纖中的光敏性制成的。所謂光纖中的光敏性是指激光通過摻雜光纖 時，光纖的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相應(yīng)變化的特性（這種現(xiàn)象也成為光致折射率 變化效應(yīng)）。比如上文中提到的用激光干涉條紋從側(cè)面輻照摻錯光纖，就可使其成為光纖 光柵，這種光柵在大約500 C以下穩(wěn)定不變，而用5000 C以上高溫可擦除。在纖芯內(nèi)形 成的空間相位光柵，具作用的實(shí)質(zhì)就是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的（透射或反射）濾波器或-4頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償反射鏡。利用這一特性可制作出許多性能獨(dú)特的光纖無源器件。這些器件具有反射帶寬范 圍大、附加損耗小、體積小，能與光纖很好的耦合，可與與它光器件兼容成一體，不受環(huán) 境塵埃影響等

17、一系列優(yōu)異性能。光纖光柵的種類很多，主要分兩大類：一是布拉格光柵(也 稱為反射或短周期光柵)；二是透射光柵(也稱為長周期光柵)。對光纖光柵的研究主要集 中在光柵的寫入技術(shù)(尤其是非周期光柵的寫入技術(shù))、光柵的傳輸和傳感特性以及光柵 的應(yīng)用等幾個方面。本論文研究的是光纖光柵在高速光纖通信系統(tǒng)中的色散補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。光纖通信研究的目的和意義縱觀光纖通信的發(fā)展歷史，我們可以清晰地看到，光纖通信中傳輸容量的擴(kuò)大、傳輸 速度的提高、傳輸距離的延長都與光纖的損耗、非線性效應(yīng)、色散效應(yīng)緊密相連。這些都 是阻礙光纖通信向前發(fā)展的主要因素。損耗限制了站間距離的增加，非線性效應(yīng)則會嚴(yán)重 地影響系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，同時也限

18、制中繼距離，而色散則造成脈沖展寬，引起碼問干擾。隨著摻餌光纖放大器、波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的商用化后，損耗問題基本得 到了解決，色散便上升為首要限制因素。而光纖的色散還能夠有效地抑制四波混頻等非線 性效應(yīng)，因此對光通信系統(tǒng)進(jìn)行升級擴(kuò)容的關(guān)鍵將集中體現(xiàn)在色散問題上。在高速率、超 長距離的大容量光纖通信系統(tǒng)中，也只有進(jìn)行有效色散補(bǔ)償才能滿足通信系統(tǒng)進(jìn)一步傳輸 的要求，因此，研究色散廣利對于解決超長距離傳輸具有重大意義。色散補(bǔ)償技術(shù)是未來 高速、大容量、長距離光纖通信系統(tǒng)中必不可少的重要技術(shù)。如今已經(jīng)埋設(shè)的單模光纖大多是一階色散零點(diǎn)位于1.31 pm波長處的常規(guī)單模光纖，在此波長上傳輸可以不考

19、慮一階色散的影響。然而由于1.55 pm是石英光纖3個低損耗窗口中損耗最低的一個，而且摻餌光纖放大器也是工作在此波長上，這使得人們傾向于利用 1.55 pm處的波長，在此波長處常規(guī)光纖的色散系數(shù)約為17ps/(nm - km),因此色散問題就很突出。從長遠(yuǎn)來看，隨著人們對信息量需求的增加，要求通信系統(tǒng)能夠在較寬波段范 圍內(nèi)工作，波段資源的開發(fā)必然對色散補(bǔ)償提出更高的要求。40Gbit/s系統(tǒng)的色散容限只有10Gbit/s系統(tǒng)的十六分之一，也就是說，這種容限與 信號速率的平方成反比。光纖色散對通信系統(tǒng)的新能影響主要表現(xiàn)在對傳輸中繼距離和傳 輸速率的限制。當(dāng)色散引起光信號脈沖的展寬大于0.3倍的輸

20、入脈寬時，光接收靈敏度急劇下降、均衡困難、誤碼率增加。因此要想保證通信質(zhì)量必須加大碼艱巨，這就不得不付 出降低碼速率、減少通信容量的代價。另外色散隨著傳輸距離的增加將越來越嚴(yán)重，也必 須減小中繼距離以保證通信質(zhì)量。 特別是對于長距離、高速光通信系統(tǒng)來說影響尤為嚴(yán)重。 因此，色散效應(yīng)成為了重要的研究課題之一。如何解決色散問題已引起全世界的關(guān)注，各國研究人員先后提出色散補(bǔ)償方法有：色 散補(bǔ)償光纖補(bǔ)償技術(shù)(DCF Dispersion Comqensation fiber )、光纖光柵補(bǔ)償技術(shù)(CFG Chirped Fiber Grating )、虛像相位整列法(VIPA, Virtual Ima

21、ged Phased Array )、光-5頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償纖孤子傳輸(Fiber , Soliton Transmission )、中點(diǎn)譜反轉(zhuǎn)法(MSS Mid-Span Spectral Inversion )、色散支持傳輸(DST Diapeision Supported Transmission )、平面光路法 (POC Planar Optical Circuit )、預(yù)P啾補(bǔ)償技術(shù)(per-chirping )等等，這些方法各 有優(yōu)缺點(diǎn)。色散補(bǔ)償光纖補(bǔ)償技術(shù)早在1980年有Lin等人提出，如今它已經(jīng)成為應(yīng)用十分廣泛 的補(bǔ)償技術(shù)，已經(jīng)大規(guī)模地商業(yè)化制造和生產(chǎn)。色散補(bǔ)

22、償光纖是無源器件，可放在傳輸網(wǎng) 中的任何位置，使用靈活、方便、可靠。但在器件小型化和加大傳輸距離方面有明顯不足： 損耗大、非線性強(qiáng)；為了實(shí)現(xiàn)對不同信道的補(bǔ)償，必須采用復(fù)雜剖面結(jié)構(gòu)的色散和斜率同 時補(bǔ)償光纖，增大了工藝難度和成本。1986年，Ouellette 首次提出了采用明啾光纖光柵對光纖的色散進(jìn)行補(bǔ)償。1994年J.A.R Williams等人進(jìn)行了線性明啾光纖光柵色散補(bǔ)償?shù)?0Gb/s100km傳輸系統(tǒng)，首次論證了切趾對改善光纖光柵時延特性的作用。光纖光柵補(bǔ)償法特點(diǎn)是器件小型化、損耗低、 對偏振不敏感、色散補(bǔ)償量大、反射率高以及反射帶寬寬等；而且光柵體積小，可以很容 易安裝在現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)

23、中，很方便地進(jìn)行全光通信的一維集成；而且它的工藝簡單，造價 不高，還可以根據(jù)傳輸距離靈活地設(shè)計我們所需要的補(bǔ)償量，因此，光纖光柵最具有優(yōu)勢。光纖通信系統(tǒng)的概述光纖通信作為現(xiàn)代通信的主要通信方式，在現(xiàn)代通信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。隨著 社會的不斷進(jìn)步，通信向大容量，長距離方向發(fā)展是必然趨勢。光通信是以電通信發(fā)展而 來的，是成熟的電通信技術(shù)與先進(jìn)光子技術(shù)的結(jié)合，是利用光作為信息載體，以二氧化硅 為基本原材料來傳輸攜帶信息的光波達(dá)到通信的目的。由光發(fā)射機(jī)、光纖與光接受機(jī)組成。光纖通信系統(tǒng)是以光為載波，利用純度極高的玻璃拉制成極細(xì)的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒 介，通過光電變換，用光來傳輸信息的通信系統(tǒng)。光纖系

24、統(tǒng)可分為三個基本單元：光發(fā)射 機(jī)、光纖和光接收機(jī)。光發(fā)射機(jī)由將帶有信息的電信號轉(zhuǎn)換成光信號的轉(zhuǎn)換裝置和將光信 號送入光纖的傳輸裝置組成。光源是其核心部件，由半導(dǎo)體光二極管LED或者激光二極管LD構(gòu)成；光纖在實(shí)用系統(tǒng)中一般以光纜的形式存在；光接收機(jī)由光檢測器、放大電路和信 號恢復(fù)電路組成。光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)也稱為光端機(jī)。在光纖通信系統(tǒng)中還包括大量的有源、 無源光器件，連接器起著各種設(shè)備與光纖之間的連接作用，光耦合器用于需要將傳輸?shù)墓?分路或合路的場合，光放大器起著對光波放大的作用，用于彌補(bǔ)光信號傳輸一定距離后， 因光纖衰減產(chǎn)生的光功率減弱。光纖通信系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)所使用的傳輸信號形式、傳輸光的波長

25、和光纖的類型進(jìn)行 不同的分類。按傳輸信號的不同，光纖通信系統(tǒng)可以分為：模擬光纖通信系統(tǒng)、數(shù)字光纖 通信系統(tǒng)。按波長和光纖類型分類，光纖通信系統(tǒng)分為四類：短波長(0.85 pm左右)多模光纖通信系統(tǒng)；長波長(1.31 nj)多模光纖通信系統(tǒng)；長波長(1.31 m單模光纖通-6頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償信系統(tǒng)；長波長（1.55 m n）單模光纖通信系統(tǒng)。光纖通信與其他通信手段相比，其特點(diǎn)在于：頻帶寬，通信容量大；損耗低、中繼距 離長；無用音干擾，保密性好；適應(yīng)能力強(qiáng)、體積小、重量輕、便于施工與維護(hù)、原材料 來源豐富，價格低廉。雖然光纖還存在光放大難，電力傳輸困難，纖芯質(zhì)地脆弱，彎曲半徑不宜

26、太小，機(jī)械 強(qiáng)度低等一些缺陷，但這些問題都不是嚴(yán)重的，隨著科技的發(fā)展這些問題將會一一獲得解 決。隨著人類社會發(fā)展到信息社會對聲音、圖象和數(shù)據(jù)等信息的交流量非常大。以往的通 信手段已不能滿足人們的需要，而光纖通信以其通信容量大、保密性能高、體積小、重量 輕、原材料資源豐富、造價低廉、施工手段多樣、靈活、方便、無再生中繼距離長等一系 列優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用領(lǐng)域普及通信、交通、工業(yè)、醫(yī)療、教育、航天航空和計算機(jī)等各個行業(yè)， 并向著更廣更深的層次發(fā)展。由于光纖損耗低、通信容量大、直徑小、重量輕、不導(dǎo)電、不短路和敷設(shè)容易等優(yōu)特 點(diǎn)，現(xiàn)廣泛運(yùn)用于公用電信網(wǎng)、局域網(wǎng)、不同網(wǎng)絡(luò)層面、專網(wǎng)及其危險環(huán)境下的通信線等。 基

27、于社會的發(fā)展和需要，光纖通信系統(tǒng)也正向超高速、超大容量波分復(fù)用（WDM系統(tǒng)發(fā)展，并逐漸步入全面光聯(lián)網(wǎng)；同時為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，開發(fā)新型光 纖是必經(jīng)之途，目前已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（G.655光纖）和無水吸收峰光纖（全波光纖）。本章小結(jié)本章是論文的緒論部分，主要對光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程，研究意義和基本概述等做 了簡要的介紹，闡明了論文研究的理論背景和實(shí)際研究的目的意義。-7頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償?shù)诙鹿饫w色散與布拉格光纖光柵的補(bǔ)償縱觀光纖通信的發(fā)展，損耗與色散一直是長期阻礙光纖通信向前發(fā)展的主要因素。損 耗限制了站間距的增加，而色散則造成脈沖展寬

28、，引起碼問干擾。當(dāng)碼速小于5Gbit/s時, 傳輸距離的限制主要由光纖的損耗決定。若碼速超過6Gbit/s ,則色散成為決定光纖通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的主要因素。由于單模光纖的損耗主要是由瑞利散射所引起，而瑞利散射光 強(qiáng)正比于1/ 4,因此當(dāng)單模光纖的工作波長從1.3 pm移向1.55 pm波段時，其損耗就從 0.4dB/km降到0.2dB/km ,由此就得到最低損耗窗口，使光纖通信的中繼距離得到擴(kuò)大。 尤其是近年來摻餌光纖放大器（EDFA的開發(fā)成功和實(shí)用化，它工作于 1.55 pm波段，可 在約35nm寬范圍內(nèi)提供達(dá)40dB的增益，較好地解決了光纖通信中的損耗問題，使人類向 實(shí)現(xiàn)超高速、大容量、長

29、距離的光纖通信又邁出了堅實(shí)的一步。本文對光纖通信系統(tǒng)研究主線就是如何有效地控制色散，使信號在高碼速，長距離傳 輸中不失真地傳輸?shù)浇邮斩?。在光纖通信系統(tǒng)中，信息是通過編了碼的光脈沖序列在光纖 中傳輸?shù)?，光脈沖的寬度由系統(tǒng)比特率 B決定。如果脈沖擴(kuò)寬到指定的比特隙（Tb 1/B） 之外，就會與探測過程相互干擾并產(chǎn)生誤碼。當(dāng)用光纖放大器補(bǔ)償光纖損耗時，L超過數(shù)千千米，色散問題變得相當(dāng)嚴(yán)重。因此，光纖色散成為限制光纖通信系統(tǒng)傳輸性能的主要 因素之一。光色散與光時延光的色散、相速、群速和時延不同頻率（波長）的光在同一個介質(zhì)中的折射率不同，這種光在介質(zhì)中傳播時傳播速度（折射率）隨頻率不同而變化的現(xiàn)象稱為色

30、散。 色散通常是由于材料的不同特性引起的， 實(shí)際上主要是指材料色散。在真空中，所有頻率的光（電磁波）都以相同的速度 c傳播，在各向同性介質(zhì)中，不 同頻率的光的傳播速度不同。理想的單色光以速度c/n沿z軸傳播，n為光在這種介質(zhì)中的折射率。單色波列可以表示為：A A0 cos（ t kz） A0 cos （t z/ ）（2.1.1 ）其中，為光的角頻率，k=2：t/人為光在該介質(zhì)中的波數(shù)，入為光在該介質(zhì)中的波長。這 里的速度u實(shí)際上表示的是 光的等相位面在介質(zhì)中的傳播速度，稱為相速度（簡稱相速），-8頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償一般用p來表示，可見：p /k(2.1.2 )考慮最簡單的情況，

31、假設(shè)非單色光是由兩個頻率分立的單色波構(gòu)成，兩者均沿z方向傳播，振幅均為A0,頻率為i和2,而且相差不大，它們疊加后的波列為：A 2A0 cos( tkz)cos( t kz)(2.1.3 )其中 (12)/2；( 12)/2； k (ki k2)/2；k (ki k2)/2。式中的第一項(xiàng)形成緩變包絡(luò)，第二項(xiàng)形成高頻載波。一般來說，低頻包絡(luò)向前的移動速度和高頻載波向前移動的速度是不同的。高頻載波的速度速度即前面提到的相速度p,它是高頻載波的等相面向前的推移速度。低頻包絡(luò)的移動速度稱為群速度，用g表示，是低頻包絡(luò)在空間向前的移動速度。g可見，同一束光有兩個傳播速度，一個是相速，一個是群速，由于光的

32、頻率很高，高 頻載波的相位變化很快，而能量主要集中在波包上，因此，實(shí)際測量得到的是波包在兩點(diǎn) 之間的傳播時間，而不是高頻載波的傳播時間。通常，稱波包在介質(zhì)中傳播單位長度的距 離所需要的時間為群時延，用P來表示。因此，在實(shí)驗(yàn)中測量的光信號通過單位長度的傳 播時間為群時延。所以(2.1.3 )式可以變?yōu)椋篈 2A0 cos(t z/ )cos( (t z/T)(2.1.4 )其中，第一個余弦函數(shù)表示波包的移動；第二個余弦函數(shù)表示載波的移動，因此有D /k , a / k 0 p g實(shí)際的準(zhǔn)單色波可以看作由無限多頻率在附近、A范圍內(nèi)連續(xù)分布的單色波組成，其合成波也是由載波和慢變包絡(luò)組成，這樣的包絡(luò)通

33、常稱為波包，波包的移動速度即群速 度，波包中振幅最大的地方時能量最集中的地方，群速度(簡稱群速)代表了能量的傳播 速度，也就是信號的傳播速度。群速可表示為：g d /dk(2.1.5 )上式即材料中光的群速度表達(dá)式。可見，波包在介質(zhì)中通過單位長度距離需要的時間 為：1/ g d /dk(2.1.6 )其中，即群時延，簡稱時延。色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償色散和時延同樣，光在光纖中傳輸時也會存在色散，光纖中一般用傳播常數(shù)B來表示前面的波數(shù) k, 即在光纖中，g d /d 。時延。是波長入的函數(shù)，即()，則在光纖中的時延為：()1gd d1 dc dk0(2.1.7 )其中，k0 2 / o /

34、c , 0為真空中的光波長，c為真空中的光波。式中利用了dk0彳1d 0。不同速度的信號傳輸單位長度的距離需要不同的時間，即各信號的時延不同，這種時 延上的差別稱為時延差，用來表示。當(dāng)光在確定的介質(zhì)中傳輸時，時延差可由信號中的不同頻率成分引起，也可由不同的模式成分引起。對單模光纖，主要是不同頻率成分引 起的時延差。時延差使得沿光纖傳輸?shù)墓饷}沖信號隨時間的增加而加寬。時延差越大，光 脈沖展寬越嚴(yán)重，因此，常用時延差來表示光纖色散的嚴(yán)重程度。若光纖中傳輸?shù)哪骋恍盘柕闹行念l率為0,帶寬為 ，對應(yīng)的波長間隔為0 (指d0 d-0真空中的波長)，也相當(dāng)于光源的帶寬，光纖能同時傳輸很多信號，這些信號帶寬很

35、大, 但就某一信號來說，帶寬則不大，因此，在這一帶寬內(nèi)，時延差(相當(dāng)最大時延差)為:(2.1.8 )利用(2.1.7)式可以得到：(2)( -2二)02cl2 do0d 0)0(0 2cd 2)(2.1.9)光纖的色散通常用色散系數(shù) D來表示，它定義為單位長度光纖上單位波長間隔內(nèi)的平 均群時延：(2.1.10 )D的單位為ps/(nm - km)0可見，只要知道了光纖的色散系數(shù)，就可以計算出一定長度 的光纖時延。與D的關(guān)系為：(2.1.11 )其中，0為信號帶寬。例如，對于1310nm的光，通常光纖的色散接近為 0,但用于傳輸1550nm的光時，就會有一個大約 D=17 ps/(nm - km

36、)色散。-10 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償光纖光柵的色散通過前面對光及光纖色散和時延的分析，我們了解了時延和色散的基本概念，但不能 用前面的公式直接來分析光纖布拉格光柵的時延和色散。光通過光纖布拉格光柵后，反射 光和透射光也存在時延和色散，可以用類比的方法來分析光柵的時延和色散。下面討論布 拉格光纖光柵的反射時延。光纖的折射率在某些波長的光的照射下，將發(fā)生永久性的變化，這就是光纖的光敏特 性。依照這個特性，將單模光纖的纖芯暴露于光強(qiáng)周期性變化的紫外光源下，就可以得到 折射率受調(diào)制的光纖光柵。布拉格光纖光柵的折射率受到周期性調(diào)制，其原理圖2.2.1、2.2.2如下：折射率方程可以表示為：

37、2 n(x, y,z) n(x,y,z) n(x, y, z)cos(z)(2.2.1 )其中n(x, y,z)為纖芯中的平均折射率系數(shù)，n(x, y,z)為折射率的調(diào)制系數(shù)，是布拉格光 柵的周期。在每個周期的折射率變化處都會有一小部分入射光發(fā)生反射。當(dāng)強(qiáng)耦合模式發(fā)生時， 某特定波長的反射光就會匯聚成一強(qiáng)反射光，這就是布拉格條件，這個發(fā)生發(fā)射的特定波 長為布拉格波長。只有滿足布拉格條件的波長才會產(chǎn)生強(qiáng)反射，入射光的反射率將在布拉 格波長處達(dá)到峰值。事實(shí)上，除了相位匹配的布拉格波長處會發(fā)生反射以外，布拉格光柵 對其他波長的入射光相當(dāng)于是透明的。光經(jīng)過光纖光柵時，光在光柵的不同位置被反射，所以，光

38、經(jīng)過光纖光柵反射或透射-11 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償時，無法用前面的時延來表示光柵的時延。可以將一段光纖光柵看作一個黑匣子，只考慮入射光和反射光，而不必研究光在光柵中的傳播，如圖 2.2.3所示?？紤]兩個頻率很接近的單色光，平率分別為1和2,兩者均沿z方向傳播，振幅均為A。，它們在光柵的始端P 截面處的光振動可表示為：A1A0 cos( 1t10), A2Ao cos( 2t20 )(2.2.2 )圖2.2.3光柵原理這兩個頻率的光經(jīng)光纖光柵反射后，由于兩個頻率很接近，因此，可以認(rèn)為反射光的 兩個振幅也相同，均為Bo,則反射光在P截面處的光振動可表示為：Bi B0 cos( 1t

39、i 10), B2 B0 cos( 2t220)(223 )1和2為因光柵的存在引起的相應(yīng)延遲(1, 2 0),其合振動可表示為：B 2Bo cos tVcos( t(2.2.4 )其中,(12)/2；( 12)/2；( 12)/2；( 12)/2?？梢姡?P處的反射波振動也是由慢變和快變兩部分組成，慢變部分形成反射波的包絡(luò)，快變部分形成反 射波的高頻載波。上式可變?yōu)椋?2.2.5 )(2.2.6 )B 2Bo cos (t -) -JVcos( tV0)可見，由于光柵的存在而引起的反射光波包的時延為：當(dāng) 0時， 一光纖光柵的時延不同于光纖的時延，光纖的時延是指單位長度的光纖產(chǎn)生的時延，而

40、光纖光柵的時延則是指某一段光纖光柵產(chǎn)生的時延，而不是單位長度的光纖光柵產(chǎn)生的時 延，是指一段光纖光柵整體產(chǎn)生的時延。時延可進(jìn)一步表示為：(2.2.7 )-12 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償利用（2.2.6 ）式或（2.2.7 ）式可以計算出光纖光柵的時延，計算出 0和相鄰的某一波長的相位差，然后利用這兩式計算出它們的時延在波長間隔 范圍內(nèi)的平均時延差為：(2.2.8 )其中，D為色散系數(shù)，即:Ddrd 022220 d0 d20 dcd02 c d 202 c d 0(2.2.9 )色散系數(shù)單位為ps/nm,這和光纖的色散系數(shù)單位不同，光纖的色散系數(shù)單位是ps/（nm - km）,它和光

41、纖的長度相聯(lián)系。而光纖光柵的色散系數(shù)為ps/nm,是指光柵整體,而不是其中的某一段光柵。光纖光柵的色散特性及其應(yīng)用光纖光柵從功能上可分為濾波型光柵和色散補(bǔ)償型光柵兩類，色散補(bǔ)償型光柵又稱為 明啾光纖光柵。叫啾可以是線性的也可以是非線性的，周期沿長度方向線性變化的光柵稱 為線性明啾光柵（Linearly Chirped Fiber Grating. LCFG）由于 LCFG在色散補(bǔ)償方面有重要應(yīng)用價值，因此對 LCFG譜特性的研究更具現(xiàn)實(shí)意義。本文只研究線性明瞅光柵的 特性，后文所有的分析都是基于線性明啾的。通過數(shù)值計算可以直觀看出各參數(shù)是如何影 響光柵的譜寬、反射率、中心波長以及時延等特性。在

42、光纖通信中，由于光源的光是非單色光，而調(diào)制信號有一定的寬度，或者說光是以 一定的光脈沖形式傳播，所以，光纖中傳輸?shù)墓饩哂幸欢ǖ牟ㄐ?。光在光纖中傳輸，受光 纖折射率分布、光纖材料色散特性、光纖模式分布等因素影響，會發(fā)生波形畸變，使通過 光纖的光的波形出現(xiàn)展寬現(xiàn)象。光纖的色散特性主要描述光纖對所傳輸?shù)墓庑盘柌ㄐ蔚挠?響。光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖發(fā)生畸變。顯然，如果光脈沖在光纖中傳輸時，其 波形不變，則只要脈沖能量足夠大，輸出端總可以被探測并被分辨出來，但在實(shí)際中，由 于色散的存在，光脈沖會隨著傳播距離的增大而展寬， 致使輸出的光脈沖不可分辨，因此, 色散會影響光通信的傳輸速率（帶寬）及傳輸距

43、離。所以，消除色散或?qū)ι⒓右匝a(bǔ)償可 以大大提高光通信的容量和傳輸距離。目前，利用明啾光纖布拉格光柵對光纖色散加以補(bǔ) 償是一種有效的方法。對正常的單模光纖，色散主要有兩種：一是材料色散，是由纖芯材料的折射率隨波長 變化而引起的；二是波導(dǎo)色散，是由于光纖有效折射率的波長關(guān)系與結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)而產(chǎn)生 的，它取決于波導(dǎo)尺寸、折射率分布和纖芯與包層的相對折射差。一般情況下，單模光纖-13 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償?shù)纳⒅饕獊碓从诓牧仙ⅰ饫w的色散進(jìn)行補(bǔ)償，可以用多種方法，但目前主要有兩種方法：一種是利用色散 補(bǔ)償光纖；另一種是明啾光纖布拉格光柵。前者通常需要較長的補(bǔ)償光纖才能抵消掉，而 且存

44、在較大損耗和非線性，并且成本較高。而用明啾光纖布拉格光柵，只需用厘米級長度 的光柵就可以完成，而且光纖布拉格光柵的損耗小，制作技術(shù)已很成熟，成本可以達(dá)到很 低。通常的單模光纖約在 d 1310nm處色散為零，當(dāng)口時，色散系數(shù)為正值，處于反常色散區(qū)；當(dāng)d時，色散系數(shù)為負(fù)值，處于正常色散區(qū)。于是，在反常色散區(qū)，一定帶寬的光信號脈沖通過光纖時，紅移分量(長波長成分2)比藍(lán)移分量(短波長成分1)傳的慢，因而經(jīng)歷的時延大。相反，在正常色散區(qū)，紅移分量比藍(lán)移分量傳得快，因而經(jīng) 歷的時延小。常用的光通信波長1550nm處于反常色散區(qū)。根據(jù)光柵方程可以給出曲線，可以看出，光柵的周期較大時，對應(yīng)的諧振波長較大，

45、如圖 2.3.1所示。利用下式也可以看出 這一點(diǎn)：2neff 0(1 cz)(2.3.1 )Q 5310 S30購D.5flD. SIT圖2.3.1 光柵 曲線因此，若使信號光從光柵周期大的一端入射，由于光柵工作在反射狀態(tài)，因耦合而引 起諧振反射，使得紅移分量經(jīng)過較近的距離就能被反射，而藍(lán)移分量要經(jīng)歷較遠(yuǎn)的距離才能被反射，即紅移分量比藍(lán)移分量經(jīng)歷的時延小，即不同頻率的入射光在不同地 點(diǎn)反射，并有不同的延遲?？梢?，光纖光柵以這種方式放置時的色散特性正好與常規(guī)單模 光纖的色散特性相反，能夠起到色散補(bǔ)償作用，如下圖所示。顯然，當(dāng)處于正常色散區(qū)時, 光信號應(yīng)該從光柵周期小的一端入射。-14 頁-色散對

46、光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償對包含一定帶寬的光脈沖，色散的存在使得它們的傳播速度不同，傳播一定距離后將 彌散開，傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，彌散得越開。因此，上述光纖光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)脑韺?shí)際上 是上速度大的光多走一段距離，而速度小的少走一度距離，最終再讓它們重新聚集起來， 如圖所示。( A 1J圖2.3.2叫啾光纖布拉格光柵的色散補(bǔ)償特性明啾光纖布拉格光柵的色散補(bǔ)償特性可以估計出來。如上圖 2.3.2所示，設(shè)光柵的最小和最大周期分別為1和2,光柵中部周期為0 ,它們隨影的反射波長分別為1、 2和0,則 c 21,21,不同波長的光在不同位置被反射，因此，在光柵中傳播的距離不同。引起的時延不同。在 Z點(diǎn)反射的

47、光的時延為互，g為光在光纖中傳播的平 g均群速度，則由式(2.3.1)可以得到波長為 光的時延為：()Ar 為,2% 12% 2(2.3.2)可見，最大時延為 皿 告。若取g備看，C為光在真空中的光速，n為纖芯的折射率，可得 max 100 PS/Cm 0式(2.3.2)只是對光柵時延特性的粗略估計，可以計算出不同參數(shù)時光柵的時延特性。 可見，在光柵的帶寬范圍內(nèi)，短波長一邊的光的時延比長波長的要大，這正好起到色散補(bǔ) 償作用。本章小結(jié)本章是論文的基礎(chǔ)部分，主要介紹了相關(guān)色散，光纖光柵以及關(guān)于色散補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān) 理論知識，為之后的系統(tǒng)模擬奠定理論原理基礎(chǔ)。-15 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償?shù)谌?/p>

48、章OptiSystem系統(tǒng)仿真設(shè)計3.1 OptiSystem系統(tǒng)簡介OptiSystem是一款創(chuàng)新的光通訊系統(tǒng)模擬軟件包，它集設(shè)計、測試和優(yōu)化各種類型寬 帶光網(wǎng)絡(luò)物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通訊系統(tǒng)到LANS和MAN密B適用。OptiSystem具有強(qiáng)大的模擬環(huán)境和系統(tǒng)的分級定義，是一個基于實(shí)際光纖通訊系統(tǒng)模型的 系統(tǒng)級模擬器。它的性能可以通過附加的用戶器件庫和完整的界面進(jìn)行擴(kuò)展，而成為一系 列廣泛使用的工具。圖形用戶界面控制光組件的安排和網(wǎng)絡(luò)列表，組件模式，和圖像座標(biāo)， 巨大的有源和無源器件的庫包括實(shí)際的、波長相關(guān)的參數(shù)，參數(shù)循環(huán)也允許使用者偵察特 定儀器在系統(tǒng)表現(xiàn)的效果，參數(shù)

49、的掃描和優(yōu)化允許用戶研究特定的器件技術(shù)參數(shù)對系統(tǒng)性 能的影響。OptiSystem允許對物理層任何類型的虛擬光連接和寬帶光網(wǎng)絡(luò)的分析，從遠(yuǎn)距離通訊到MAN羽LANS適用。它的廣泛應(yīng)用包括：物理層的器件級到系統(tǒng)級的光通訊系統(tǒng)設(shè)計； CATWE者TDMT WDM絡(luò)設(shè)計；SONET SDH的環(huán)形設(shè)計；傳輸器、信道、放大器和接收器 的設(shè)計；色散圖設(shè)計；不同接受模式下誤碼率(BER和系統(tǒng)代價(penalty )的評估；放 大的系統(tǒng)BERffi連接預(yù)算計算。Optisystem環(huán)境是一種為利用元件庫組建光纖通信系統(tǒng)，利用優(yōu)化功能仿真計算系統(tǒng) 的各項(xiàng)性能參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析和圖形顯示來獲得最佳的光纖通信系統(tǒng)。

50、Optisystem通過3部分來實(shí)現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)仿真，即：器件庫、光學(xué)方案圖編輯器、圖形演示。1、器件庫(1)發(fā)射器發(fā)射器件庫包括了所有與光信號產(chǎn)生和編碼相關(guān)的器件，例如半導(dǎo)體激光器、調(diào)制器、 編碼器和比特序列發(fā)生器等。半導(dǎo)體激光器由于它在發(fā)射器中的重要角色而成為了最重要 的發(fā)射器部件。使用OptiSystem ,用戶可以輸入測量過的數(shù)據(jù)來評估速率方程所需的那些 參數(shù)。當(dāng)使用外調(diào)制的CW愛光器時，對于明啾和衰減來說，MQWi赫一曾德爾調(diào)制器和電 吸收調(diào)制器的模型是基于測量的，并且能使用戶優(yōu)化偏置和調(diào)制電壓，從而得到接收器靈 敏度的最小退化。對于隨即數(shù)字發(fā)生器，編碼器和比特序列產(chǎn)生器允許用戶在不

51、同的調(diào)制 模式和算法之間進(jìn)行選擇(2)光纖光纖是主要的傳輸通道。對于任意的WDM1號，OptiSystem采用一種非線性色散傳播 的單模光纖模型，用以說明信號的振幅和相位受影響的現(xiàn)象和效果。在很大的條件范圍內(nèi)， 這個模型都可以真實(shí)的預(yù)測波形的失真、眼圖的退化和信號的其它要素。(3)接收器-16 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償用戶可以依據(jù)光探測器輸入端的混合信號來選擇不同的模型。如果噪聲用概率密度函 數(shù)(PSD來描述，PIN或者APD等采用基于高斯近似的準(zhǔn)分析模型來計算噪聲的作用。如 果噪聲是與信號混合在一起，那么使用適當(dāng)?shù)腜FDR描述光電子統(tǒng)計時，這個模型可以增加數(shù)字化噪聲。電濾波器件的內(nèi)

52、部庫包括實(shí)際的、頻率相關(guān)的參數(shù)。在這個庫中，用戶可 以考慮不同濾波器形式來設(shè)計接收器。(4)網(wǎng)絡(luò)器件復(fù)用器/解復(fù)用器，上路/下路，陣列波導(dǎo)光柵，靜態(tài)和動態(tài)開關(guān)，循環(huán)/環(huán)形元件， 交叉連接，波長轉(zhuǎn)換。(5)無源器件濾波器，調(diào)制器，耦合器，分波器，合波器，環(huán)形器，隔離器，偏振器件，光纖光柵。(6)光放大器EDFAK拉曼放大器已經(jīng)成為光2T網(wǎng)絡(luò)所需的器件，從WDIffl絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器到CAT或線放大器，都有著廣泛的應(yīng)用。OptiSystem能使用戶選擇不同的模型，例如自定義增益和噪聲 系數(shù)的理想放大器，或者是基于測量或者速率方程靜態(tài)或者動態(tài)的解的黑匣子模型。通過 利用半導(dǎo)體激光器的多功能特性，可以完成放大

53、和波長轉(zhuǎn)換。(7)觀察儀客戶可以在任何器件使用觀察儀來打開端口數(shù)據(jù)監(jiān)視器，并且存取結(jié)果。數(shù)據(jù)監(jiān)視器 可以保存處理過的信號信息，而沒有必要預(yù)先確定觀察儀的類型。因此，一個OSA或WDM分析儀可以加在相同的監(jiān)視器上，一旦一個計算完成，就不需要再次運(yùn)算。庫中可以利用 的觀察儀包括：光/射頻頻譜分析儀，示波器/光時域分析儀，眼圖分析儀，誤碼率分析 儀，WDMb析儀，功率計。2、光學(xué)方案圖編輯器這個界面可以讓用戶快速而有效的創(chuàng)建和修改自己的設(shè)計。每個OptiSystem方案文件可以包含足夠多的設(shè)計版本。這些設(shè)計版本可以相互獨(dú)立的被計算和修改，但是來自于 不同版本的計算結(jié)果可以合并起來進(jìn)行比較。3、圖形演

54、示OSAi譜、示波器和眼圖，探針和可視化工具列出信號功率、 增益、噪聲系數(shù)和OSNR 圖形生成工具可以對任何參數(shù)掃描的任意結(jié)果進(jìn)行比較，直觀的圖形管理器使用戶可以畫 出設(shè)計中使用的幾乎所用的參數(shù)的曲線，生成的圖形組尺寸可變、視角可變換，并將這些 視圖轉(zhuǎn)變成可以保存和重新使用的結(jié)果方案圖，將復(fù)合圖合并成3D圖。-17 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償3.2 OptiSystem系統(tǒng)運(yùn)用及仿真系統(tǒng)一：光纖通信光信號傳輸中時域與頻域的變化近距離光纖通信系統(tǒng)中光信號在傳輸中的時域與頻域變化OptiSystem系統(tǒng)器件組成及連接(如圖所示)：User 口/fin電dBit Sequence Gener

55、ator Optical Sptrum AnalyzerBit rate 二 Sit 目強(qiáng)力IEU2UOptical FibflfLength - 2 MmOptical Gaussian Pulsa Gn4morFr&quwnGy =* 193.1 THzPouer = 1 riiVVOptical Spectrum 舟mlvxjlOptbal Time Doiman Visualiser_1圖近距離光纖通信系統(tǒng)器件組成及連接傳輸裝置：用戶定義的位序列發(fā)生器(User Defined Bit Sequence Generator )將數(shù)據(jù)流發(fā)送 到光學(xué)高斯脈沖發(fā)生器(Optical Gaus

56、sian Pulse Generator )中，輸出光脈沖信號直接 通過光纖(Optical Fiber )傳輸。觀測儀器：光譜儀(Optical Spectrum Analyzer )：從波長域(頻域)上觀察輸出的光信號和經(jīng) 光纖傳輸后的光信號。光時域觀察儀(Optical Time Domain Visualizer )：從時域上觀察輸出的光信號和 經(jīng)光纖傳輸后的光信號。系統(tǒng)中將光纖(Optical Fiber )傳輸距離為2.0Km=分別對光譜和光時域進(jìn)行分析， 以檢驗(yàn)系統(tǒng)的性能。分析如下： 光譜分析：-18 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償=i Optical Sptctmm Ana

57、lyzerW Oct On CftpKU- g 中1Movr gwH wi %35 加.Optical Spectrum Analyzer_1Wd Cgrtrsi Krr lorPnrhf原始光譜傳輸后光譜，圖光譜分析1通過如上圖光譜分析儀的圖像，可看出5.0Km的通信距離對這個光纖通信系 統(tǒng)的光譜變化影響不大，信號依然同原始的信號幾乎相同。光時域分析：迪 Optic al Time Domain VisualizerRtfeh 口ftgcdggriH 如eHtx Mu=e A”瑞 Optical Tim Domain Visuali2er_1Dti Cdt On CBfafed i to 訓(xùn)

58、哂 pr operbes52* vvth 蚓3序上叼iCKpMPp8.o號Q9 0要 0寤口目 D 8 oiwop Tmw tt)OSQOS傳輸后光時域，,原始光時域圖3.2.1,3 光時域分析2通過圖 光時域觀察儀的圖像，原始 Bit sequence為0101101110；則可以看 出5.0Km的光纖傳輸距離對光時域有著一定影響的，跟原始的圖像相比，光時域有一定的 位移、變形及展寬了。綜上所述，小型光纖通信系統(tǒng)中光譜分析不影響光信號的傳輸，但是從光時域的分析 來看，效果還受到一定影響。遠(yuǎn)距離光纖通信系統(tǒng)中光信號在傳輸中的時域與頻域變化將系統(tǒng)中將光纖(Optical Fiber )傳輸距離為

59、20Km(見圖 )。在次分別對光-19 頁-色散對光纖通信系統(tǒng)的影響與補(bǔ)償Label: Optic al Fiber譜和光時域進(jìn)行分析，檢驗(yàn)系統(tǒng)的性能。OptiSystem系統(tǒng)器件組成及連接如圖不 變。rrRrrrrUsei ilefined r ef eience vwhReference waveleixjtli;加LengthEi *ZZVtt妙i，u 髓帖1、f:困H mg JAtt-ei iLivtion cltai type心心用sf白冷土.JAttenu 水 ionQ2jMj-nas 1Atteniinioai v總3工JllameVaKieUnitsMode圖光纖參數(shù)調(diào)節(jié)Dia

60、p.戶MID1IN 口門1.Num,Gr.Simu.TNoiseRandCost!：:LI. 00Main光譜分析:Op加,I Spectrumm ciek onta 俎建界/mwi4 黑匕依 oMtis 隔看梵 MkrM o.153口 151 1S5 1 WD 1.SFDWJivetength (m)g. 一 ，I 4, 昂 9r 吊nuwDME8 旦.Optical Spectrum Analyzer-lMd Ciel Ori Ofaietfi ，Mn 西4但4語立 IMge 00*H* wtih原始光譜傳輸后光譜，圖 光譜分析2如上圖所示，可看出20Km的通信距離對這個光纖通信系統(tǒng)的光譜