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Die
Erfindung bezieht sich auf optische Faserübertragungssysteme und insbesondere
auf Kommunikationssysteme, die Solitonen oder solitonenähnliche
Impulse zur Datenübertragung
einsetzen. Sie ist auch auf Systeme anwendbar, in denen der Startimpuls
phasenmoduliert ist oder auf Null (RTZ; return-to-zero) zurückkehrt.
In derartigen Systemen, die offensichtlich nicht solitonenähnlich sind, werden
die Impulse nach einer Wanderung in solitonenähnliche Impulse umgewandelt.
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Vor
kurzem wurde gezeigt, das eine neue Klasse von optischen Solitonen
in dispersionsgeführten
Systemen auftritt, in denen alternierende Sektionen von negativen
(anomalen) und positiven (normalen) Dispersionsfasern genutzt werden
(Siehe dazu z. B. Suzuki, M., Morita, I., Edagawa, N., Yamamoto, S.,
Taga, H. und Akiba, S., ”Reduction
of Gordon-Haus timing jitter by periodic dispersion compensation
in soliton transmission”,
Electron. Lett., 1995, 31, (23), pp. 2027–2029, Smith, N. J., Knox,
F. M., Doran, N. J., Blow, K. J. und Bennion, I., ”Enhanced power
solitons in optical fibres with periodic dispersion management”, Electron.
Lett., 1996, 32, (1), pp 54–55
und Smith, N. J., Forysiak, W. und Doran, N. J., ”Reduced
Gordon-Haus jitter due to enhanced power solitons in strongly dispersion
managed systems”,
Electron. Lett., 1996, 32, (22), pp 2085–2086).
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In
einer weiteren wissenschaftlichen Veröffentlichung mit dem Titel ”Energy
scaling characteristics of solitons in strongly dispersion-managed
fibres”,
Opt. Lett., 1996, 21, (24), pp 1981–1983,. leiteten Smith u. a.
eine empirische Beziehung für
die verbesserte Leistung derartiger Solitonen ab, derzufolge die
mittlere Dispersion anomal und signifikant kleiner (in den Amplituden)
ist, als die Dispersion in den beiden Segmenten. Die verlustlosen
Rechnungen zeigten die Bedeutung des Startpunktes des Kennfeldes (Das
Minimum der frequenzmodulierten Impulse (Chirp) befindet sich im
Zentrum jeder Sektion), begründeten
jedoch weder die exakte Impulsform, noch die langfristige Stabilität der Impulse.
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Masataka
Nakasawa u. a., ”Nonlinear
Pulse Transormation Through an Optical Fiber at Zero-Average Group
Vetocity Dispersion”,
IEEE Photonics Tchnology Letters, Vol. 8, No. 3, March 1996, pp. 452–454, beschreiben
die nichtlineare Impulsfortpflanzung durch eine kaskadierte optische
Faser mit Null-Duchschnitts-Dispersions-Gruppengeschwindigkeit.
Es wurde gezeigt, dass sich im stationären Zustand ein nicht trasformationsbegrenzter
(chirped) Impuls mit einer etwas im anomalen Dispersionsbereich
liegenden Wellenlänge
fortpflanzt.
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Chunyang
Zhang u. a., ”Optical
Soliton Propagation in a Positively and Negatively Dispersion-allocated
Fiber”,
Communication Technology Proceedings, ICCT, Vol. 1, 1996, pp. 319–322, beschreiben die
mittlere Solitonenausbreitung in einem periodisch konzentrierten
Verstärkungssystem
einer dispersionszugewiesenen Solitonenübertragungsleitung mit einer
mittleren negativen Dispersions-Gruppengeschwindigkeit (GVD; Group
Velocity Dispersion). Die präsentierten
Ergebnisse zeigen, dass sich ein klares optisches Soliton stabil
innerhalb eines positiv dispersiven Bereiches ausbreiten kann, solange
ein negativ mittlerer Dispersionswert und ein passender Amplitudenhöchstwert
garantiert sind.
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N.
J. Smith u. a., ”Enhanced
power solitons in optical fibres with periodic dispersion management”, Electron.
Lett., 4 January 1996, Vol. 32, No. 1, pp. 54–55, beschreiben die Bildung
von stabilen solitonenähnlichen
Impulsen in optischen Fasern mit einem periodischen Dispersionskennfeld.
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E.
A. Golovchenko u. a., ”Collision-induced timing
jitter reduction by periodic dispersion management in soliton WDM
transmission”,
Electron. Lett., 24 April 1997, Vol. 33, No. 9, pp. 735–736, beschreiben
einen numerischen Vergleich der Leistung von dispersionsgeführten Fasern
mit dispersionsabnehmenden und einheitlichen Dispersionsfasern mit
bis zu 8 Kanälen.
Es ist ausgewiesen, dass Dispersionsführung(-management) die beste
Leistung bereitstellen kann.
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Wir
haben entdeckt, dass durch den Einsatz von einem Dispersionsmanagement,
in dem ein optisches Kommunikationssystem alternative Sektionen von
Fasern mit Dispersionen von entgegengesetztem Vorzeichen aufweist,
die übertragenen
Impulse nicht verzerrt sind (weder dispersiv noch effektiv nichtlinear),
unter der Vorraussetzung, dass die richtige Form des Impulses ausgewählt wird.
Es ist möglich
stabile Impulse (Solitonen) zu haben, deren Netz-Dispersion Null
ist, normal oder anomal. Es gibt keine Solitonen für normale
Dispersion, jedoch sind die Impulse in diesem System stabil. Dies
erlaubt eine Wellenlängenmulitplexierung
um die Null Dispersion, obwohl die Dispersion von der Wellenlänge abhängt, da
es unvermeidlich ist, dass beide Vorzeichen auftreten. Wie auch
immer, die neue Anordnung erlaubt die Anwendung von Solitonen innerhalb
eines großen
Wellenlängenbereiches.
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Wir
haben herausgefunden, dass die Form der Impulse signifikant ist.
Für diese
Systeme ist es wichtig die Impulse in angemessener Weise vorzuchirpen.
Der Grad des Chirpens und die Dauer des Impulses hängt von
der gewünschten
Datenrate und der Auslegung des Kennfeldes ab. Wir haben auch entdeckt,
dass zur Null-Netz-Dispersion eine bevorzugte Impulsdauer für ein bestimmtes
Kennfeld erscheint. Das Verhältnis
wobei β .. die Dispersion der
Faser, τ die
Impulsdauer und 1 die Faserlänge
ist. Damit ist das System (für den
Fall der Null-Dispersion) durch die Impulsdauer (effektiv die Datenrate)
und die Dispersion der Fasern spezifiziert, dass heißt die Länge jeder
Sektion kann unverzüglich
schlussgefolgert werden. Wenn z. B. τ = 20 ps (10 Gb/s) und
β .. ≈ 20 ps2/km (Standard Faser), so sollte die
Faserlänge
80 km betragen. Alternativ ist, für den Fall, dass
β .. ≈ 1 ps2/km (typischer Wert für eine dispersionsverschobene
Faser), so sind 1600 km ideal. Die numerische Modellierung zeigt, dass
es stabile nicht lineare Übertragungen
von Impulsen für
periodische dispersionsgeführte
Systeme gibt, in denen die mittlere Bahndispersion entweder anomal,
Null oder sogar normal sein kann.
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Eine
neue Klasse von stabilen Impulsen wurde nachgewiesen, wenn die mittlere
Dispersion Null oder sogar normal ist. Die Entdeckung derartiger
stabiler Impulse erlaubt den Einsatz von Solitonen in WDM-Systemen
um die Null (Durchschnitts-)Dispersion, wo aufgrund von Dispersionsneigungseffekten beide
Vorzeichen der Dispersion unvermeidlich sind.
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Erfindungsgemäß wird ein
optisches Faserkommunikationssystem gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Bevorzugte Ausführungsformen
werden durch die Unteransprüche
herausgestellt. Die Erfindung wird teilweise durch ein Beispiel
unter Bezugnahme auf die angefügten
Figuren beschrieben, wobei die Figuren zeigen:
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1 zeigt
die Ausbreitung für
100.000 km für
einen Impuls mit E = 0.03 pJ, und 100 km Sektionen von β'' = –5,1
ps2/km und fl'' =
4.9 ps2/km. Der Impuls wird im Mittelpunkt
der anomalen Sektion angezeigt,
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2 zeigt
die Ausbreitung über
einen Zyklus für
einen Impuls mit E = 0.003 pJ, und 100 km Sektionen von β'' = –5,1
ps2/km und fl'' =
4.9 ps2/km,
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3 zeigt
eine stabile Ausbreitung für 80.000
km bei Null Dispersion für
einen Impuls mit E = 0.23 pJ, und 80 km Segmente von β'' = ± 10 ps2/km. Der
Impuls wird im Mittelpunkt der anomalen Sektion angezeigt,
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4 zeigt
die Impulsbreite über
der Energie für
ein Dispersionskennfeld mit mittlerer Null-Dispersion. (a) an der
Segmentgrenze, (b) im Mittelpunkt des normalen Segmentes, (c) im
Mittelpunkt des anomalen Segmentes;
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5 bis 7 stellen
erfindungsgemäße Dispersionskennfelder
dar, und
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8 zeigt ein schematisches Diagramm, das
ein Solitonen- oder solitonenähnliches
Kommunikationssystem in Übereinstimmung
mit einem spezifischen Aspekt der Erfindung darstellt.
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Wir
haben umfangreiche numerische Untersuchungen mit zweistufigen Kennfeldern
für individuelle
Impulse durchgeführt,
wobei die Verluste zunächst
vernachlässigt
wurden. Unser Vorgehen sieht zu erst die akkurate Etablierung der über lange
Strecken stabilen Lösung
vor, sollte sie denn existieren. Wenn man im allgemeinen mit einer
angemessenen Impulsform und Impulsgröße beginnt, wird die Impulsbreite,
die einem fixen Punkt in jedem Zyklus entnommen wird, über viele
Zyklen oszillieren, nachdem einiges an Strahlung abgegeben wird
und der langfristig stabile Impulse daraus hervorgeht. Wir nutzen diesen
Effekt durch Mittelwertbildung der Impulsformen an den Extremen
derartiger Oszillationen, um schnell die konvergierte Wellenform
mit hoher Genauigkeit zu finden. Wir können dann die Mittelwertbildung
weglassen, um die Stabilität
der konvergierten Impulse zu prüfen.
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Durch
die Anwendung dieser Technik haben wir entdeckt, dass langfristig
stabile Impulse erzielt werden können,
unter der Vorraussetzung, dass die mittlere Dispersion signifikant
verschieden ist von der Dispersion in jeder Sektion. 1 zeigt
ein Beispiel für
einen derartigen Impuls für
ein tiefes Kennfeld mit anomaler Netz-Dispersion und einen Leistungsverstärkungsfaktor
von 4.5. Die Entwicklung gibt keinen Hinweis auf Strahlung und ist über einer
logarithmischen Skala zur Veranschaulichung der beobachteten extremen
Stabilität
aufgetragen. 2 zeigt die Entwicklung während einer
Periode des Kennfeldes. Im Mittelpunkt jeder Sektion weist der Impuls
ein kurvenförmiges
Zentrum (Gaußglocke)
und lineare (exponentielle) Kennfeldränder mit Vertiefungen. An diesen
Punkten ist der Impulse vollkommen unmoduliert, das heißt genau
phasengleich und die Vertiefungen sind Null, ungefähr periodisch
in t2. An der Grenze zwischen Sektionen,
an der die Pulsweite am größten ist,
wird er mehr hyperbolisch (exponentiell) und ist stark moduliert.
Derartige Beobachtungen sind typisch für starke Dispersionskennfelder.
Im Gegensatz zu normalen Annahmen ist der Impuls nicht gleichartig
während
eines Zyklusses, das heißt
das Leistungsspektrum entwickelt sich auch.
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Das überraschendste
Ergebnis unserer Untersuchung ist, dass ein derartiger Impuls nicht
nur für
verschiedene Typen von Kennfeldern mit mittlerer anomaler Dispersion
existiert, sondern auch für Kennfelder
mit exakt abgeglichenen Sektionen, das heißt Null-Durchschnittsdispersion,
und sogar dort wo die Durchschnittsdispersion normal ist. In jedem Fall ähnelt der
Impuls dem in den 1 und 2. 3 zeigt
z. B. einen stabilen Impuls für
den Fall einer Null Netz-Dispersion. Dies ist ein beeindruckendes
Ergebnis, da der Impuls sicherlich nichtlinear ist und es keine
Netz-Dispersion gibt, die durch die Nichtlinearität im herkömmlichen
Sinn ausgeglichen werden muss, da der Impuls keine spektrale Ausbreitung
aufweist. In diesem Fall ist es eindeutig unangemessen über eine
Leistungssteigerung zu diskutieren, jedoch entspricht die Impulsenergie
für die
Parameter der 3 der eines konventionellen
Solitons mit der selben Breite für
eine konstante Dispersion von –2.5
ps2/km. Dies ist eine eindeutig signifikante Energie
und ermöglicht
einen stabilen solitonenähnlichen
Betrieb bei Null-Dispersion.
Allerdings haben wir herausgefunden, dass im Gegensatz zu Systemen
ohne Dispersionskontrolle die Dispersion dritter Ordnung von 0.007
ps/km nicht zum Verfall des Impulses führt.
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Für den Fall
von normaler Netz-Dispersion, erhalten wir ein ähnlich überraschendes Ergebnis, wobei
das Dispersionsmanagement die exakte nichtlineare Unterdrückung der
Dispersion von derartigen klaren solitonenähnlichen Impulsen ermöglicht.
Wir haben stabile Impulse für
kleine Werte der normalen Netz-Dispersion erhalten, das heißt 80 km
Segmente mit einer Dispersion von –10 ps2/km
und +10.8 ps2/km. Dies ist natürlich nicht
mit konventionell klaren Solitonen für gleichmäßig normale Dispersion möglich.
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Wir
haben auch die Abhängigkeit
der Impulsbreite von der Energie untersucht. Zur Darstellung betrachten
wir den Fall der Null-Dispersion, wo effektiv nur ein unabhängiger Parameter
nach entsprechender Skalierung vorkommt. 4 zeigt
die Energieabhängigkeit
der Impulsbreite für
eine besonderes Kennfeld (l1,2 = 80 km und β'' = ±10 ps2/km).
Es liegt eine nahezu lineare Abhängigkeit
der Energie von der Impulsbreite vor, wobei die Energie in normaler Faser
zunimmt, und in anomaler Faser abnimmt, im Gegensatz zu konventionellen
Solitonen, wo die Energie umgekehrt proportional zur Impulsbreite
ist, so dass die Impulsbreite für
eine gegen Null gehende Energie unendlich groß ist. Dabei haben wir beobachtet,
dass sich für
ein bestimmtes Kennfeld eine bevorzugt optimale Impulsbreite für kleine
Impulsenergien einstellt.
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Wir
haben auch ausführliche
Studien zu unserem neuen stabilen Impuls durchgeführt und
herausgefunden, dass die Leistungssteigerung von der mittleren Dispersion
und der Tiefe der Abbildung in komplexer Weise abhängt.
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Die
bemerkenswerte Stabilität
und die Möglichkeit
von ultra-stabilen solitonenähnlichen
Ausbreitungen für
Dispersionen von einer der Vorzeichen (oder Null) impliziert eindeutig,
dass eine hohe Datenübertragung über lange
Strecken mittels Solitonen-Kommunikation um die Null-Netz-Dispersion möglich sein
sollte. Im Betrieb bei sehr niedrigen mittleren Dispersionen, können zeitweise
auftretende Jittereffekte für
einen Wellenlängenbereich
geradezu eliminiert werden, so dass die Wellenlängenmuliplexierung (WDM; Wave
Length Multiplexing) ohne die Notwendigkeit gleitender Filter, und
auch ohne aktive Steuerung ermöglicht
wird.
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Stabile
dispersionsgeführte
solitonenähnliche
Impulse existieren für
anomale und Null-, als auch für
normale, mittlere Dispersion. Der Bereich der Beobachtung liegt
extensiv in der anomalen Netz-Dispersion, weshalb sich derartige
Impulse für lange
Strecken und Wellenlängenmultiplex-Systeme eignen.
Entsprechend zugeschnittene Startimpulse lassen sich für eine optimale
Leistung durch unser numerisches Verfahren erzielen. Die korrekte
Impulsform hängt
von der Position im Zyklus und somit vom Startpunkt ab.
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Ist
das anomale Element langer (oder mehr nichtlinear) als das normale
Faserelement, so ist der Bereich der erlaubten Dispersion um einiges
ausgeweitet. Somit werden Gitter zur Kompensation der Dispersion
eine höhere
normale Netz-Dispersion
für die
gleiche Kennfeldstärke
erlauben. Folglich ist der Wellenlängenbereich für das asymmetrische
Kennfeld mit der anomalen Sektion der längere. (Das Gegenteil ist wahr,
wenn die Asymmetrie genau umgekehrt ist).
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Dispersionsgeführte Solitonen
stellen ein exzellentes Mittel zur optischen Hochgeschwindigkeitskommunikation
dar. Verglichen mit standardmäßigen Solitonen
ist ihre Leistung verbessert, wobei sie sich bei Null-Dispersion
und normaler Dispersion ausbreiten können, und zu reduziertem Gordon-Haus
Jitter, reduzierter Impulswechselwirkung und erhöhtem Rauschen führen. Wir
haben herausgefunden, dass durch die Anwendung von asymmetrischen
Kennfeldern die Solitonenleistung weiter verbessert werden und die
zugängliche
Bandbreite im normalen Dispersionsbereich vergrößert werden kann. Für Systeme, die
die Wellenlängenmulitplexierung
nutzen, können asymmetrische
Kennfelder die Solitonenleistung benachbarter Kanäle entzerren,
Die kritische Kennfeldstärke
bleibt dennoch von der Kennfeldgeometrie unbeeinflusst, und die
optimale Stärke
dispersionsgeführter
Solitonensysteme ist von der Ordnung 4.
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In
einem zweistufigen Kennfeld, in der die Dispersion zwischen normal
und anomal alterniert, ist die Impulsentwicklung durch die nichtlineare Schrödinger Gleichung
(Nichtlineares Gleichungssystem) beschrieben,
wobei z die Distanz der Ausbreitung,
t die lokale Zeit, β'' und γ die
Dispersion und den nichtlinearen Koeffizient der Faser darstellen.
Die Impulsentwicklung in verlustbehafteten Fasern kann auch mittels
dieser Gleichung modelliert werden, so lange die Verstärkungsperiode
verschieden von der Periode des Dispersionsmanagements ist. Die
stationäre
Lösung
in einem zweistufigen Kennfeld zeichnet sich durch drei Parameter
aus, die Kennfeldstärke,
S
= |β''1 L1 – β''2 L2|/τ2 FWHM (die Indizes
1 und 2 beziehen sich auf die normale und die anomale Dispersionsfaser,
L
n sind die Faserlängen und τ
FWHM ist
die Halbwertsbreite im Mittelpunkt der anomalen Faser), die normalisierte mittlere
Dispersion,
β'' = β''aνe /β''2 (β'' ist die mittlere Dispersion) und die
Kennfeldasymmetrie
δ = (γ1/β''1 )/(γ2/β''2 ). Die
Kennfeldstärke
ist die normalisierte Länge
des Dispersionskennfeldes, β'' ist die mittlere Dispersion in Teilen
der lokalen Dispersion der anomalen Faser, die Kennfeldasymmetrie
zeigt an, wie ähnlich
die Fasern in Bezug auf nichtlineare Effekte sind. Für zwei Fasern
mit gleichen nichtlinearen Koeffizienten γ
1 = γ
2,
stellt δ die
Verhältnis
der Dispersionen dar, und um die Null-Durchschnitts-Dispersion ist dies
lediglich das Verhältnis
der Längen δ = L
1/L
2.
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Bei
Anwendung der abweichenden Annäherung
nach A. Berston, N. J. Doran, W. Forysiak und J. H. B. Nijhof, Opt.
Lett. und D. Anderson, Phys. Rev. A 27,3135 (1983), können wir
annähernd
die normalisierte Leistung N2 = γ2P0τ2 FWHM/|β''2 | der
dispersionsgeführten
Solitonen als Funktion der Kennfeldstärke S, der normalisierten mittleren
Dispersion und Kennfeldasymmetrie δ, ohne weitere Annahmen berechnen.
N2 repräsentiert
die Leistung in Teilen der fundamentalen Solitonenleistung im Mittelpunkt
der anomalen Dispersionsfaser, wodurch die physikalische Signifikanz
von N2 begründet ist. Das Ergebnis dieser Berechnung
ist in 5 für drei Fälle mit unterschiedlicher Asymmetrie
dargestellt. 5a (δ = 10) zeigt den Fall einer
dispersionsverschobenen Faser (DSF), die durch eine Standardfaser
(SSMF) kompensiert wird, 5b (δ = 1) veranschaulicht
den symmetrischen Fall (gleiche Größenordnung der Dispersion),
und 5c (δ =
0.1) zeigt den Fall einer Standardfaser, die durch Dispersionskompensationsfaser
verbessert ist. Die Figuren sind Konturdiagramme, deren einzelne
Linien mit ortsfesten normalisierten mittleren Dispersionen in der
Kennfeldstärke/Leistungsebene übereinstimmen.
Die abweichenden Vorhersagen der 5 wurden
qualitativ durch numerische Simulationen, dargestellt in 6, verifiziert.
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Die
fundamentale Struktur der Kennfelder der 5a–c ist die
gleiche. In jeder Figur ist eine kritische Stärke S = 4.8 (numerisch S =
3.9, siehe 6b) zur Ausbreitung um die Null-Dispersion
und normale mittlere Dispersion. Die kritische Stärke ist unabhängig von
der Kennfeldasymmetrie. Der niedrigere Leistungszweig im normalen
Dispersionsbereich ist unstabil und kann nicht numerisch gefunden werden,
siehe 6a. Die Änderungen in 5 mit der
Abnahme der Asymmetrie begründen
sich dadurch, dass die Dispersion durchschnittlich in Richtung mehr
anomaler (oder weniger normaler) verschoben ist, das heißt, das
der Bereich für
normale mittlere Dispersion von 5a nach 5c wächst. Dies
kann dadurch erklärt
werden, dass in der normalen Dispersionsfaser nichtlineare und dispersive Effekte
einen Frequenzchirp von gleichem Vorzeichen verursachen. Nichtlineares
Chirpen kann dann dispersives Chirpen ersetzten, und die normale
Faser kann, dadurch dass sie nichtlinearer wird, gekürzt werden.
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Aus
dem Vergleich der in 5 dargestellten Solitonenparameter,
kann die höchste
Leistung, bei gegebener mittlerer Dispersion, mit einer durch DCF (Dispersion
Compensated Fibre) kompensierten SSMF (Standard Single Mode Fibre)
Faser erreicht werden (5c). Dieser Fall zeigt die höchste Bandbreite
im Bereich der normalen Dispersion, siehe 7. 7 zeigt die gleichen Daten wie 5, jedoch anders dargestellt. Die Linien
konstanter Kennfeldstärke
dringen tiefer in den Bereich normaler Dispersion für niedrige δ, was über die
Dispersionssteigung einer höheren
Bandbreite entspricht. Das bedeutet, dass die Chancen für die experimentelle
Beobachtung von dispersionsgeführten
Solitonen bei normaler mittlerer Dispersion besser werden für kleine
Werte von δ (SSMF
+ DCF). Die zugängliche Bandbreite
ist in diesem Fall näherungsweise
10 mal größer als
in 7a (SSMF + DCF). Schließlich zeigt 7,
dass die Abweichung der Solitonenleistung bei mittlerer Dispersion
am niedrigsten für
niedrige δ ist.
Für Systeme,
die die Wellenlängenmultiplexierung
nutzen, liefert dies einen Ausgleich der Leistung in benachbarten
Kanälen.
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Der
in 5 gekennzeichnete Bereich „Solitonen
höherer
Ordnung” entspricht
einer Situation, in der die Länge
der anomalen Dispersionsfaser länger als
die einer Solitonenperiode ist. Dieser Bereich ist in 5 zum Teil um der Klarheit willen ausgeschlossen,
aber auch, weil in der abweichenden Approximation die gleichen Solitonen
mit einer kürzeren
anomalen Faser erzielt werden können,
das heißt
mit niedrigerer mittlerer Dispersion.
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Somit
können
asymmetrische Dispersionskennfelder auch zur Optimierung der Leistung
dispersionsgeführter
Solitonensysteme genutzt werden. Insbesondere ein System mit SSMF,
kompensiert durch DCF, hat höhere
Leistung, weist mehr Bandbreite bei normaler mittlerer Dispersion,
und liefert im Vergleich zu symmetrischen Systemen und Systemen,
die dispersionsverschobene Fasern aufweisen, einen Ausgleich der
Kanalleistung in Wellenlängenmultiplexierungssystemen.
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Ein
solitonenbasiertes Kommunikationssystem ist in 8 dargestellt.
Es weist auf eine Solitonenquelle T und eine optische Wellenführung, bestehend
aus aufeinanderfolgenden Elementen A1, B1 – An, Bn mit einwandfreier
normaler und anomaler Dispersion. Die Elemente B1 etc. stellen eine
Kompensation der Dispersion in den Elementen A1 bereit. Die normal
dispersiven Elemente können
durch Bandpassfilter bereitgestellt werden (8b), idealerweise
im Zentrum der Elemente, wo die Bandbreite minimal ist. Solche Parameter
erlauben eine Entspannung des Parameters S, so dass S = 2 mit entsprechend
eingesetzten Filtern geeignet ist. Dispersionskompensation kann
entweder mit anomal dispersiven Fasern oder mit linearen Elementen,
wie dem Bragg Gitter G, erreicht werden. In einer solchen Anordnung wird
die Bereitstellung eines Zirkulators nötig sein.
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Das
hier beschriebene Dispersionsmanagement erlaubt den exakten Betrieb
bei Null Dispersion für
einen einzelnen sehr hohen Geschwindigkeitskanal oder die Wellenlängenmultiplexierung
um den Punkt der Null Dispersion. Wenn die Wellenlängenmultiplexierung
um die Null Dispersion angewendet wird, ist Vorsicht zur Umgehung
der Kanäle
mit identischer Gruppengeschwindigkeit erforderlich. Sollte dies
nicht vermieden werden können,
so ist die Einbeziehung eines doppelten Schritts um das Zentrum des
Systems nötig.
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Die
Kompensation die Dispersionssteigung kann entweder im kompensierenden
Element oder periodisch, oder am Ende des Systems stattfinden. Auch
sinusförmige
Abweichungen in der Dispersion sind für alle oben beschriebenen Situationen
geeignet.
