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基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究

王瑜浩 武保剑 郭飚 文峰 邱昆

基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究

王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-09

基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究

  • 1. 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室
  • 2. 电子科技大学通讯与信息工程学院
  • 通信作者: 武保剑, bjwu@uestc.edu.cn
    基金项目: 国家级-国家重点研发计划(2018YFB1801003)

摘要: 随着网络带宽需求的快速增加,波分复用系统的容量已接近非线性香农极限.为了适应未来网络的发展,空分复用技术引起了越来越多的关注.本文首次提出基于少模非线性光纤环形镜(FM-NOLM)的脉冲幅度调制(PAM)全光再生器,描述了其工作原理和具体设计过程.采用COMSOL软件对组成FM-NOLM的硫化物高非线性光纤进行了模式特性仿真. 以LP01、LP11、LP21三个光纤模式为例,确定了再生器的参数,计算出每个模式的功率转移函数曲线.仿真分析了该少模PAM-4全光再生器的噪声抑制(NRR)性能,并与单模情形进行了比较. 研究表明,(1)对于每个空间模式的PAM信号,所有再生电平具有一致的功率转移性能;(2)当输入信噪比(SNR)约大于20 dB时,三种模式的噪声抑制比均可超过3 dB,并随着输入信噪比线性增加,其斜率约为1.2;(3)在相同输入SNR条件下,三种模式的噪声抑制比相差不大,不超过1.1 dB.为了说明再生器的再生性能,当输入SNR为25 dB时,我们还给出了再生前后PAM-4信号的功率分布直方图.与现有的再生方案相比,本文方案的均匀多电平再生转移性能,使其更适合高频谱效率的长距空分复用系统和任意电平数的PAM信号再生.此外,该方案也能够扩展到波长域,有效提高光通信系统的传输容量.

English Abstract

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