全光波长变换的OPTISYSTEM实现

全光波长变换的OptiSystem实现2王继涛安洪勇（期城大学实股僖理中心山东聊城252059）摘要通这利用走通传摸和我件gi淑tern成功模翻由了愚于卒导体光放大SSOA的全光波天史授.模楸过相中，逋过调整京统参敷找出了彩响波长史揆岭固米「并得到是音变拱或率为V西的麦换波，且即诙涵务产主的麦操波能瞥稳定借椅50如,美键渴淀养丈拱，四/海顿,OptjSy就em1引盲OpuSystem是一款光通讯系统模拟软件包，它集设计,剥试和优化各种类SIJE带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身.它的广泛应用还包括'物理层的器杵圾到系统级的光通爪系统设计XATV或者TDM/WDM网路设计、30M＞T/SDH的环形设计、传椅器、信道、放大器和接收器的设计、色散图设计、不同接受模式下误码率（BER）和系统代价（perr山y）的评估、放大的系统BERIO连接预算计算等等，OpH-System具有强大的模棋环境和直实的器件和系统的分级定义.它的器件犀中包括了超过200种的模型，而且在子系统畿和器件携上，它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面诳行扩展，而成为光通信领域广泛使用的工具.2全光波长变换的理论分析全光波产变换＜AOWC＞可顷料光倍号从一个波忱变换到另一个波拒而不经过光/电，光的转换，因此它是未来基于波分复用技术（WDM）全光网格的一个美健技术.它可以有效地解决WDM网绻中的波长竞争阿8i■实现动态谀抵路市和波长的兽利用.因此全光波长交换成为近年来光通信籁域的重点研究方向。邨.基于FWM效应的A0WC不农可以实现全光波分岌用分蛆网络中的疫长路由功能，而且其变换精出光为输人光信号的共拒光，还可以有效地进行传输系统的色散补偿等,且FWM技术还是嗟一可对调制方式，玛速率完全透明的彼长变换.因此基于FWM效应的AGWC成为目前全光波长变换的主要应用技术m.量于力学中对四波混频的径典定义是【上—个成几个光波的光子菽漠火,同时产生了几个不同弑率的新光子.旦在该参0过程中.净能屋和劫览是守恒的,这样的过程爵为四波混频.驰A中的FWM作用是基于三阶非线性效应产生的.两束不同波长的光成同时耕含进入SOA中，其中一束成为案滴光、另一束称为信号光，其频率分别为孔.£・在慵足相位匹配的条件下•两束光经过SOA的载流于光播耽色后产生两束新的光波，登换光和闲顿光■其魏率分别为UZfLf,利/,-a/r-43全光波长变换的OptiSystem仿真3.\实盟流程cwLaserFrequency^19JJ2HUP^wer^ldBm■■Opiic^lFibirlTnveliocWaveSOALeDflh=l如km i 「PblarixatiCiiiCoatroUcr PumpCoaplcrfo~PT咿i#dng厂■■: ! 俱同■OptiESpc^iruiEQAniJyzoCWLaws1FIsri^BonConcroUer_]Fmqug£,=I9349THzPowersIdBm.画OfxiesJSpectnimAjuIjmT-3图1技长庇映仿耳摩理图CWLaser_连续波激光器PolarizationComtroller_®振控制器PumpCouplerCo-Propagating—混合传播泵浦耦合器TravelingWaveSOA彳亍波半导体光放大器 OpticalFiber—光纤 OpticalSpectrumAnalyzer—光谱仪实验装置如图1所示，仿真中选用的两束泵浦光波长分别为；】93.52THz,193.49THz,泵浦功率均为IdBm。两束泵浦光可通过偏振投制器控制其偏振，然后俱合进人精合器内,经过耦合器输出进入半导体光放大器5€八中.条浦光和信号光一起,通过裁流子密度调制、栽流子加热以及光谱烧孔等非线性作用，在SOA内部形成动态的放流子光栅.如果SOA中形成效率携定较流子光粉，则泵浦光被软流子光将散射后形成f=2人一，的变换光,信号光被栽流子光栅散射后形成仁=2\—f,的闲筷光.3个光谄分析仪可以分则观浏福合器输出端.SOA输出爆、姓过50km光纤输出端的狡山东省自然资金项H(200$GG2201002)iW«大学科研基金资助课题.王缱再实股肺，硕士，研究方向为光通信理论，安洪U硕士生，研究方向为软件工程..67.谓.通过半导体光放大器驰出端的光语仪可以观察到如图2所示的FWM频谱.(Empvwod•••••••••••;J信号波来诵波::193.4T1935T193.6T

Frequency(Hz)图2FWMftiSffl仿真中在相应元件上使用鼠标双击打开该元件的参数设置菜单，如表1所示，在"value”枢内可更改签数眠值.设置完毕后点击菜单栏中-calculate"进行计算.计算完毕后，可双击光语仪对仿真堵果进行观测.如图2所示，泵浦波与信号波耦合进入半导体光放大器SOA后(SOA参数见表D,产生了校高功率的变换波•从而实现了波长变挨.通过仿真还可发现四波混额产生的变换波具有可靠的稳定性.光纤主要参数见表2,其中光纤衰感系数0.2dB/km,光纤长度为50km.光纤的色散参数表见表2,其变换波经过50km光纤传输后，仍然保持了较为稳定的波形•如图3所示.表2光笄主要参数表—名修 值—length SOkmAttenuation0.2db?kjnLS480 1,5490 1.550Wavelength(m)LS480 1,5490 1.550Wavelength(m)培束语通过使用OptiSystem软件成功模拟出了基于半导体光放大器的全光波长变换，且通过调整SOA的注入电流、泵浦波功率、耦合器衰成、泵浦波与信号波的猊率差等参数的值，找到了影响混频效率的因素.由于全光波长变换(A0WC)可以将光信号从一个波长变换到另一个波长而不经过光/电/光的转挨，因此它是未来基于波分复用技术(WDM)全光网络的一个关键技术.它可以有效地解决WDM网堵中的波长竞争问题,实现动态波长路由和波长的再利用，通过该仿真对于今后全光波长变换的发展具有一定的理论指导蹇义.参考文献阳3伶FWMIfliSIfi3.2仿H结JRA1名*使length0.0O06mwidth3o—OO6mheight8e—OO8mloss0Differentialgain2.78e—O^Oiti2Carrierdensityatrmrutparency1.4e-4~O24m3UinewidthenhAncemencfactor5RcccxnbinationcoefficientA1.43<j+8/.Initialearnerdensity3c+24ZRecombinAnoncoefficientBle—I6m3/nGJ 云•*.次姑般基于半辱｛♦光散大RS女乂做掀㈣右效成实现正•反相彼饪交换.光子十报,20O6.35C7>,JO3S-1O37C2J中■.王系.名于四映/睛的全光岐氏轩挽技术•光于技术・2004(2>(100-103C33李埼IM.张#充.基于环H97*光由四歌泯饨俄Wi廿成氏”座的仑研丸."理学报・2OO5>54<3>«1221-1228C4]K*fr.余K虹.itfcfttt:光纤光半原理及成用.北寂：电子工业出版2002：245-344C5D王健清.对山宪.■于SOA仝光8K长3E决的研究.光通值技木.2OO7(3>l46-4«C€3 张却亮.笄.姑于E—站构实现金光建与fJ-柯■故菲rj-的研元.物理学报.20O6.55C8>>4150-4155(上接第45页)的压缩因子，且其在碑保较高精度的条件下，清足实时性要求的同时压缩的效果也比较理想,易于硬件实现，对多路高速数据采集的数据压缩是一种行之有效的方法.参考文献[1]周