[发明专利]一种基于时间反演的色散补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，涉及光学色散补偿技术和光学信号处理技术，提供了一种基于时间反演的色散补偿方法。

背景技术

光通信技术正朝着高速大容量的方向发展，而光纤色散是限制长距离光纤传输的主要因素。如何进行有效色散补偿，成为了光通信技术领域的研究热点。

文献‘Optical-pulse equalization of low-dispersion transmission in single-mode fibers in the 1.3--1.7μm spectral region’提出了一种利用色散补偿光纤进行补偿的方法，通过在长光纤后面接入色散量匹配的色散补偿光纤，从而实现色散补偿，但是需要精确控制色散补偿光纤的长度，因而使其灵活性受限。

文献‘Dispersion compensation using only fiber bragg gratings’提出一种利用布里渊光纤光栅进行色散补偿的方法，通过引入负色散的光纤光栅进行补偿，但是该方法需要精确控制光纤光栅的中心波长，且色散补偿能力有限，因而使其应用受到了一定程度的制约。

文献‘Compensation of fibre chromatic dispersion by spectral inversion’提出了一种利用相位共轭实现色散补偿的方法，通过利用四波混频中的相位共轭，从而实现色散补偿，但是由于在四波混频后，光需要在一段匹配光纤中传播进行补偿，因而系统的灵活性还有待提高。

发明内容

本发明目的在于提供一种能实现色散的自动补偿，无需计算光纤的色散量，具有很强的实用性的基于时间反演的色散补偿方法。

首先利用导频信号从接收器传输到发射器，从而获取光纤的色散信息，接着利用光学参量放大中的相位共轭实现导频信号的时间反演，反演后的信号从发射器再传输至接收器的过程中，色散即被自动补偿。

本发明的具体技术方案为：

一种基于时间反演的色散补偿方法，其原理如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：携带时钟信号的导频光由接收器传输到发射器，用于对光纤的传输函数进行信道估计。一段长度为L公里的单模光纤的传输函数可以表示为，

Hλs(ω)=e-jφ(ω)=e-jπDλs2CLω2---(1)]]>

其中，D代表光纤的色散量，c是真空中的光速，λs代表导频光的波长，而ω为信号的频谱，j代表虚部，φ代表色散导致的相移，L为光纤长度，e代表以自然对数e为底的指数函数。

步骤2：在发射器部分，导频光的信号经过时间反演后被加载到闲频光上，同时待传输的信号也调制在闲频光上。时域的时间反演等效于频域的相位共轭，在这里是由光学参量放大中的相位共轭来实现的。光学参量放大是一种二阶非线性光学混频过程，其原理如图2所示。其中，信号光和产生的闲频光之间有相位共轭的关系，闲频光的初始相位可以表示为，