【正文】 the design. Key words： Photonic crystal fiber, WDM, Optisystem, simulation. 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目 錄 摘要 .................................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................................ II 第一章 緒論 ..................................................................................................................................... 1 光纖通信技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀 ................................................................................................ 1 光子晶體光纖研究背景及發(fā)展 ........................................................................................ 2 光子晶體光纖研究背景 ......................................................................................... 2 光子晶體光纖的發(fā)展 ............................................................................................. 3 WDM 技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀 ...................................................................................................... 4 論文內(nèi)容安排 .................................................................................................................... 5 第二章 光子 晶體光纖 ..................................................................................................................... 6 光子晶體光纖的概念和分類 ............................................................................................ 6 光子晶體光纖特性 ............................................................................................................ 8 無截止單模特性 ..................................................................................................... 8 靈活的色散特性 ................................................................................................... 10 非線性特性 ........................................................................................................... 12 彎曲損耗特性 ....................................................................................................... 12 第三章 WDM 系統(tǒng) ....................................................................................................................... 13 波分復(fù)用（ WDM）技術(shù)的基本概念 ............................................................................ 13 波分復(fù)用（ WDM）技術(shù)的原理 .................................................................................... 14 WDM 系統(tǒng)的基本形式 .................................................................................................... 15 WDM 系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢 ................................................................................................ 17 WDM 系統(tǒng)中存在的問題 ................................................................................................ 18 第四章 基于光子晶體光纖的 WDM 系統(tǒng)的仿真研究 ............................................................... 19 Optisystem 仿真軟件簡介 ................................................................................................ 19 光子晶體光纖 WDM 仿真系統(tǒng)的建立 ......................................................................... 22 發(fā)射功率對(duì)光子晶體光纖 WDM 傳輸性能的影響 ...................................................... 24 NRZ 碼型光子晶體光纖 WDM 系統(tǒng)的功率特性 ............................................... 24 RZ 碼型光子晶體光纖 WDM 系統(tǒng)的功率特性 .................................................. 27 RZ 碼型和 NRZ 碼型傳輸性能比較 ............................................................................... 30 傳輸距離對(duì)光子晶體光纖 WDM 系統(tǒng)的影響 .............................................................. 32 色散對(duì)光子晶體光纖 WDM 系統(tǒng)的影響 ...................................................................... 35 第五章 總結(jié)和展望 ....................................................................................................................... 39 總結(jié) .................................................................................................................................. 39 展望 .................................................................................................................................. 39 致謝 ................................................................................................................................................ 40 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 41 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一 章 緒論 隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代， 人們對(duì)信息量的需求不斷提高 ， 各種多媒體業(yè)務(wù)和基于 IP的實(shí)時(shí) /準(zhǔn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)等新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，導(dǎo)致全球信息量呈級(jí)數(shù)增長，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、容量和傳輸速率提出了更高的要求 ，在這種背景下WDM（ Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)現(xiàn)色散 和色散斜率 對(duì)高速長距離 的 光子晶體光纖 WDM系統(tǒng)影響十分嚴(yán)重，因此在設(shè)計(jì)中必須處理好色散和色散斜率的 補(bǔ)償問題。 研究了傳輸距離對(duì) RZ碼型 光子晶體光纖 WDM系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現(xiàn) ： 對(duì)于兩種調(diào)制碼型在較低功率時(shí)噪聲對(duì) 系統(tǒng)的影響占主導(dǎo)因素 ，在高功率情況時(shí)非線性效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的 影響占主導(dǎo)，并確定了兩種碼型的最佳發(fā)射功率。為了解決這一問題人們開始研究新型光纖，本文所研究的光子晶體光纖就是眾多新型光纖中的一種。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目 基 于光子晶體光纖的 WDM 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 姓 名 余文志 學(xué) 號(hào) 0811122121 所在學(xué)院 理學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 2022 級(jí) 光信 1 班 指導(dǎo)教師 成純富 日 期 2022 年 05 月 22 日 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代，人們對(duì)信息量的需求不斷提高， 導(dǎo)致 全球信息傳輸量呈級(jí)數(shù)增長，對(duì)通信網(wǎng) 絡(luò)的帶寬、容量和傳輸速率提出了更高的要求，在這種背景下 WDM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。理論研究結(jié)果表明這種光纖具有很多優(yōu)良的傳輸特性，如不截止的單模特性、可控的模場面積、靈活的色散特性、可控的波導(dǎo)色散特性、極低的損耗和極低的非線性效應(yīng)等。 研究了碼 型對(duì) 光子晶體光纖 WDM系統(tǒng) 傳輸性能 的影響 。發(fā)現(xiàn)傳輸 距離 的增加，接收的信號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重惡化，分析發(fā)現(xiàn)造成傳輸性能的降低是由于級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)中 EDFA和積累的非線性效應(yīng)引起的。 關(guān)鍵字 ： 光子晶體光纖、 WDM、 Optisystem、仿真 。 WDM技術(shù) 充分利用 了單模光纖低損耗區(qū)帶 來的巨大帶寬資源，將不同波長的信號(hào)經(jīng)波分復(fù)用器耦合到一根光纖實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。 理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明這種光纖具有很多優(yōu) 良的傳輸特性 ，如不截止的單模特性、 可控的模場面積、靈活的色散特性、可控的波導(dǎo)色散特性、 極低的損耗和極低的非線性效應(yīng) 等。這個(gè)光纖通信 系統(tǒng)以波長800nm的砷化鎵激光器作為光源，傳輸速率 僅有 45Mb/s，并且每隔 10公里需要一個(gè)中繼器增強(qiáng)訊號(hào)。很快采用 1550nm光源的 第三代光通信 系統(tǒng)出現(xiàn)了 ，光纖損耗也降低到 ， 同時(shí)色散位移光纖 （ dispersionshifted fiber； DSF）的出現(xiàn)使得在 1550nm光波傳輸時(shí)色散幾乎為零，因而可將 激光光譜 限制在 單縱模。 在 1310nm的色散為零，最低損耗窗口卻在 1550nm波段，在 1550nm的色散系數(shù)約為17ps/(nm為了解決色散限制，人們又開發(fā)了 。于是人們不得不開發(fā)出 ，其工作波長為 1550nm，零色散波長位于1550nm附近。它的主要缺點(diǎn)是色散斜率偏大，在長距離傳輸時(shí)需要采取色散補(bǔ)償技術(shù)。光子晶體