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1、(10)申请公布号 CN 103560833 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103560833 A (21)申请号 201310358925.9 (22)申请日 2013.08.16 H04B 10/2537(2013.01) (71)申请人 北京邮电大学 地址 100876 北京市海淀区西土城路 10 号 (72)发明人 张丽佳 忻向军 刘博 张琦 王拥军 尹霄丽 王凯 胡善亭 田清华 (54) 发明名称 一种抑制光接入网中 SRS 串扰的方法 (57) 摘要 本发明提供了一种抑制光接入网中 SRS( 受 激喇曼散射 ) 串扰的方法。该方法基于传输光纤 的喇曼增益系数偏。
2、振敏感原理， 使光接入网中不 同波段的信号光之间的 SRS 串扰得到了有效的抑 制， 在保证光接入网信号通信质量的同时， 进一步 提升了系统的传输容量。本发明主要利用 SRS 抑 制系统与偏振接收系统， 将两束并行信号的偏振 态进行调整， 使其正交化后耦合入特种光纤， 由于 光纤的喇曼增益系数偏振敏感， 正交化后的信号 光之间的 SRS 串扰就能得到有效的抑制。采用本 发明的方法， 能够提高系统的信号传输质量， 可有 效降低系统的误码率， 并且在一定程度上能够提 升光接入网的传输容量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103560833 A CN 103560833 A 1/1 页 2 1. 一种系统， 其特征在于， 包括 ： 一个受激喇曼散射抑制系统， 将两个信号源发射信号的偏振态进行微调， 保持稳定的 偏振态， 连接偏振合束器， 将两信号偏振正交耦合， 使两束正交偏振的信号光分布在保偏光 纤的快轴与慢轴进行传输 ； 以及 一个偏振敏感接收系统， 将接收到的正交偏振信号进行解复用， 经过两路保偏光纤， 将 不同波长的解复用信号进行偏振保持， 最后， 相干检测后还原出两路二进制数据流信息 ； 所述的受激喇曼散射抑制系统。
4、中， 对于两路信号光偏振态稳定性有严格的要求。 2. 如权利要求 1 所述系统， 其中受激喇曼散射抑制系统， 其特征在于， 包括 ： 偏振微控制器， 用以调整信号光的偏振态 ； 以及 偏振合束器， 用于将两路偏振稳定的信号光耦合于一路信号光的两正交偏振态上。 3. 如权利要求 2 所述， 偏振微控制器， 对输入信号的偏振态敏感， 能够微小调节信号光 偏振态， 对该路信号光进行偏振态调整， 使其保持线偏振 ； 所述受激喇曼散射抑制系统对于 输入的每一路的信号光的偏振态有严格要求， 用以将此路信号光耦合入传输链路。 4. 如权利要求 2 所述， 偏振合束器， 将两束偏振正交的信号光耦合入传输链路中。
5、， 其中 传输链路中的信号光偏振正交， 光纤的受激喇曼散射的喇曼增益系数偏振敏感， 对处于偏 振正交的两束信号光的 相互作用程度存在很大差异， 因此， 同时传输的两路信号光由于偏 振态相互正交， 使其相互间因受激喇曼散射引起的串扰降至最低， 能够最大程度的抑制两 路信号光的受激喇曼散射串扰。 5. 如权利要求 1 所述系统， 其中偏振敏感接收系统， 其特征在于， 包括 ： WDM 解复用器， 用以将接收到的偏振正交的信号光分解为两路不同波长、 具备独立偏振 的信号光， 能够识别输入信号光偏振特征 ； 以及 偏振微控制器， 用以将解调出的信号光偏振态进行微调， 使其变为线偏振态。 权 利 要 求。
6、 书 CN 103560833 A 2 1/3 页 3 一种抑制光接入网中 SRS 串扰的方法 技术领域 0001 本发明涉及光通信技术领域， 特别是涉及一种在光接入网中基于受激喇曼散射偏 振敏感的能够有效抑制多波间受激喇曼散射的系统。 背景技术 0002 随着人类社会信息化时代的到来， 对通信容量的需求呈现加速增长的趋势， 三网 融合政策的推出， 对通信系统的带宽、 容量和传输距离等方面提出了更高的需求，“光进铜 退” 已成为发展的必然趋势， 三网融合势必加速广电和电信运营商对网络升级改造的进程。 目前有线电视CATV主要采用1550nm波段， 而电信网络广泛采用的PON的波段为1600nm。
7、， 因 此以在三网融合的大趋势下， 波分复用技术以其较低的成本， 成倍的扩大单根光纤的传输 容量， 使其成为宽带通信网的主导技术。 0003 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， 其中光纤的受激喇曼散射 (SRS) 非线性效应对光纤通信系统性能会产生不小的影响， 可以导致信道间的功率转移， 激 发信道间的 SRS 串扰， 引起输出功率波动等， 从而造系统误码率的大幅提高， 进 一步降低 通信系统的通信质量。 0004 喇曼散射可看成是介质中的分子对入射光的调制， 即分子间的相对运动导致分子 电偶极矩随。
8、时间的周期性调制， 从而对入射光产生散射作用。设入射光的频率为 f1， 介质 分子的振动频率为 fv， 则产生的散射光的两频率分别为 fs f1-fv， 称为斯托克斯散射光 （Stokes） ， fas f1+fv， 称为反斯托克斯散射光， fv只与组成介质的分子结构有关， 与入射 光波长无关。介质分子原来处于基态 v 0， 如其吸收一个频率为 f1的入射光子就会跃迁 到一个虚能级上， 经过约亚皮秒时间后， 该分子又从虚能级跃迁到较低的 v 1 能级上， 同 时发射一个频率为 fs f1-fv的 Stokes 光子。根据能量守恒， 这时分子被激发到了能量为 hfv(h 是普朗克常数 ) 的振动。
9、能级上。这就是一个频率为 f1的光子被吸收而激发出一个斯 托克斯光子 fs和一个频率为 fv振动声子的过程。另一方面， 如果分子原来就处在激发态 v 1 能级上时， 吸收一频率为 f1的入射光子后会跃迁到一个虚能级上， 经过约亚皮秒时间 后， 该分子又从虚能级跃迁到较低的 v 0 能级上， 激发一个 anti-Stokes 光子， 使分子回 到基态。 0005 在低强度的普通光照射下， 介质的喇曼散射较小， 散射光非常弱， 但当激光作为入 射源时， 介质的喇曼散射过程具有了受激发射的性质， 故称为受激喇曼散射 (stimulated Raman scattering SRS)。受激喇曼散射 (。
10、SRS) 只有在入射光强超过一定门限才会出现， 这 种散射光具有与激光辐射同样的特点 ： 高方向性、 高强度和高相干性。 在光纤通信中SRS会 对传输信号产生非线性的影响。在 WDM 系统中， 只要波 长差在喇曼增益的范围内， SRS 将 会把短波长信道的能量转移到长波长信道上， 产生用短波长信道放大长波长信道的非线性 影响。喇曼增益谱非常之宽， 以至于放大可以出现在信道间隔达到 200nm 的范围里。在多 信道传输时， 最短波长信道损失最大， 因为它要将能量同时泵给除它之外所有其他信道。 说 明 书 CN 103560833 A 3 2/3 页 4 0006 SRS 对光接入网系统的影响主要。
11、表现在 ： 0007 (1)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。 0008 (2)SRS 引起了波分复用系统中的串扰， 产生 SRS 噪声， 造成误码， 降低通信质量， 因为短波长信道成为了泵浦光， 诱发强的 SRS， 使其上的功率向长波长信道上转移， 造成复 用信道之间的串扰。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。 0009 但是， 喇曼增益也与信号光和泵浦光的偏振方向有关。 在靠近喇曼曲线的峰值处， 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 。
12、级， 也即当信号光和泵浦光的偏振正交时受激喇曼作用的效果将大大减小。因此可以利用 改变偏振态来降低 SRS 串扰， 提升系统性能。 发明内容 0010 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种基于受激喇曼散射偏振敏 感特性的抑制 光接入网 SRS 串扰系统， 该系统能够将两路不同波长的信号光的偏振态调至正交， 并且在 保偏光纤中传输， 从而抑制 SRS 串扰。 0011 为了达到上述目的， 本发明的技术方案具体是这样实现的 ： 0012 本发明的 SRS 串扰抑制系统， 包括受激喇曼散射抑制系统和偏振敏感接收系统。 受激喇曼散射抑制系统将两路信号光进行偏振微控制， 使其维持在目标偏振态， 再经过偏。
13、 振正交化处理， 使发送端的入纤光信号为偏振正交的波长为 1550nm 与 1600nm 的波分复用 信号。 0013 发送系统具体包含以下部分 ： 0014 偏振微控制器可以对信号光的偏振态进行微调， 具体是 ： 在传输链路的保偏光纤 上附接偏振微控制器， 其母头与子头分别固定在保偏光纤上， 母头与子头通过螺旋形纹路 连接， 通过固定母头旋转子头可以用来调整其中传输信号的偏振态， 调至目标偏振态后固 定以维持其稳定， 用以偏振耦合器耦合。 0015 偏振耦合器， 将两路偏振稳定的信号光耦合至正交态， 具体是 ： 对于 1550nm 的 CATV 信号置于传输光纤的快轴， 而将波长为 1600。
14、nm 的 PON 信号置于传输光纤的慢轴， 完成 正交偏振的两路波分复用信号， 并送入保偏光纤的传输链路。 0016 偏振敏感接收系统具体包含以下部分 ： 0017 WDM 解复用器， 用以分离出 1550nm 与 1600nm 的光载波， 传输至不同的设备终端用 于信息恢复 ； 0018 由以上技术方案可见， 本发明提供了一种基于拉曼增益系数偏振 敏感的抑制光 接入网中 SRS 串扰的方法和系统， 该系统通过偏振微控制器和偏振合束器将两光载波偏振 正交复用， 有效地抑制了载波间的 SRS 串扰， 由此使多业务光接入网通信系统具有了高效、 灵活的特点。 附图说明 0019 图 1 为本发明抑制。
15、光接入网中受激拉曼散射 SRS 串扰的总体结构示意图。 说 明 书 CN 103560833 A 4 3/3 页 5 0020 图 2 为本发明中偏振微控制器的具体结构示意图。 具体实施方式 0021 为使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 一下参照附图并举例实施， 对 本发明进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不用于 限定本发明。 0022 本发明提供了一种基于拉曼增益系数偏振敏感的抑制光接入网中 SRS 串扰的方 法和系统， 实现了光接入网中 CATV 信号与 PON 信号的多业务传输。本发明系统的发送系统 包含偏振微控制器， 通过将两路信号。
16、光的偏振态进行微调并固定， 保证复用后的信号满足 链路传输的基本条件且最大程度的抑制两者之间的 SRS 串扰 ； 在本发明的接受系统里， 通 过简单的 WDM 解复用器就可以将两路信号光分离出来， 并送入相应的识别模块单元， 完成 信息的回复。采用本发明的系 统和方法， 能够实现对光接入网中多载波间的 SRS 串扰进行 有效抑制， 提高了光接入网的灵活性和适用性， 并且高效地适应多业务数据的传输。 0023 为了说明本发明所述的技术方案， 下面结合具体实施例和附图对本发明的一种抑 制光接入网中 SRS 串扰的方法及其系统作出详细说明。 0024 如图 1 所示， 本发明的 SRS 串扰抑制系统。
17、， 包括 CATV 信号源 11、 PON 信号源 12、 两 个偏振微控制器 13、 14， 偏振合束器 15、 保偏光纤 16、 WDM 解复用器 17、 CATV 信号探测器 18 和 PON 信号接收装置 19。其中所述的 CATV 信号源 11 工作波段为 1550nm， 所述的 PON 信号 源发射的信号光载波为 1600nm， 所述的偏振微控制器 13、 14 自带光纤布拉格光栅滤波器。 所述的偏振微控制器 13、 14 工作带宽采用滤除彼此的信号光工作波段， 对于偏振敏感的系 统， 所述的偏振微控制器的工作波段采用周期可调光纤布拉格光栅滤除串扰信号源的工作 波段。所述的偏振合束。
18、器 15 的两个输入端分别连接所述的偏振微控制器 13、 14 的输出端， 所述偏振合束器 15 的输出端连接所述保偏光纤 16 传输， 在接收端从所述保偏光纤 16 射出 的信号光通过所述的 WDM 解复用器 17 解复用， 所述的 WDM 解复用器的两个输出端分别与所 述的 CATV 信号探测器 18 和所述的 PON 信号接收装置 19 相连。 0025 如图 2 所示， 本发明的偏振微控制器， 包括接入光纤 21、 偏振微控制器子头 22、 偏 振微控制器母头 23、 输出光纤 24。其中所述的 接入光纤 21 用于连接信号源与偏振微控制 器， 其使用材料为保偏光纤， 保证信号光的偏振。
19、态在传输过程中的稳定， 所述的偏振微控制 器子头22固定于接入光纤21上， 可以控制保偏光纤垂直于轴向的旋转角度， 旋转角度控制 在 5以内避免光纤的过度旋转， 所述的偏振微控制器母头 23 垂直于轴向固定于保偏光纤 上， 用以固定偏振微控制器子头 22， 同时保证避免光纤由于子头与母头相对距离的改变而 造成光纤的弯曲变形， 所述的输出光纤 24 用以连接偏振合束器的输入接口。 0026 本发明上述实施例中， 系统中通过偏振微控制器对输入信号光的偏振态进行微 调， 实现两路信号偏振正交 ； 通过偏振合束器将信号光耦合进入传输链路， 利用偏振态的正 交来抑制两信号光在传输链路中的受激喇曼散射造成的串扰， 由此使光接入网通信系统具 有高利用率、 高性能特点。 0027 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明。对于本领域的技 术人员来说， 对于本发明的多种修改将是显而易见的， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做 的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明保护的范围之内。 说 明 书 CN 103560833 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103560833 A 6 。