光纖中的后向散射噪聲以及在NG-PON系統(tǒng)中對(duì)上行信號(hào)的影響

　　ICCSZ訊   隨著新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用的發(fā)展，人們對(duì)接入網(wǎng)帶寬的需求不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求。NG-PON2技術(shù)作為一種新興的光接入技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注和研究，而隨著NG-PON2標(biāo)準(zhǔn)(ITU-T G.989)的推出，其研究更加熱門(mén)。在NG-PON2中一般要求ONU是無(wú)色無(wú)光的，下行信號(hào)和上行信號(hào)在同一個(gè)波長(zhǎng)、同一根光纖中傳輸，后向散射噪聲會(huì)對(duì)上行信號(hào)產(chǎn)生串?dāng)_，影響系統(tǒng)性能。而當(dāng)前人們對(duì)后向散射的研究不完全適用于NG-PON2，因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論研究為NG-PON2中的后向散射噪聲抑制提供更準(zhǔn)確的依據(jù)顯得尤為重要。

　　光電子器件與集成功能實(shí)驗(yàn)室李蔚教授，光電學(xué)院卓越班本科生馮其光通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了單模光纖中后向散射光的功率譜與入纖功率、激光器線寬、傳輸距離之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入纖光功率大于11dBm，傳輸距離大于40公里時(shí)后向散射噪聲會(huì)產(chǎn)生受激現(xiàn)象，導(dǎo)致后向散射噪聲從-30dBm迅速上升到10dBm，將上行信號(hào)淹沒(méi)。而小于閾值時(shí)，后向噪聲也會(huì)導(dǎo)致上行信號(hào)的BER劣化2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。 同時(shí)，發(fā)現(xiàn)受激布里淵的閾值與傳輸距離有很大關(guān)系，傳輸距離越遠(yuǎn)，閾值越低，越容易受激，如圖所示。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，后向光的功率譜隨著傳輸距離和入纖功率的增大而向高頻遷移。課題組還測(cè)試了后向光對(duì)上行光的影響，發(fā)現(xiàn)后向光受激后會(huì)對(duì)信號(hào)光產(chǎn)生調(diào)制，調(diào)制頻率也隨著上行信號(hào)傳輸距離的增加而向高頻遷移。

　　該現(xiàn)象的研究對(duì)于NG-PON中無(wú)色無(wú)光技術(shù)的實(shí)用給出了很好的應(yīng)用建議，對(duì)入纖光功率，后向光與上行光拍頻噪聲的抑制提供了很好的依據(jù)。

　　圖1　后向散射噪聲與受激閾值，傳輸距離，入纖功率的關(guān)系

　　圖2 　　單纖雙向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中后向散射噪聲對(duì)上行信號(hào)影響

　　2015年6月15日，研究成果“光纖中的后向散射噪聲以及對(duì)PON系統(tǒng)中對(duì)上行信號(hào)的影響”(Impacts of backscattering noises on upstream signals in full-duplex bidirectional PON)發(fā)表在光學(xué)期刊Optics Express( 23,12, 15575-15586 )上。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(6177063)以及武漢郵電科學(xué)研究院光纖通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金的資助。