两种抑制光通信中四波混频效应的改进方法
基于多段光纤链路的全光波长变换中的四波混频效率
由（ ） 可得第 段 光纤 中 的 四波 混频 光场 分量 为 ： ４式
—
（ 。 Ｅ ｘ一 ａ）二 与 … ｅ（ Ｌ ） Ｅ ｐ ｌ
（ ｐ 一 ）］ Ｄ ［ 一 Ｌ× （１ ｅ ｘ ａ 。
唧（１ １ 一
＝： ＝
小｛ｐ 一一 ）］ｐ 专 ｍ 一ｅ［１ ａ Ｌ 、 １ ｘ．（ 【Ｌ ｉ Ｊｘ 一 ／ 一 （ 也 ｅ一
１
［ ：竺 口 二 ］ 二 （ ＋ 墨］
为第 段 光纤 的相位 匹配． 在
ｍｅ ＬＸ １ ） 耋 ［ｃ ｐ ｍ Ｘ＝ ］（ ， Ｉｐ 一 也 Ｌ ｃ Ｊ ｅ一 ｛ 耋 、 １ 一
其 中 Ａ 为光 纤有效 面 积 、 ａ为光纤 的衰 减系数 、 为第 ｍ 段 光纤 的长度 、 Ｌ
光 纤零色 散波 长附 近相位 失配 可表示 成 ：
＝ 一
ｓ ［ 一 Ｊ ＋ （ 一 Ｊ］ 一 ） ＝ｆ ） 。 （ 。 ） 。 （ ） （ － ｓ，
（） ８
其中，
因此光 纤链路 输 出端 的 四波 混频 光场 为 ：
Ｅ （ － ｃ — …
一
∑ ｅ［１ ａ／ Ｎ ｘ （ － ｐ－ ｍ－ ￣
１ 一１
）
Ｊ
（ ６ ）
收 稿 Ｅ期 ：０ ６ ２ ８ 修 回 日期 ：０ ７ ５ ５ ｔ ２ ０ —１ —２ ； ２ ０ —０ —１ 基金项 目： 山东 省 自然 科 学 基 金 （０ ６ Ｇ２０ ０ ２ ２０Ｇ ２１０）
摘 要 ： 利用推导出的由多段光纤构成的光纤链路中的四波混频效率公式， 找出了其影响全光波长变换的四
波 混 频 效 率 的 因 素 ， 而 利 用 Ｍａｌ 进 ｔ ｂ成 功 模 拟 出 了任 意 多 段 光 纤链 路 的 四波 混 频 效 率 ． 过 调 节 影 响混 频 效 率 的 各 ａ 通 种 参 数 值 ， 到 了获 取 最 佳 混 频 效 率 的 取 值 范 围 ， 一 步可 获得 稳 定 的 波 长 变 换 效 率 ． 找 进
准线性光纤传输信道内四波混频及其抑制探究
准线性光纤传输信道内四波混频及其抑制探究刘超梁;蔡威威;曹文华【摘要】Intrachannel Four-Wave Mixing (IFWM)is one of the major nonlinearities affecting the signal transmission quality of high-bit-ratelong-range dispersion management quasi-linear fiber-optic transmission systems.In this paper,a numerical calcu-lation model is derived for describing the transmission process of quasi-linear fiber-optic transmission systems by adopting the Split-Step Fourier Method (SSFM)and a nonlinear compensation scheme for an economical and effective dispersion manage-ment in combination with pulse pre-broadening.After that,the intensity of the ghost pulse at the output end is j ust a quarter of that before the pre-broadening.Calculation results indicate that this scheme effectively suppresses IFWM,obtains ideal com-pensation effects and has a certain guiding significance for the design of high-rate fiber-optic communication systems in the fu-ture.%对于高码率、长距离、色散管理准线性光纤传输,IFWM(信道内四波混频)是影响信号传输质量的主要非线性效应之一。
非线性光纤光学 第十章-四波混频
• • •
单泵浦FOPA主要问题：
受激布里渊散射（SBS）的影响
增益谱在整个带宽内远不是均匀的 EDFA的放大自发辐射噪声也能使FOPA的性能显著劣化
双泵浦结构
双泵浦FOPA利用非简并FWM过程，采用波长不同的两个泵浦光源。 通过适当选择泵浦波长，双泵浦FOPA能够在更宽的带宽内提供相当平 坦的增益，而这对单泵浦FOPA来说是不可能的。双泵浦FOPA的参量 增益为
Pj A j (0) 为入射泵浦功率
这一解表明，在无泵浦消耗的近似下，泵浦波仅获得了一个由SPM和 XPM感应的相移 代入后两个方程，可得到关于信号场和闲频场的线性耦合方程：
dA3 i * 2i [( P PP A4 ] 1P 2 ) A3 1 2e dz
* dA4 * i 2i [( P PP 1P 2 ) A4 1 2 e A3 ] dz
dA2 in22 dz c 2 f 22 | A2 | 2 f 2 k | Ak k 2 |2 A2 2 f 2134 A1* A3 A4eikz
dA3 in23 2 f33 | A3 | 2 f3k | Ak dz c k 3
4
4
0
如果写成分贝单位时
GdB
1 10 log10 exp(2P0 L) P0 LS p 6 4
S p 10log10 exp2 8.7
参量增益的斜率
放大器的带宽为
1 A [( ) ( P0 r )2 ]1 2 | 2 | s L
信息通信网络线务员练习题库+参考答案
信息通信网络线务员练习题库+参考答案1、通信运行统计应包括（）等。
A、光纤通信设备B、光缆的故障次数C、故障时间、故障原因以及责任单位D、以上都是答案：D2、在光纤通信中，（）是决定中继距离的主要因素之一A、电调制方式B、光纤芯径C、传输带宽D、抗电磁干扰能力答案：C3、最适合于DWDM系统使用的光纤是（），因为该光纤的色散系数较小，衰耗系数与其他类型的光纤相差无几，而且能够有效抑制四波混频效应。
A、G.652B、G.653C、G.654D、G.655答案：D4、在OTDR实际测试中，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。
但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。
一般平均时间不超过（）。
A、3minB、5minC、8minD、10min答案：A5、线路运行维护部门应结合线路巡检每（）对OPGW光缆进行专项检查，并将检查结果报通信运行部门。
A、月B、半年C、年D、两年答案：B6、日常演练由部分单位参加，按一定周期轮流进行，由（）组织实施。
A、省信通公司B、国网安监部C、中心站D、国网信通公司答案：C7、通信安全秋季检查应在（）月底前完成。
A、10B、11C、12D、9答案：B8、用于超长站距光通信的新建光缆纤芯宜选用（）类型，工作波长采用C波段窗口。
A、G.651B、G.652C、G.653D、G.655答案：B9、已终结的工作票.事故应急抢修单.工作任务单应保存（）。
A、半年B、两年C、三个月D、一年答案：D10、“地市供电公司级以上单位所辖通信站点单台传输设备、数据网设备，因故障全停，且时间超过（）小时。
”属于八级设备事件。
A、1小时B、2小时C、4小时D、8小时答案：D11、以下不是网管产生TU-AIS告警的原因的是（）。
A、系统中存在更高阶的告警，如R LOS、R LOF、HP SLMB、业务交叉配置错误C、主控板故障D、对端站对应通道失效答案：C12、双绞线电缆中的4对线用不同的颜色来标识，EIA/TIA568A规定的线序为（）。
光纤通信系统中色散补偿技术
光纤通信系统中色散补偿技术————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2光纤通信系统中色散补偿技术蒋玉兰(浙江华达集团富阳，31 1400)【摘要】本文叙述了光通信系统中一个重要的参数—色散，以及G65光纤通信系统的色散补偿技术。
文章还详细说明了各种补偿技术原理，并比较其优缺点。
最后强调说明色散补偿就是用来补偿光纤线路色散和非线性失真的技术。
1概述光纤通信的发展方向是高速率、大容量。
它从PDH 8 Mb/s, 34Mb/s,140Mb/s, 565Mb/s 发展到SDH 155Mb/s，622Mb/s，2.5Gb/s，10Gb/s。
现在又进展为波分复用WDM、密集型波分复用DWDM。
同时，光纤的结构从G652、G653、G654，发展到G655，以及G652C 类。
光纤的技术指标很多，其中色散是其主要的技术指标之一。
色散就是指不同颜色(不同频率)的光在光纤中传输时，由于具有不同的传播速度而相互分离。
单模光纤主要色散是群时延色散，即波导色散和材料色散。
这些色散都会导致光脉冲展宽，导致信号传输时的畸变和接收误码率的增大。
对于新建工程新敷设高速率或WDM光缆线路，可以采用非零色散位移光纤（NZ-DCF），ITU一T将这种光纤定名为G655。
G655光纤在1 550 nm处有非零色散，但数值很小（0.1~10.0pb/nm·km）。
其色散值可以是正，也可以是负。
若采用色散管理技术，可以在很长距离上消除色散的积累。
同时，对WDM系统的四波混频现象也可压得很低，有利于抑制非线性效应的影响。
自从光纤通信商用开始，至今20余年，国内外已大量敷设了常规单模光纤(G652)的光缆，这类光缆工作在1550nm波段时，有18ps/nm·km的色散，成为影响中继距离的主要因素。
所以，对高速率长距离的系统必须要考虑色散补偿问题。
基于高非线性光纤的四波混频效应与其应用分析
AbstractFiber optical parametric amplifiers (FOPAs) are optical devices depending on theχwhich need one or two pumps. The nonlinear response of the third-order susceptible (3)pump wavelengthλis generally tuned near the zero dispersion wavelength 0λas well as 0the phase matching condition being matched.The major advantages of FOPAs are broad bandwidth, high signal gain, able to operate at arbitrary center wavelength, idler generation(good for wavelength conversion), high-speed optical signal processing and so on .In this paper, we conduct a deep theory and experiment research concerning the parametric gain ,gain saturation, signal gain spectrum improvement and the suppression of degenerate four-wave mixing in non-degenerate optical parametric amplification. The structure of this paper is as follows:(1) Research of basic theory of fiber amplifiers. With Maxwell equations we get Nonlinear Schrodinger Equation(NLS) which describes the evolution of the lightwave in the FOPA.(2) Research of the gain parametric coefficient.We acquire the analytical expression of the parametric gain coefficient from the small-signal model, and discuss the maximum value of the parametric gain coefficient and the gain bandwidth from both one pump and two pumps. The conclusion is that the maximum value of the parametric gain coefficient and the gain bandwidth relate to wavelengths and power of the launched pump lightwave and signal lightwave.(3) Research of gain saturation characteristics of optical parametric amplifiers.In this paper, we mainly study gain saturation characteristics in non-degenerate optical parametric amplifiers by Finite Difference Time Domain method solving Nonlinear Schrodinger equation, and the conclusion is that under the same condition, the gain saturation value of double pumping optical parametric amplifiers is greater than that of a single pumping one, and gain saturation value increases with the power of launched pumping lightwave increasing, as well as decreasing with the power of launched signal lightwave increasing(4) Research into suppression of the idler in the degenerate four-wave mixing which takes place in non-degenerate optical parametric amplifiers. Due to the four-wave mixing effect which weakens the capability of the signal light amplifying in a non-degenerate optical parametric amplifier process happens between two high pumping source .In this article,we have done some researches on suppression of the idler in the degenerate four-wavemixing and the conclusion is that degenerate four-wave mixing effect can be completely suppressed by choosing proper pumping lightwave wavelength.(5) Research of the signal gain spectrum .We have analysed the model that adding a section of dispersion compensation fiber (DCF) connects to the tail of the high nonlinear fiber to improve the signal gain spectrum. Meanwhile ,we get an analytical expression of the output signal lightwave power led by the Nonlinear Schrodinger equation. On this basis ,we then have furtherly analysed another model of periodically inserting DCF into HNLF to improve the signal gain spectrum, which could be used as a pectination filter.(6) Conducting an experimental research on broadband tunable wavelength conversion based on the fiber optical parametric amplifiers. The signal wavelength is fixed nearby the zero dispersion wavelength, and the high power pump lightwave acts as a pumping source. When the wavelength of the continuous tunable laser is adjusted towards the long wavelength direction, the wavelength of the new born idler is automatically adjusted towards the short wavelength direction.Key words:gain coefficient gain saturation parametric amplifierfour-wave mixing finite difference time domain独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
光纤通信系统中的非线性效应研究
光纤通信系统中的非线性效应研究王振宝;吴勇;王平;冯刚;闫燕;张磊;陈绍武【摘要】文章介绍了光纤通信系统中的受激布里渊散射(SBS)、四波混频(FWM)效应和自相位调制(SPM)效应这几种重要的非线性效应,分析了其产生机理及在实际应用中对系统性能的影响.从几种非线性效应的基本原理出发,采用理论分析与模拟计算相结合的方法,研究了影响几种非线性效应的主要因素,并给出了相应的抑制消除方法.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】4页(P25-28)【关键词】非线性效应;受激布里渊散射;四波混频;自相位调制【作者】王振宝;吴勇;王平;冯刚;闫燕;张磊;陈绍武【作者单位】西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西,西安,710024【正文语种】中文【中图分类】TN9150 引言随着光纤通信及光纤传感技术的发展，光纤线路传输容量的不断增加，传输距离的日益增大，通路的急剧增加以及光纤放大器的广泛使用，光纤的非线性已经成为制约系统性能的重要因素。
非线性问题也已经成为光纤通信系统设计中需要考虑的重要方面。
光纤的非线性效应可分为两类：一类为散射效应，如受激布里渊散射(SBS)、受激喇曼散射(SRS)等；另一类为与克尔效应相关的非线性效应，即与折射率密切相关的效应，如自相位调制(SPM)和调制不稳定性和四波混频(FWM)等。
单模和多模光纤的特点和应用
单模和多模光纤的特点和应用一、光纤结构光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导，是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。
它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。
（光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。
）纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。
包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。
1. 纤芯位置：位于光纤的中心部位，直径：在4-50卩m单模光纤的纤芯直径为4-10 ^m ,多模光纤的纤芯直径为50卩m。
纤芯的成分：含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅（如二氧化锗，五氧化二磷）作用是适当提高纤芯对光的折射率，用于传输光信号。
2. 包层位置：位于纤芯的周围直径：125 ^m成分：是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。
掺杂剂（如三氧化二硼）的作用：适当降低包层对光的折射率，使之略低于纤芯的折射率，即纤芯的折射率大于包层的折射率（这是光纤结构的关键），它使得光信号封闭在纤芯中传输。
3. 光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。
一次涂覆层：一般使用丙烯酸醋、有机硅或硅橡胶材料；缓冲层：一般为性能良好的填充油膏；二次涂覆层：一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆层的作用：是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。
涂覆后的光纤外径约 2. 5 mm。
4. 光纤最重要的两个传输特性损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。
（I）光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗。
吸收损耗是因为光波在传输中有部分光能转化为热能；散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的。
当然，在光纤通信系统中还存在非光纤自身原因的一些损耗，包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。
这些损耗的大小将直接影响光纤传输距离的长短和中继距离的选择。
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题是严格抑制非线性效应。尤其是四波混频（Four- 后 ，人 们 对 光 纤 中 FWM 效 应 进 行 了 系 列 研 讨 。 [3]
Wave Mixing，FWM）效应[1]，FWM 效应造成信号功率 Eiselt 给 出 了 一 种 统 计 学 方 法 评 定 波 分 复 用
收稿日期：2018-06-19 稿件编号：201806102
dispersion management
光传输系统在传输速率、传输容量、传输距离和 的损耗，产生的新频率对系统产生非线性串扰，严格
成本等方面发展迅速，为实现单信道速率更高、信道 限制了光信号传输容量 。 [2]
间 隔 更 小 和 无 电 中 继 传 输 距 离 更 远 的 传 输 ，关 键 问
Stolen 等 人 在 光 纤 中 首 次 观 察 到 FWM 现 象 之
摘要：为研究高速光通信系统中的四波混频效应，基于 OptiSystem 搭建了 8×10 Gb/s 高速大容量传
输系统中的四波混频噪声评估模型。根据 ITU-T G.692 工程指标要求，围绕信道间隔和色散管理，
提 出 了 两 种 区 别 于 传 统 频 率 等 间 隔 系 统 的 改 进 方 案 ，分 别 研 究 其 对 四 波 混 频 噪 声 的 作 用 效 果 ，第
关键词：光通信；波分复用；四波混频；信道间隔；色散管理
பைடு நூலகம்
中图分类号：TN929.11
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2019）07-0128-05
Two improved methods for suppressing four⁃wave mixing effect
in optical communication
WANG Jing1，WANG Ya⁃xin1，DANG Xu⁃wen1，LI Shun1，SU Da⁃yin1，ZHANG Ke⁃fei2 （1.School of Science，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China；
第 27 卷 第 7 期 Vol.27 No.7
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2019 年 4 月 Apr. 2019
两种抑制光通信中四波混频效应的改进方法
王 敬 1，王娅欣 1，党绪文 1，李 顺 1，苏大银 1，张克非 2
（1.西南科技大学 理学院，四川 绵阳 621010；2.西南科技大学 计算机科学与技术学院，四川 绵阳 621010）
（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系 统 中 信
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划资助项目（201710619022）；四川省大学生创新创业训练计划资助
项目（201710619070）
作者简介：王 敬（1997—），男，四川广安人。研究方向：光通信工程。 -128-
一 种 方 案 是 两 头 大 、中 间 小 的 部 分 等 信 道 间 隔 ，第 二 种 方 案 是 在 第 一 种 方 案 的 传 输 链 路 中 设 置 了
DCF 色散补偿系统，仿真结果表明两种改进方案均能有效地抑制四波混频效应，且第二种方案的
效果更好，其传输距离和信道 Q 值明显增大，最高 Q 值可达 30.0。
2.School of Computer Science and Technology，Southwest University of Science and Technology， Mianyang 621010，China）
Abstract: In order to study the four-wave mixing effect in high-speed optical communication system，a four- wave mixing noise evaluation model for 8 × 10 GB / s high speed and large capacity transmission system is built based on OptiSystem. According to the requirement of ITU- T G.692 engineering index， around channel spacing and dispersion management，two kinds of improved schemes are proposed， which are different from the traditional frequency equal interval system，and their effects on four- wave mixing noise are studied respectively. The second scheme is to set DCF dispersion compensation system in the transmission link of the first scheme. The simulation results show that the two methods are improved. The scheme can effectively suppress the four-wave mixing effect，and the second scheme has a better effect. The transmission distance and channel Q value are obviously increased，and the maximum Q value can reach 30.0. Key words: optical communication；wavelength division multiplex；four wave mixing；channel spacing；