引用本文:

李欣,智远,徐健,等. 基于SV-DD接收机的简化无中继光纤传输系统[J]. 光通信技术,2020,44(6):20-23.

基于SV-DD接收机的简化无中继光纤传输系统

李 欣1,智 远1,徐 健2,龙 函2*,孙淑娟2,余 磊2,易 祥2

(1. 国家电网公司西北分部,西安 710048; 2. 武汉光迅科技股份有限公司,武汉 430205)

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摘要:随着无中继光纤传输系统的广泛应用,其复杂度与成本成为需要考虑的因素。提出了一种简化的无中继传输系统,采用斯托克斯矢量-直接检测(SV-DD)代替相干接收机。仿真研究了单波与三波复用情况下的128 Gb/s 16QAM信号传输系统性能。仿真结果表明:该系统能够很好地将信号解调出来,前向与后向喇曼泵浦在功率为0.6 W和0.8 W情况下性能较好,能够承受约400 ps·nm-1的残余色散。

关键词:斯托克斯矢量;无中继;光纤通信;喇曼放大;单模光纤

中图分类号:TN256  文献标志码:文章编号:1002-5561(2020)06-0020-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.06.005

 0 引言
    随着现代社会信息化程度的不断提高,信息网络覆盖范围也变得越来越广。但在原始森林、沙漠以及岛屿等特殊地理环境下,由于输电线路的建设和维护难度较大,使得这些地区的网络建设一直停滞不前。为了给这些偏远地区提供高速的网络服务,近年来,研究人员提出了无中继光纤传输系统[1-5]。无中继光纤传输系统以其在链路中间不需要额外增加有源中继设备而得名。因此,该系统能够较为方便地铺设传输链路。在仅使用掺铒光纤放大器(EDFA)情况下,文 献[2]证明了基于4通道400 Gb/s的无中继传输系统的可行性。在349 km喇曼放大链路上,文献[3]实现了实时处理的24 Tb/s无中继C波段传输。文献[4]使用喇曼放大、远程增益单元和大有效面积光纤,演示了一个单载波400 Gb/s的无中继波分复用(WDM)传输系统,其传输距离长度超过403 km。为了提高无中继光纤传输系统的整体性能,以上提及的各系统大多采用成熟但昂贵的相干接收技术。此外,复杂的喇曼放大技术以及新型超低损光纤的应用也直接增加了系统成本。因此,如何控制总成本将是未来无中继系统的一个研究重点。
    近年来,有学者在短距离光纤通信系统中提出了很多降低系统成本的方案[6-8]。其中,部分技术可作为参考方案,用于降低无中继系统的系统成本。文献[6]提出一种斯托克斯矢量-直接探测(SV-DD)的方法,在160 Gb/s正交频分复用(OFDM)信号传输中验证了该方案的可行性。文献[7]结合SV-DD和Kramers-Kronig检测,在80 km标准单模光纤(SSMF)上实现了480 Gb/s 偏振复用-16正交幅度调制(PDM-16QAM)的传输。文献[8]作者提出了一种简化的接收方式,实现了2个偏振复用-强度调制/直接探测(PDM-IM/DD)系统的复用与解复用。但是,这几种方案虽然在降低系统成本方面有显著优势,但其传输距离一般都在100 km以下。
       因此,本文提出一种基于SV-DD接收机的简化无中继光纤传输系统方案,以实现128 Gb/s 16QAM信号的无中继传输。

3 结束语
    本文针对无中继传输系统中系统复杂度越来越高的特点,提出了一种基于SV-DD接收机的简化无中继光纤传输系统方案。在接收机方面,SV-DD系统不需要本振光源;在算法方面,本方案不需要载波恢复算法。此外,本文分别研究了在单波长传输情况下喇曼泵浦功率和残余色散对系统性能影响,并分析了单波长与三波复用系统的性能。仿真结果表明:前向喇曼泵浦与后向喇曼泵浦在功率分别为0.6 W和0.8 W情况下,系统性能即可达到较优水平;虽然继续增大前向泵浦能够在一定程度上降低发送端注入光纤的功率,但对系统的性能影响有限;增大后向泵浦的功率也仅能提高小于10%的系统传输距离。此外,离线DSP算法能够承受SSMF约为25 km 的色散值,且多波复用系统与单波系统性能基本一致。因此,本文方案能够一定程度上降低接收端的硬件及算法复杂度,从而达到降低整个系统成本的目的。