[发明专利]用于线性光纤系统的可调谐色散补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤系统的色散补偿方法，它针对微波/毫米波副载波光纤通信系统中存在色散导致检测输出副载波功率随光纤传输距离周期性衰落的问题，提出一种基于非线性啁啾光纤光栅、具有现场调谐色散补偿能力的线性光学系统方案，该方案能够适应不同传输距离需要，又无需对光栅波长进行调谐，属于光纤通信的技术领域。

背景技术

由于色散的作用，检测出的副载波信号幅度会随着光纤传输距离的变化而变化[1]。原因是微波副载波对光波进行双边带调制会形成上下两个边频，它们在光纤色散的作用下产生相对相位差异，因此在传输后检测出的信号实际为上下边频分别与光载波拍频信号之和。能够得出，在调制深度较小的线性光纤系统情况下，检测出的副载波功率可近似用如下公式表示

P=cos2(πDλ2Lf2c)---(1)]]>

其中D为色散系数，L为光纤长度，f为调制信号的频率，c为光速。由上式可见，对于给定频率的副载波信号，检测出的副载波功率P会发生随光纤传输距离L变化而生的周期性衰落。对于高频副载波光纤系统，只有当距离较小（L<<c/πDλ²f²）时，色散对传输距离的选择性衰落可以忽略。色散影响了线性光纤系统的传输距离。

为了克服光纤色散对传输距离的限制，1998年日本NNT提出了一种可变色散补偿器方案[1]，该补偿器有多段色散补偿光纤、标准单模光纤与开关阵列组成，配合收发双方的监控信道与色散均衡算法，实现了10Gb/s的1000km传输自动色散补偿；啁啾光纤光栅实现色散补偿具有插入损耗低、体积小的特点，一般采用啁啾光纤光栅实现固定传输距离的色散补偿，2002年南加州大学提出了采用机械拉伸啁啾FBG中心波长的方法实现了40Gb/s数字通信系统的色散补偿[3]；2006年清华大学提出温控实现可调谐色散补偿[2]，通过金属薄膜加电控制光栅温度，实现～200ps/nm的可调谐色散补偿。

前一种方案需要复杂的色散矩阵，且调谐精度较低。后2种方法需要调谐光纤光栅的中心波长，通过机械拉伸或温度控制在改变光纤光栅的工作波长的同时也会影响其啁啾特性，其波长调谐的精确性和稳定性难以满足工程需要。现有的可调谐色散补偿方案均针对高速数字光纤通信系统[4]，难以满足对色散敏感的线性光纤系统的可调谐补偿需要。文献[5]给出了一种针对光生点频微波信号的动态色散补偿方法，本发明采样的基本方法与之相近，但是却能够对承载数据的线性光纤系统进行可调谐色散补偿。

参考文献：

[1]H.Schmuck,″Comparison of optical millimetre-wave system concepts with regard to chromatic dispersion″,IEE Electronic Letters,Vol.31,No.21,Pp.1848-1849.

[2]Jie Sun,Yitang Dai,Xiangfei Chen,Yejin Zhang and Shizhong Xie,″Thermally tunable dispersion compensator in40-Gb/s system using FBG fabricated with linearly chirped phase mask″,OSA Optics Express,Vol.14,No.1,.