[发明专利]一种抑制光纤双向传输中受激拉曼散射散射串扰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种在光纤双向传输系统中，基于受激拉曼散射偏振敏感的能够有效抑制正反方向的信号光之间受激拉曼散射的系统。 

背景技术

光纤传输技术的进步和成熟，使FTTB和FTTH成为现实，其所涉及的网络成本大幅度下降。现在已经商用的三种主要宽带接入网技术：基于电话铜线的xDSL，基于光纤同轴电缆混合网(HFC)的Cable Modem和基于5类铜线的以太局域网，这三种接入技术各有缺点，都不能很好解决宽带接入网的问题。基于千兆以太网的宽带无源光网络(EPON)技术已成为国际上宽带接入网的发展趋势和研究热点。IEEE802.3委员会802.3EFM(Ethernet in the First Mile)工作组的工作从系统结构来划分大致可以分为两个部分：点到点(P2P)结构和点到多点的PON结构(P2MP)。其中点到点又包括P2P Over Fiber和P2P Over Copper两部分，这里该方法仅针对P2P Over Fiber部分。光纤双向传输主要针对局间传输等对带宽要求较大的用户，使用光纤双向传输可以在线路两端共用一种类型的收发设备，运行在光纤的低色散窗口1550nm，能在大幅度降低系统造价的同时有效利用光纤的带宽、 提高光纤通信系统容量。 

但伴随着光纤系统复用信道数目的增加，输入光纤的光功率不断增强，光纤非线性效应成为影响密集波分复用光纤通信系统质量的重要因素，其中光纤的受激拉曼散射(SRS)非线性效应对光纤通信系统性能的影响已经不能忽略不计，SRS可以导致信号功率的衰减，引起不同波长光信号间的SRS串扰，使得光传输系统的误码率较高，降低了通信系统的通信质量。 

在常用低损耗单模光纤中，SBS（受激布里渊散射）的增益系数高出SRS（受激拉曼散射）近3个数量级。当泵浦光线谱宽远大于光纤的受激布里渊光谱线宽且信号的光功率较低时，SBS的作用不明显，此时我们主要考虑SRS的作用。 

受激拉曼散射是强激光的光电场与原子中的电子激发、分子中的震动或与晶体中的晶格相耦合产生的，具有很强的受激特性，即方向性强、散射程度高。从实际角度来看，受激拉曼散射即入射光作为泵浦光产生称为斯托克斯波的频移光，并将大部分泵浦波能量转移到斯托克斯波中。拉曼增益系数g_R(Ω)是描述SRS最重要的量，该量不仅取决于光纤纤芯的成分，还取决于泵浦波和斯托克斯波是同偏振的还是正交偏振的，与此同时，拉曼增益系数有一个很宽的频谱范围。 

对于单向波分复用系统，如果信道功率达到拉曼散射的阈值电平，一根光纤中传输的多路光信号之间会出现明显的由长波长光信号激发起的对短波长光信号的受激拉曼散射，其结果是各路光信号之间出现耦合，短波长光信号的功率减少，而长波长的光信号则被放大。 研究表明，对于双向传输的光纤通信系统中，SRS的影响具有新的特点，特别是在线路中带有双向光放大器的情况下，SRS是一个不可忽视的影响系统性能的因素 

SRS对光纤双向传输系统的影响主要表现在： 

(1)在光纤双向传输系统中，由SRS造成的传输损失与入纤信号的功率、信道间隔及信道数目的平方成正比，在一般的光纤传输系统中，信道数目和信道间隔都已经给定，因此我们可以通过减少入纤的初始功率来减少SRS损失。由此可见，SRS限制了光纤中的最大传输功率，从而限制了传输容量，功率越大SRS影响越大，对系统质量的影响大。 

(2)在含有双向拉曼放大器的光纤双向传输系统中，由于放大器的放大作用，使得信号和SRS的噪声都得到了放大。研究表明，在短波长信道中，由SRS造成的传输损失随光纤放大器的数目呈指数上升。在波分复用系统中，每信道几毫瓦的光功率，就能引起明显的SRS串扰。 

但是，正如前文所述，拉曼增益系数不仅与纤芯成分有关，还与信号光和泵浦光的偏振方向有关。当两波正交偏振时，拉曼增益相当小，该抑制光纤双向传输中SRS串扰的方法正是基于此原理。研究表明，在靠近拉曼曲线的峰值处，信号光和泵浦光的偏振方向相同时的增益一般要比偏振方向相互垂直的增益大一个数量级，。因此可以利用改变光纤中正反两个方向的信号光的偏振态来降低SRS串扰，提升双向传输系统的性能。 

发明内容

有鉴于此，本方法的目的在于提供一种基于受激拉曼散射偏振敏感特性的抑制光纤双向传输中SRS串扰系统，该系统能够将正反两个方向信号光的偏振态调至正交，并且在单模光纤中传输，从而抑制SRS串扰。 

为了达到上述目的，本方法的技术方案具体是这样实现的：