ASE噪聲和DRBS噪聲是影響拉曼光纖放大器傳輸性能的兩個(gè)重要因素。本文運(yùn)用四階龍格-庫塔法對多泵浦RFA的噪聲功率進(jìn)行仿真,進(jìn)一步得到ASE和DRBS噪聲的信噪比和噪聲系數(shù)。結(jié)果表明,當(dāng)光纖長度L<30 km時(shí),ASE噪聲對系統(tǒng)影響較大,而L>40 km時(shí),DRBS噪聲是影響系統(tǒng)性能的主要因素。另外,長波長的噪聲比短波長信道的噪聲功率更高,對系統(tǒng)的影響更大。當(dāng)信號光波長相差24 nm時(shí),長波長的ASE噪聲飽和值至少比短波長高0.005 mW,DRBS噪聲飽和值至少比短波長高0.0025 mW。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

前向RFA的自發(fā)拉曼散射和瑞利散射示意圖

圖2中實(shí)線表示ASE噪聲功率沿光纖長度的變化,點(diǎn)劃線表示DRBS噪聲功率沿光纖長度的變化。從圖中可以明顯看到,在光纖前端ASE噪聲急劇增加,當(dāng)光纖長度為30 km左右時(shí)達(dá)到某個(gè)飽和值,然后隨著光纖長度的不斷增加而快速降低。然而,DRBS噪聲功率增長較為緩慢,當(dāng)光纖長度大約為40 km時(shí)才到達(dá)飽和值,并隨著光纖長度的不斷增加而緩慢降低。在光纖的末端,DRBS噪聲的功率甚至?xí)哂贏SE噪聲的功率,這說明ASE噪聲是影響前向RFA短距離傳輸時(shí)的主要噪聲,而DRBS噪聲是影響前向RFA光纖末端的主要噪聲。另外,當(dāng)L<12.8 km時(shí),短波長信道中ASE噪聲的影響比長波長更大,當(dāng)L>12.8 km時(shí),長波長信道的ASE噪聲影響更高。短波長信道更快到達(dá)飽和值,波長每相差24 nm(即每間隔30個(gè)信道)時(shí),ASE噪聲功率的飽和值相差0.005 mW以上。DRBS噪聲和ASE噪聲類似,當(dāng)L<12.8 km時(shí),短波長信道的DRBS噪聲功率更高,當(dāng)L>12.8 km時(shí),長波長信道的DRBS噪聲增長更快噪聲功率更高。不同的是,每相差24 nm的波長時(shí),DRBS噪聲的飽和值相差0.0025 mW。

另外,當(dāng)L<12.8 km時(shí),短波長信道中ASE噪聲的影響比長波長更大,當(dāng)L>12.8 km時(shí),長波長信道的ASE噪聲影響更高。短波長信道更快到達(dá)飽和值,波長每相差24 nm(即每間隔30個(gè)信道)時(shí),ASE噪聲功率的飽和值相差0.005 mW以上。DRBS噪聲和ASE噪聲類似,當(dāng)L<12.8 km時(shí),短波長信道的DRBS噪聲功率更高,當(dāng)L>12.8 km時(shí),長波長信道的DRBS噪聲增長更快噪聲功率更高。不同的是,每相差24 nm的波長時(shí),DRBS噪聲的飽和值相差0.0025 mW。圖3(a)中的SNR隨光纖長度的不斷增大而呈現(xiàn)先急劇下降后緩慢上升的趨勢,圖3(b)中的NF隨光纖長度的不斷增加而呈現(xiàn)先快速增長而慢慢趨于平穩(wěn)或緩慢下降。光纖輸入端的系統(tǒng)信噪比大約為15 dB,噪聲系數(shù)接近于1 dB,這說明系統(tǒng)輸入端的ASE噪聲較少,噪聲性能良好。但光纖長度不斷增加到30 km時(shí),信噪比快速下降,噪聲系數(shù)快速增加,這個(gè)階段的ASE噪聲功率快速增加,嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。當(dāng)L>40 km時(shí),信噪比緩慢增加,噪聲系數(shù)也有所下降,此時(shí)的ASE噪聲對系統(tǒng)的影響有所減少。這個(gè)結(jié)果剛好和圖2顯示的ASE噪聲功率變化趨勢一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分布式拉曼光放大系統(tǒng)中噪聲的精確分析[J]. 趙明君,崔力民,侯建明,宋廣磊,項(xiàng)旻,李明,李蔚,鄭強(qiáng).  光通信研究. 2018(05)
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碩士論文
[1]光纖拉曼放大器中多徑噪聲問題的研究[D]. 楊冬玲.北京交通大學(xué) 2012



本文編號：3091250