减少光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法及装置，所述光传输系统包括一发射机，所述发射机包括：连续波激光器、直流偏置、光调制器及其数据信号，其中该发射机还包括一低频扰动信号及耦合电容，通过耦合电容将低频扰动信号施加到光载波激光器直流偏置点上，引起光载波激光线宽加宽，从而有效提高光纤中的受激布里渊散射效应阈值，减小其对传输系统影响。本发明专利技术的采用低频扰动信号减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法具有结构简单、易实现，稳定性好且基本不会增加系统成本等特点，因此可以广泛应用在光传输系统中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种减小光传输系统受激布里渊散射(SBS，StimulatedBrillouin Scattering)效应影响的方法，特别涉及一种在长距离无中继光传输系统中减小光传输系统SBS效应影响的实现方法。
技术介绍
在长距离无中继光传输系统中，需要尽可能的提高入纤功率来补偿光纤损耗，从而保证接收端的光信噪比。但是，在较高的入纤功率下，光纤中的受激布里渊散射效应会将前向传输光信号的光功率转移给后向散射光和声子场，从而造成了信号光的一种损耗机制，导致接收端信噪比下降，严重地影响了光传输系统的性能。SBS效应与光纤中的其它几种非线性效应如自相位调制(Self-Phase Modulation-SPM)、交叉相位调制(Cross Phase Modulation-XPM)等非线性效应比较，SBS效应具有最低的阈值功率，一般仅有几个毫瓦(mw)。为了避免SBS效应产生，系统入纤功率只能限制在SBS阈值以下，因此，光纤中的SBS效应大大地限制了信号入纤功率的提高。在现有技术中，可以采用自身信道的SPM效应、监控信道的XPM效应来加宽谱宽，抑制SBS效应，但这方式抑制能力有限，而且有可能引起信号波形畸变，效果欠佳。也有的通过附加相位调制器来减小SBS效应影响，效果不错，但其成本很高。还有的采用载波抑制的调制格式来加宽谱宽，但这种方式需要很大程度地更改原有发射模块配置，实现复杂困难，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种传输系统中减小光传输系统SBS效应影响的方法，有效提高光纤中的SBS效应的阈值，减小其对传输系统的影响，而成本较低。为实现本专利技术的目的，我们提供，其包括以下步骤将低频扰动信号施加到光载波激光器的直流偏置点上，引起光载波激光线宽加宽，然后再进行数据调制。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其中所述低频扰动信号的扰动频率νd应满足C/2nfLeff≤νd≤νL，其中C为光速，nf为光纤有效折射率，Leff为光纤有效长度，νL为放大器低频切断频率。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其中所述低频扰动信号是正弦波信号。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其中所述低频扰动信号通过耦合电容施加到光载波激光器的直流偏置点上。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其中将低频扰动信号频率设置在放大器响应及在光接收机的接收带宽外，用于降低低频调制附加的眼图闭合度及消除低频调制引起的色散代价，从而有效改善传输系统性能，而所述扰动频率为5KHz至100KHz。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其中所述低频扰动信号的调制深度应满足md≤5％。根据本专利技术的另一方面，我们提供一种减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的装置，所述光传输系统包括一发射机，所述发射机包括连续波激光器及其直流偏置点，光调制器，所述光调制器上加有数据信号，其特征在于还包括一耦合电容及低频扰动信号，通过所述耦合电容将所述低频扰动信号施加到光载波激光器的直流偏置点上。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的装置，其中所述光调制器为电吸外调制器或马赫曾德尔外调制器。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其中所述数据信号为非归零码(NRZ)或归零码(RZ)。所述的减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的装置，其中所述低频扰动信号是正弦波信号。综上所述，与现有技术的方法相比，本专利技术的采用低频扰动信号的方法具有结构简单、易实现，稳定性好且基本不会增加系统成本等特点，因此可以广泛应用在光传输系统中。附图说明图1加有低频扰动信号的发射机模块原理框2扰动信号加宽载波光谱宽度示意图具体实施方式受激布里渊散射是一个窄带过程，石英光纤中典型的增益谱宽在10MHz～100MHz之间，相应的Stokes频移量10GHz。在数字通信中，信号光波一般采用具有1/2“1”的伪随机码流(PRBS)对其进行幅度调制(Amplitude Modulation-AM)，调制光信号的SBS效应在光纤中的阈值PthASK可近似表示为 PthASK=PthCW1-B2ΔνB(1-e-ΔνB/B)---(1)]]>其中PthCW是调制前的连续光(Continuous Wave-CW，即光载波)的SBS效应在光纤中的阈值，可近似表示为PthCW=21KAeffgoLeff(ΔνB2+Δνc2ΔνB)---(2)]]>式中B比特率；Aeff为光纤有效芯径面积；go为SBS效应在光纤中的增益系数；ΔνB为光纤中的自发布里渊增益谱宽度；Δνc为CW光谱宽度；K为偏振相关因子；Leff为光纤有效长度，当光纤足够长时，可以近似表示为Leff≈1/α。式中L光纤长度；α为光纤损耗系数。从上述两式可以获得如下结论(1)调制后的信号其SBS效应阈值提高，对于高比特率传输系统有ΔνBB→0,]]>则调制信号的SBS阈值将近似为CW光SBS效应阈值的2倍；(2)光纤中的SBS效应主要由调制信号中的窄的载波分量(CW光分量)引起，因此可以通过适当增加载波光谱宽度，使其远远大于自发布里渊效应在光纤中的增益谱宽度ΔνB时，光纤中的SBS效应阈值将大大提高，从而减小该效应对系统性能的影响。本专利技术就是根据上述分析，在CW光直流偏置点上加入小信号低频扰动，一般为正弦波，采用方波、三角波也可以，但效果不如正弦波好，使得CW光光谱宽度适当加宽，有效提高了光纤中的SBS效应阈值，从而允许大功率入纤传输。假设加入的低频正弦波信号可表示为I(t)＝Idsin(2πνd*t+0) (3)将该信号通过CW激光器偏置点施加到激光器上时，相当于对载波进行了直接低频强度调制，则低频正弦波扰动信号的扰动频率νd与调制深度md会影响对SBS效应的抑制效果及系统传输性能。调制深度确定对于调制深度md可用下式表示 md=IdIb-Ith---(4)]]>其中Ib和Ith分别表示CW激光器的直流偏置电流及其阈值电流。根据直调激光器特性，当用上述低频正弦波信号直接调制CW激光器时，低频正弦波信号引起激光器直流偏置点的周期性变化，导致直流激光器中的载流子浓度(相当于增益介质折射率n)发生周期性变化，则根据激光器发射中心频率νc与增益介质折射率n的关系νc∝c2nL---(5)]]>其中L、c分别为激光器腔长及光速。由(5)式可得出，未加扰动信号时，激光器中心频率νc对应于固定的偏置电流Ib，且有固定的激光线宽Δν。当加入扰动信号时，激光器中心频率将随低频正弦波调制信号在原始中心频率νc附近周期性抖动，引起激光器频率啁啾，使得CW激光器光谱线宽展宽。在小信号调制情况下，CW激光器光谱峰值处线宽主要由激光器中心频率相对于νc的偏移量决定，而这种偏移量最终决定于施加的低频正弦波峰峰值(相当于调制深度md)。它们有如下关系νc±Δν∝IbμId(6)图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小光传输系统受激布里渊散射效应影响的方法，其特征在于包括以下步骤：将低频扰动信号施加到光载波激光器的直流偏置点上，引起光载波激光线宽加宽，然后再进行数据调制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常志文，李长春，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]