光纖中的後向散射噪聲及在NG-PON系統中對上行信號的影響

2021-01-08 OFweek光通訊網

　　隨著新型網絡服務和應用的發展，人們對接入網帶寬的需求不斷增長，現有的網絡已經不能滿足人們的需求。NG-PON2技術作為一種新興的光接入技術受到人們的廣泛關注和研究，而隨著NG-PON2標準(ITU-T G.989)的推出，其研究更加熱門。在NG-PON2中一般要求ONU是無色無光的，下行信號和上行信號在同一個波長、同一根光纖中傳輸，後向散射噪聲會對上行信號產生串擾，影響系統性能。而當前人們對後向散射的研究不完全適用於NG-PON2，因此，通過實驗和理論研究為NG-PON2中的後向散射噪聲抑制提供更準確的依據顯得尤為重要。

　　光電子器件與集成功能實驗室李蔚教授，光電學院卓越班本科生馮其光通過實驗研究了單模光纖中後向散射光的功率譜與入纖功率、雷射器線寬、傳輸距離之間的關係。研究發現，當入纖光功率大於11dBm，傳輸距離大於40公裡時後向散射噪聲會產生受激現象，導致後向散射噪聲從-30dBm迅速上升到10dBm，將上行信號淹沒。而小於閾值時，後向噪聲也會導致上行信號的BER劣化2-3個數量級。 同時，發現受激布裡淵的閾值與傳輸距離有很大關係，傳輸距離越遠，閾值越低，越容易受激，如圖所示。進一步研究還發現，後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。課題組還測試了後向光對上行光的影響，發現後向光受激後會對信號光產生調製，調製頻率也隨著上行信號傳輸距離的增加而向高頻遷移。

　　該現象的研究對於NG-PON中無色無光技術的實用給出了很好的應用建議，對入纖光功率，後向光與上行光拍頻噪聲的抑制提供了很好的依據。

　　圖1 後向散射噪聲與受激閾值，傳輸距離，入纖功率的關係

　　圖2 單纖雙向無源光網絡中後向散射噪聲對上行信號影響

　　2015年6月15日，研究成果「光纖中的後向散射噪聲以及對PON系統中對上行信號的影響」(Impacts of backscattering noises on upstream signals in full-duplex bidirectional PON)發表在光學期刊Optics Express( 23,12, 15575-15586 )上。該研究得到了國家自然科學基金(6177063)以及武漢郵電科學研究院光纖通信技術與網絡國家重點實驗室開放基金的資助。

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