ssf_pdm.m

   1 function [xCDKerr, yCDKerr] = ...
   2          ssf_pdm(x, y, D, lambda, z, Tsamp, gamma)
   3   %% Simulate chromatic dispersion and Kerr effect,
   4   %% with attenuation and amplification.
   5   %% Params:
   6   %%  - x: input waveform (pulse-shaped)
   7   %%  - D: dispersion coefficient (ps / (nm km))
   8   %%  - lambda: wavelength (nm)
   9   %%  - z: length of fibre (km)
  10   %%  - Tsamp: sampling time (s)
  11   %% Output:
  12   %%  - xCDKerr: x after being dispersed.
  13
  14   %% Convert everything to SI base units
  15   c = 299792458; % m/s
  16   D = D * 1e-6; % s/m^2
  17   lambda = lambda * 1e-9; % m
  18   z = z * 1e3; % m
  19
  20   gamma = gamma * 1e-3; % watt^-1 / m
  21   dz = 1; % km
  22   dz = dz * 1e3; % m
  23   stepnum = z / dz;
  24
  25   alpha = 0.2; % dB/km
  26   alpha = alpha / 10 * log(10); % /km
  27   alpha = alpha * 1e-3; % /m
  28
  29   hhz = 1j * (8/9) * gamma * dz;
  30
  31   P = abs(x) .^ 2 + abs(y) .^ 2;
  32
  33   xCDKerr = x .* exp(P .* hhz / 2 - alpha * dz / 4);
  34   yCDKerr = y .* exp(P .* hhz / 2 - alpha * dz / 4);
  35
  36   for i = 1 : stepnum
  37     xDFT = fft(xCDKerr);
  38     yDFT = fft(yCDKerr);
  39     n = length(xCDKerr);
  40     fs = 1 / Tsamp;
  41
  42     omega = (2*pi * fs / n * [(0 : floor((n-1)/2)), (-ceil((n-1)/2) : -1)]).';
  43     dispDFT = exp(-1j * omega.^2 * D * lambda^2 * dz / (4 * pi * c));
  44
  45     xCDKerr = ifft(xDFT .* dispDFT);
  46     yCDKerr = ifft(yDFT .* dispDFT);
  47
  48     P = abs(xCDKerr) .^ 2 + abs(yCDKerr) .^ 2;
  49     xCDKerr = xCDKerr .* exp(P .* hhz - alpha * dz / 2);
  50     yCDKerr = yCDKerr .* exp(P .* hhz - alpha * dz / 2);
  51     if mod(i, 50) == 0
  52       xCDKerr = xCDKerr * 10; % amplification
  53       yCDKerr = yCDKerr * 10;
  54     end
  55   end
  56   P = abs(xCDKerr) .^ 2 + abs(yCDKerr) .^ 2;
  57   xCDKerr = xCDKerr .* exp(-P .* hhz / 2 + alpha * dz / 4);
  58   yCDKerr = yCDKerr .* exp(-P .* hhz / 2 + alpha * dz / 4);
  59 end
  60 %% References
  61 %% [1]: S.J. Savory, Digital filters for coherent optical receivers, 2008.