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1、光通信技术Vol.23OPTICALCOMMUNICATIONTECHNOLOGYNo.1中国电信技术类核心期刊a受激布里渊散射对光纤传输系统特性的影响王晖谢世钟谢涌吴小萍孙成城周炳琨(清华大学电子工程系北京100084)摘要受激布里渊散射(SBS)是光纤传输系统中一种重要的非线性效应,它限制了光纤中的光功率。文中主要讨论了SBS的阈值特性与光源静态线宽及光源调制类型的关系,并通过实验进行了验证。同时,还研究了SBS效应对系统误码率特性的影响。所得结果可为系统设计工作中考虑SBS的影响提供一定依据。关键词受激布里渊散射光纤传输系统EffectforCharacterist
2、icofOpticalFiberTransmissionSystemduetoStimulatedBril-louinScatteringöWangHui,XieShizhong,XieYong,WuXiaoping,SunChengcheng,ZhouBingkunööTsinghuaUniversity,Beijing100084AbstractStimulatedBrillouinScattering(SBS)oneofimportantnonlinearopticalef2fectsinoptcalfibertransmissionsystem,itlimitst
3、heopticalpowerthatcanbetransmit2tedthroughfiber.Inthispaper,therelationshipofSBSthresholdcharacteristicwithlinewidthoflightsourceandmodulationtypeswastalkedabout,andwasapprovedbyexperiments.Atthesametime,wehaveinvestigatedtheeffectsforbiteerorratecharac2teristicofsystemduetoSBS.KeywordsSt
4、imulatedbrillouinscatteringOptcalfibertransmissionsystem1引言SBS是一种在光纤内发生的非线性过在长距离光纤通信系统中,大功率半导程,一旦光纤中传输的光功率超过布里渊阈体激光器和掺铒光纤放大器(EDFA)被广泛值,SBS将把部分输入功率转换为后向斯托使用,使得传输线路中的光功率提高到很高克斯波,造成传输光强不稳定,从而引入噪的水平,最高点可达到50甚至100mW,这就声,影响接收灵敏度,而且SBS带来泵浦消可能导致产生各种光纤非线性效应,对系统耗,使接收端功率远小于无SBS效应时的功[2]传输质量产生较大影响。其中受
5、激布里渊散率,极大地恶化系统传输特性。因此,在光射(SBS)因阈值较低,在窄线宽情况下可能通信系统中,必须保证进入光纤的功率低于达到仅仅几个mW的量级,而对系统的影响SBS阈值。[1]最大。本文研究了光源为连续光(CW)及光源a王晖男,1973年生,硕士生1997211210收稿1999年第1期王晖等:受激布城渊散射对光纤传输系统特性的影响71[1]激光器在直接电流调制、电致吸收(EA)调制出:器调制和铌酸锂(LN)外调制器调制等不同PSKCWB+$vBPthr≈Pthr(4)情况下SBS的阈值特性,着重讨论了窄线宽$vB光源使用铌酸锂外调制器的情况,并研究了式中,布里渊
6、带宽$vB仅50～100MHz,当比这种条件下SBS效应对系统性的影响。特率为2.5Gbös或更高时,布里渊增益显著减小,SBS阈值将变得很高。在一般通信系统2理论分析中,当采用直接电流调制或EA调制器调制对于连续波,SBS阈值可以由式(1)给时,可以不考虑SBS效应的影响。[3]下面主要讨论用LN外调制器调制的情出:况。这种调制是零啁啾调制,几乎不产生相位CWAeKPthr=21(1)gBLe噪声,可以不必考虑PSK调制的影响,认为其中,Ae为有效光纤芯截面积。对于普通单是ASK调制。ASK调制即使在很高的码速模光纤来说约为80Lm2,L下其SBS阈值也只与光源的静态线
7、宽有关,e为有效作用距离,对于足够长的普通单模光纤,Le约为假定调制信号为NRZ码,SBS阈值(平均功[4]1914km;g-11率)可表示为:B为峰值布里渊增益,约4×10CWmöW;K为偏振因子(1≤K≤2),普通单模PASKPthr(5)thr=f0-$vöf光纤在随机偏振的情况下,可认为K=2。1-(1-eB0)2$vB实际上,SBS阈值与光源线宽密切相关,其中f0为调制速率,由此式可看出,当f0远而式(1)仅对线宽极窄的泵浦光($vPn$vB)ASKCW大于$vB时,Pthr可近似为Pthr的两倍,图1成立。当两者相
