研究目的
推导考虑调制格式影响的四波混频(FWM)闭式表达式,以提高低累积色散系统(如城域网和色散管理链路)的准确性。
研究成果
通过纳入调制格式效应,所推导的闭式表达式能准确估算四波混频功率,在包括城域网和色散管理链路在内的各种系统配置中与数值结果高度吻合。这使得它们适合集成到PLA-RMSA算法中,用于实时网络优化。
研究不足
所提出的表达式假设四波混频(FWM)是一种加性高斯噪声源,并忽略了相位噪声效应,这在极短距离情况下可能引入微小误差。推导过程中使用的近似方法可能不适用于所有参数范围,且该模型仅针对特定光纤类型和配置进行了验证,可能限制其普适性。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于解析推导与数值验证。通过数学近似扩展EGN模型,推导出考虑调制格式效应的四波混频(FWM)功率闭式表达式,并采用分步傅里叶法(SSFM)进行信号传输的数值验证。
2:样本选择与数据来源:
模拟系统参数包括:跨段数(Ns为3至50)、跨段长度(L=10/50/100公里)、光纤类型(单模光纤SMF与非零色散位移光纤NZDSF)、链路类型(未补偿与色散管理)、调制格式(偏振复用QPSK和PM-16-QAM)及信道带宽(12.5/25/50GHz)。每个信道每偏振8,192符号的数值仿真生成数据。
3:0)、跨段长度(L=10/50/100公里)、光纤类型(单模光纤SMF与非零色散位移光纤NZDSF)、链路类型(未补偿与色散管理)、调制格式(偏振复用QPSK和PM-16-QAM)及信道带宽(5/25/50GHz)。每个信道每偏振8,192符号的数值仿真生成数据。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:系统包含单模光纤(SMF)、非零色散位移光纤(NZDSF)、掺铒光纤放大器(EDFA)、色散管理案例中的色散补偿光纤(DCF),以及理想光/电滤波器。参数:SMF(色散D=17ps/(nm·km)、非线性系数γ=1.317W?1km?1、损耗a=0.2dB/km)、NZDSF(D=3.8ps/(nm·km)、γ=1.5W?1km?1、a=0.22dB/km)、EDFA(噪声系数NF=6dB)。
4:317W?1km?1、损耗a=2dB/km)、NZDSF(D=8ps/(nm·km)、γ=5W?1km?1、a=22dB/km)、EDFA(噪声系数NF=6dB)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:数值验证时,通过Ns级联的SMF-EDFA对(未补偿)或SMF-DCF-EDFA对(色散管理)传输Nch路Ny-WDM偏振复用信道。接收端估算误码率(BER)并计算OSNIR,与推导解析式对比。
5:数据分析方法:
采用erfc函数估算QPSK和16-QAM的BER,综合考虑FWM与ASE噪声计算OSNIR。通过OSNIR与透明传输长度的解析与数值结果对比评估准确性。
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Single Mode Fiber
SMF
Transmission medium for optical signals
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Non-Zero Dispersion Shifted Fiber
NZDSF
Transmission medium with reduced dispersion
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Erbium-Doped Fiber Amplifier
EDFA
Amplifies optical signals
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Dispersion Compensating Fiber
DCF
Compensates for dispersion in optical links
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