引用本文:
陈大雷,孟生云,董飞鸿,等. 基于DFB激光器腔体内XGM效应的阈值判决技术[J]. 光通信技术,2019,43(11):49-53.
陈大雷1,孟生云1,董飞鸿2
(1.陆军装甲兵学院蚌埠校区,安徽 蚌埠233000; 2.军事科学院 系统工程研究所,北京 100000)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为消除光时分/码分多址等光数字通信系统中的多址干扰(MAI)噪声,提出了一种新型的基于分布反馈式(DFB)激光器腔内的交叉增益调制(XGM)效应全光阈值判决技术。通过将光数字脉冲信号注入DFB激光器,激光器内部出现XGM效应,使用光带通滤波器(OBPF)滤出XGM效应产生的新光谱即可消除信号中的MAI噪声,从而提高数字信号的接收性能。
关键词:全光阈值判决;分布反馈式激光器;交叉增益调制效应
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)11-0049-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.11.012
0 引言
基于光学方法的阈值判决可用于消除光纤网络中的多址干扰(MAI)噪声,准确地判决光脉冲序列中的“1/0”码字,降低接收端信号误码率(BER)。在光码分/时分多址OCDMA/OTDMA)系统中,接收端难免会存在一定功率的MAI噪声,严重影响系统通信质量。因此,系统接收端的MAI噪声的消除非常重要。目前,已有多种MAI噪声消除技术,其中最为有效的方法就是全光阈值判决技术,它具有宽带宽、高速率的特点,因此得到了比较广泛的重视和深入的研究。全光阈值判决技术通常利用光纤或半导体介质中的非线性效应,多为光学器件中的自相位调制(SPM)效应、交叉相位调制(XPM)效应。当“1”码光脉冲的功率足够大时将产生非线性效应,利用光学滤波器滤出因非线性效应产生的新光谱成分即可滤除MAI噪声。现已有多种基于光学的阈值判决方法被国内外的学者提出,例如:利用光脉冲在色散位移光纤中的非线性效应实现阈值功能[1];利用色散平坦光纤[2]、光子晶体光纤[3]和高非线性光纤[4]中的SPM效应产生超连续谱的方法实现阈值判决功能,同时,利用可调谐激光器实现可调谐的阈值判决技术[5];基于非线性光环路镜中产生的XPM效应的阈值判决方法在文献[6-8]中被提出来。但是,上述系统均利用了光纤中的非线性效应,这类系统所需要的光功率较大,且系统结构复杂,难以投入实用。为了降低阈值判决所需要的光功率,文献[9,10]利用了周期极化铌酸锂(PPLN)中的二次谐波产生效应。PPLN的使用极大地降低了阈值判决所需要的光功率,然而这种新型器件价格非常昂贵,特别是文献[11]提出的方案,系统中还引入了额外的掺铒光纤放大器(EDFA)和可调谐激光器(TLS),使得系统结构更加复杂。近年来,可用于全光阈值的新材料光纤开始出现[11,12],但是当前还无法大规模生产,成本较高。本文提出一种新型的基于分布反馈式(DFB)激光器腔内交叉增益调制(XGM)效应的阈值判决技术。
5 结束语
本文提出了一种新型的基于DFB激光器腔体内XGM效应的阈值判决技术,其核心部件为一个无隔离器的DFB激光器。只有“1”码光脉冲才具备足够的峰值光功率,使得DFB激光器在XGM效应的作用下引发GS效应,从而大幅展宽DFB激光器的输出光谱,同时,输出脉冲光利用OBPF滤出DFB激光器光谱的展宽部分即可滤除信号的MAI噪声。
本文通过仿真说明了阈值判决技术的实现原理,并通过实验证明:该阈值判决方案可以有效改善信号接收端的信号波形和眼图,极大地降低信号接收BER。此外,这种阈值判决技术所需要的光功率小于大部分已有方案,同时由于系统中的核心部件为普通的商用DFB激光器,因此本方案还具有成本低、结构简单和便于集成等无可比拟的优势,对未来的数字光信号的接入及末端处理具有重要的意义。