分布式拉曼放大少模光纤链路中非线性干扰噪声的快速估计

《Journal of Lightwave Technology》：Fast Estimation of Nonlinear Interference Noise in Distributed Raman-Amplified Few-Mode Fiber Links

　　

摘要：

我们提出了一种基于碰撞积分计算的模型，用于评估分布式拉曼放大、少模光纤（FMF）和波分复用（WDM）链路中的非线性干涉噪声（NLIN）。首先，在忽略光纤中的色散和功率变化的情况下，证明了碰撞积分对于信道之间的低差分群延迟（DGD）和高差分群延迟（DGD）都具有渐近极限。然后，为任何DGD范围推导出一个通用近似模型。通过将修正因子应用于这些渐近极限，将色散和功率变化纳入模型中，这样只需要进行非常少量的积分计算即可。通过与碰撞积分的完整数值计算结果进行比较，验证了分析估计的准确性。与直接数值计算相比，所提出的方法大大减少了计算工作量。在FMF中，由于干扰信道数量众多以及大DGD导致的模式组间碰撞次数过多，直接数值计算变得非常困难。我们将该模型应用于一个基于FMF的链路，该链路支持四个模式组，并采用反向传播的分布式拉曼放大技术。我们确认了该方法在计算效率和准确性方面的显著优势，因为在信道对数量最多的情况下，模型的计算速度更快且结果更准确。将基于FMF的系统与基于标准单模光纤（SMF）的系统进行比较（两者都采用相同的WDM网格和拉曼放大方案），结果如预期所示，FMF链路中的NLIN更低。然而，FMF中的NLIN可能会有很大差异，某些信道子集由于群速度（GV）匹配条件的不同而表现出更强的模式间NLIN。