[发明专利]相干光纤拉曼放大系统中相对相位噪声的抑制方法及系统

说明书

本发明涉及一种光纤通信技术领域，是一种相干光纤拉曼放大系统中相对相位噪声的抑制方法及系统，前者包括第一步分束器接收前向拉曼泵浦光并进行分光；第二步发射端合束器对99％的前向拉曼泵浦光进行耦合；第三步光功率计实时监测该1％的前向拉曼泵浦光的功率；第四步通过反馈算法确定信号光功率的最佳值；第五步调节发射的信号光的入纤功率；第六步前向拉曼泵浦光对进入传输光纤的信号光进行放大；第七步信号接收机接收信号光。本发明改进了目前商用的发射端和前向泵浦结构，将前向拉曼泵浦光通过一个分束器进行分光，能实时调节信号光的入纤功率，补偿部分由于前像泵浦光功率波动而引起的接收端信号光相对相位噪声，降低了拉曼放大器的噪声系数。

技术领域

本发明涉及一种光纤通信技术领域，是一种相干光纤拉曼放大系统中相对相位噪声的抑制方法及系统。

背景技术

随着光纤通信技术的发展，需要单跨距无电中继的光纤传输系统距离越来越长，传输速率越来越高，尤其是100G以上的高阶调制相干光纤通信系统。在这种情况下，采用双向分布式拉曼放大器是延长光纤传输跨距的有效方法；特别是在超长跨距光纤系统中，必须采用分布式拉曼放大器以及更加高级的高阶调制格式才能实现应用场景对光纤跨距的要求。

前向泵浦分布式拉曼放大中泵浦光将在传输光纤中与信号光相互作用，由于泵浦光激光器输出的泵浦光必然有一定的功率波动，此功率波动在传输光纤中将会与信号光通过交叉相位调制不断作用，使得其对信号光的相对相位噪声不断累积，最终引起接收端信号光的相对相位噪声劣化。目前高阶调制格式性能受限于前向泵浦分布式拉曼放大中泵浦光功率波动而引起接收端相对相位噪声劣化，实际使用的高级调制格式如QPSK、16QAM等的超长跨距光纤系统的性能影响更加严重。

由于信号光功率的波动和泵浦光功率的波动共同影响信号光的相位变化，因此，可以通过微调信号光的入纤功率来抵消一部分泵浦光引起的相对相位噪声，来改善接收端信号的相位噪声，提高信噪比，增加系统的传输距离。

发明内容

本发明提供了一种相干光纤拉曼放大系统中相对相位噪声的抑制方法及系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决相干光纤拉曼放大系统中相对相位噪声大，造成信噪比低，影响传输距离的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种相干光纤拉曼放大系统中相对相位噪声的抑制方法，包括以下步骤：

第一步：前向拉曼泵浦模块发射前向拉曼泵浦光，分束器接收前向拉曼泵浦光并进行分光，将99％的前向拉曼泵浦光输入发射端合束器，之后进入第二步，分束器将1％的前向拉曼泵浦光输入光功率计，之后进入第三步；

第二步：发射端合束器对99％的前向拉曼泵浦光进行耦合，耦合后的前向拉曼泵浦光进入传输光纤，之后进入第六步；

第三步：光功率计接收1％的前向拉曼泵浦光，实时监测该1％的前向拉曼泵浦光的功率，以此获得另外99％的前向拉曼泵浦光的功率波动大小，并将监测到的功率发送至反馈算法模块中，之后进入第四步；

第四步：反馈算法模块接收该功率，通过反馈算法确定信号光功率的最佳值，具体过程如下：

(1)、根据相干光纤拉曼放大系统参数求解下述方程，建立一个泵浦光波动与对应需要改变的信号光功率的查找表；

其中，A_s(z,t)是信号光的光场，α_s是信号光衰减系数，g(z)是信号光的微分拉曼增益系数，β₂是光纤在信号光附近的色散参数，γ_s是非线性系数，A_p(z,t)是泵浦光光场；

(2)、当光功率计检测到前向拉曼泵浦光功率的波动时，通过反馈算法检索查找表，找到信号光功率所需调整的值，即为信号光功率的最佳值；