研究目的
为全面研究非中继系统应用中单模光纤的高功率传输特性，重点分析光纤非线性如何导致误码率平台效应，并确定不同调制格式下的最大发射功率。
研究成果
单通道120Gbps DP-QPSK、DP-16QAM和DP-64QAM格式的最大发射功率分别约为+20.4 dBm、+14.8 dBm和+10.6 dBm（误码率底限为1.0×10^-2时定义）。这些功率随DWDM信道数量增加呈对数下降，且该依赖关系几乎与调制格式无关。通过与扩展GN模型对比并采用调整参数验证了结果，为无中继系统的解析建模奠定了基础。未来工作应探索非线性补偿和受激拉曼散射效应以实现更广泛应用。
研究不足
该研究未考虑非中继系统的非线性补偿方案（如数字反向传播），此类方案可提高最大发射功率。除一例模拟外，大多数模拟未考虑受激拉曼散射（SRS）效应；对于超宽带系统（如C+L波段），需解决频率相关效应问题。光纤损耗假设为恒定值，且模型在灵敏度计算中可能存在近似误差。
1：实验设计与方法选择：
采用OptiSystem™软件进行数值仿真，模拟120Gbps DP-QPSK、DP-16QAM和DP-64QAM格式的无中继相干DWDM系统。研究聚焦单模光纤高功率传输，分析误码率性能与非线性效应，使用带调整参数的高斯噪声(GN)模型进行对比。
2：样本选择与数据来源：
使用长度为65536的2^16伪随机二进制序列(PRBS)，模拟超过100km光纤传输。X/Y偏振数据采用比特交织处理。
3：实验设备与材料清单：
Optiwave Systems公司的OptiSystem™光学通信仿真软件(14.1版)、指定参数的单模石英光纤(损耗系数0.16dB/km，有效纤芯面积130μm²，色散20.5ps/nm/km，非线性折射率n2为2.2×10^-20m²/W)、相干收发器、光复用/解复用器、光电二极管、模数转换器、数字信号处理器、马赫-曾德尔调制器、偏振分束/合束器、连续波激光源、本振源。
4：1版)、指定参数的单模石英光纤(损耗系数16dB/km，有效纤芯面积130μm²，色散5ps/nm/km，非线性折射率n2为2×10^-20m²/W)、相干收发器、光复用/解复用器、光电二极管、模数转换器、数字信号处理器、马赫-曾德尔调制器、偏振分束/合束器、连续波激光源、本振源。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：配置无拉曼放大器/ROPA的中继系统；设定发射功率与光纤长度；模拟单信道及最多80个50GHz间隔DWDM信道的传输；采用DSP算法实现定时恢复、自适应均衡、频偏估计与载波相位偏移估计；计算误码率并分析星座图。
5：数据分析方法：
通过线性外推法计算误码率以确定最大发射功率；使用带调整参数a1和a2的扩展GN模型进行对比；分析星座图演变与符号失真情况。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
OptiSystem
Ver.14.1
Optiwave Systems
Optical communication software simulation tool used for numerical analysis of system parameters including loss, dispersion, nonlinearity, polarization effects, coherent transmitter and receiver characteristics, and optical ASE noise.
-
Single Mode Fiber
Transmission medium for high power optical signals in non-repeatered systems, used to study nonlinear effects and BER performance.
-
Mach-Zehnder Modulator
Used in the transmitter for modulating the optical signal in coherent communication systems.
-
Polarization Beam Splitter
Splits the optical signal into orthogonal polarization components in the transmitter and receiver.
-
Polarization Beam Combiner
Combines polarization components in the transmitter.
-
Photodiode
Detects optical signals in the coherent receiver, converting them to electrical signals.
-
Analog to Digital Converter
Converts analog electrical signals from the photodiode to digital signals for processing in the DSP.
-
Digital Signal Processor
Processes digital signals for timing recovery, adaptive equalization, frequency offset estimation, and carrier phase offset estimation in the receiver.
-
Continuous Wave Laser Source
Provides the optical carrier for modulation in the transmitter.
-
Local Oscillator
Used in the coherent receiver for mixing with the received signal to recover the baseband signal.
-
Optical Multiplexer
Combines multiple DWDM channels for transmission.
-
Optical Demultiplexer
Separates DWDM channels at the receiver.
-
Optical Pre-amplifier
Amplifies the received optical signal before detection in the receiver.
-
Bessel Filter
4th order
Used in the receiver for electrical filtering to reduce noise and inter-symbol interference.
-
登录查看剩余12件设备及参数对照表
查看全部
