研究目的
研究并比较半导体光放大器(SOA)、掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼放大器在64通道WDM系统中,以10 Gbps数据速率传输时,基于不同激光功率和光纤长度的Q因子、误码率(BER)、接收功率及眼图性能。
研究成果
SOA在光纤长度达120公里时提供最佳接收功率,RAMAN放大器在短距离(至50公里)下具有略优的Q因子,而所有放大器在超过160公里后Q因子均趋于饱和。在给定激光功率下RAMAN放大器具有最低误码率,但EDFA在70公里光纤长度内表现更优。各放大器之间存在权衡关系,具体选择需根据系统特定要求(如距离和功率限制)而定。
研究不足
该研究基于模拟,可能无法完全反映现实条件,如环境变化或硬件缺陷。光纤长度限制为280公里,激光功率变化范围较小。放大器参数固定,且未探索优化或混合放大器配置。
1:实验设计与方法选择:
使用OptiSystem软件设计了一个仿真模型,用于评估SOA、EDFA和RAMAN放大器在64通道WDM系统中的性能。该方法包括设置发射机、放大器、光纤模型和接收机以测量关键参数。
2:样本选择与数据来源:
该仿真采用一个数据速率为10 Gbps、信道间隔为100 GHz、起始频率为188.35 THz的64通道WDM系统。未使用物理样本;所有数据均通过仿真生成。
3:35 THz的64通道WDM系统。未使用物理样本;所有数据均通过仿真生成。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:该设置包括伪随机信号发生器、NRZ电驱动器、激光源、外部马赫-曾德尔调制器、光合路器、光分路器、光纤模型、光放大器(SOA、EDFA、RAMAN)、功率计、光探头、Q值估计器、误码率(BER)估计器和电示波器。每个放大器都设置了特定参数(例如,对于RAMAN:光纤长度10 km,温度300 K,泵浦功率400 mW,泵浦波长1480 nm,泵浦衰减1.2 dB/km;对于SOA:偏置电流150 mA,放大器长度500e-6 m,限制因子0.15,材料增益常数2.78e-16 cm2,材料损耗15 cm?1;对于EDFA:输出功率12 dBm,最大小信号增益35 dB,噪声系数平坦)。
4:2 dB/km;对于SOA:
4. 实验步骤与操作流程:生成信号,进行调制,合路,由助推放大器(输出功率32 mW)放大,通过不同长度(40 km至280 km)的光纤模型,由测试放大器放大,然后接收和解调。使用功率计、探头、估计器和示波器在不同点测量功率、Q因子、误码率和眼图。
5:15,材料增益常数78e-16 cm2,材料损耗15 cm?1;对于EDFA:
5. 数据分析方法:通过绘制接收功率、Q因子和误码率随光纤长度和激光功率(-3 dBm至3 dBm)的变化来分析数据。分析眼图的参数如眼开度、闭合度和抖动。分析重点是比较各放大器的性能。
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Semiconductor Optical Amplifier
SOA
Amplifies optical signals in the WDM system
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Erbium-Doped Fiber Amplifier
EDFA
Amplifies optical signals in the WDM system
-
RAMAN Amplifier
RAMAN
Amplifies optical signals in the WDM system
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Power Meter
opowme1, opowme2, opowme3
Measures optical power at various points in the system
-
Optical Probe
probe1, probe2, probe3
Used for probing optical signals in the simulation
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Q-Estimator
Estimates the Q-factor of the signal
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BER Estimator
Estimates the bit error rate of the signal
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Electrical Scope
Analyzes eye diagrams of the signal
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