Временные амплитудные искажения сигнала, вызванные вынужденным рассеянием Мандельштама–Бриллюэна в оптических системах передачи

Abstract

Экспериментально исследованы проявления вынужденного рассеяния Мандельштама–Бриллюэна (ВРМБ) в сигнале с двоичной амплитудной манипуляцией при изменении канальной мощности. Цель исследования – установить связь между временными амплитудными искажениями, спектральными признаками ВРМБ и качеством передачи. Измерения выполнены на макетах многопролётной и однопролётной оптических линий. Выполнено сопоставление временной формы прошедшего сигнала, спектров прошедшего и отражённого излучения, а также коэффициента битовых ошибок до коррекции. Исследован сигнал транспортного блока оптического канала второго уровня OTU-2, используемый в оптических транспортных сетях для передачи данных класса 10 Гбит/с. Показано, что развитие ВРМБ сопровождается ростом отражённой стоксовой компоненты, увеличением амплитудной неравномерности импульсов, изменением спектральной структуры канала и ухудшением коэффициента ошибок. Отдельно рассмотрено влияние заданной битовой последовательности на временные искажения сигнала. Установлено, что при развитии ВРМБ амплитудные искажения имеют каскадный характер и зависят от предшествующей битовой структуры. Полученные результаты уточняют связь между спектральными признаками ВРМБ, временной формой модулированного сигнала и параметрами качества передачи. This work experimentally investigates Stimulated Brillouin scattering (SBS) in an on-off keying (OOK) signal as the optical channel power is varied. The aim is to establish the relationship between temporal amplitude distortions, spectral signatures of SBS, and transmission quality. Measurements were performed using laboratory models of multi-span and single-span optical links. The transmitted signal waveforms, transmitted and backscattered optical spectra, and the bit error ratio before forward error correction (Pre-FEC BER) were compared. The experiments used an optical channel transport unit 2 (OTU-2) signal, which is employed in optical transport networks to carry data in the 10 Gbit/s class. It is shown that the SBS development was accompanied by an increase in the backscattered Stokes component, greater pulse amplitude nonuniformity, changes in the channel spectrum, and an increased bit error ratio. The influence of a prescribed bit sequence on the temporal signal distortions was also examined. As SBS develops, pulse amplitude distortions exhibit a cascading pattern and depend on the preceding bit sequence. The results clarify the relationship between the spectral signatures of SBS, the temporal waveform of a modulated signal, and transmission quality parameters.