MATLAB光纤非线性传输方程建模与仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目通过数值求解非线性薛定谔方程(NLSE)，模拟光纤传输中的色散、自相位调制和交叉相位调制效应。系统支持自定义光纤参数和输入信号配置，为光通信系统设计提供可靠的仿真平台。

详 情 说 明

光纤非线性传输方程建模与仿真系统

项目介绍

本项目是一个用于模拟光信号在光纤中传输特性的专业仿真系统。系统基于非线性薛定谔方程(NLSE)，采用先进的数值计算方法，精确模拟色散、自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)等多种物理效应对光信号传输的影响。通过参数化建模和可视化分析，为光纤通信系统设计、性能评估和优化提供可靠的理论依据和仿真工具。

功能特性

• 精确的数值求解：采用分步傅里叶方法(SSFM)高效求解NLSE，保证计算精度和稳定性
• 全面的非线性效应模拟：支持SPM、XPM、色散和损耗等关键物理效应的建模
• 灵活的参数配置：可自定义光纤参数、信号特性和仿真条件
• 多信道传输仿真：支持WDM系统中多信道间的XPM效应分析
• 丰富的可视化输出：提供传输演化图、频谱分析、眼图等多种结果展示
• 性能量化评估：自动计算非线性相移、脉冲展宽、Q因子等关键指标

使用方法

1. 参数设置：在配置文件中指定光纤参数（长度、色散系数、非线性系数等）、输入信号特性（波形、功率、波长）和仿真参数（步长、网格点数）
2. 运行仿真：执行主程序启动计算过程，系统将自动完成传输演化计算
3. 结果分析：查看生成的时域/频域波形、功率演变曲线、性能指标数据
4. 可视化展示：通过2D/3D图形观察信号沿光纤的传播特性，分析非线性效应影响

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 内存需求：≥ 8GB RAM（建议16GB用于大型仿真）
• 磁盘空间：≥ 1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括仿真参数的初始化与验证、非线性薛定谔方程数值求解算法的执行、光纤传输过程的逐步模拟、多信道信号的协同处理、传输过程中各类物理效应的计算与记录，以及最终结果的可视化呈现与性能指标分析。该文件作为系统的主要入口，协调各个功能模块完成从参数输入到结果输出的完整仿真流程。