光纖中的后向散射噪聲以及在NG-PON系統中對上行信號的影響

　　ICCSZ訊   隨著(zhù)新型網(wǎng)絡(luò )服務(wù)和應用的發(fā)展，人們對接入網(wǎng)帶寬的需求不斷增長(cháng)，現有的網(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(zhù)NG-PON2標準(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，下行信號和上行信號在同一個(gè)波長(cháng)、同一根光纖中傳輸，后向散射噪聲會(huì )對上行信號產(chǎn)生串擾，影響系統性能。而當前人們對后向散射的研究不完全適用于NG-PON2，因此，通過(guò)實(shí)驗和理論研究為NG-PON2中的后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(shí)驗室李蔚教授，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(xiàn)寬、傳輸距離之間的關(guān)系。研究發(fā)現，當入纖光功率大于11dBm，傳輸距離大于40公里時(shí)后向散射噪聲會(huì )產(chǎn)生受激現象，導致后向散射噪聲從-30dBm迅速上升到10dBm，將上行信號淹沒(méi)。而小于閾值時(shí)，后向噪聲也會(huì )導致上行信號的BER劣化2-3個(gè)數量級。 同時(shí)，發(fā)現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，閾值越低，越容易受激，如圖所示。進(jìn)一步研究還發(fā)現，后向光的功率譜隨著(zhù)傳輸距離和入纖功率的增大而向高頻遷移。課題組還測試了后向光對上行光的影響，發(fā)現后向光受激后會(huì )對信號光產(chǎn)生調制，調制頻率也隨著(zhù)上行信號傳輸距離的增加而向高頻遷移。

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

　　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 )中后向散射噪聲對上行信號影響

　　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(fā)表在光學(xué)期刊Optics Express( 23,12, 15575-15586 )上。該研究得到了國家自然科學(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 )國家重點(diǎn)實(shí)驗室開(kāi)放基金的資助。