[发明专利]单纤双向直调直检系统中反向瑞利散射的消除方法及装置

说明书

本发明公开了一种单纤双向直调直检系统中反向瑞利散射的消除方法及装置，通过在数字信号处理算法中设计窄带滤波器消除反向瑞利散射，改变窄带滤波器设计参数，并计算相应系统误码率，选择误码率最小的窄带滤波器作为第一滤波器；改变反向瑞利散射的反射点随机分布范围，从而得到多组反向瑞利散射频谱以及相应的第一滤波器；利用机器学习方法进行训练，寻找反向瑞利散射频谱与第一滤波器之间的联系；将多个实际测量得到的反向瑞利散射频谱取平均，作为训练模型的输入，从而输出目标滤波器，并利用目标滤波器在数字信号处理算法中对反向瑞利散射进行消除。如此，能够有效消除传输系统中反向瑞利散射对于对端信号的干扰，并且操作简单、实现成本低。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种单纤双向直调直检系统中反向瑞利散射的消除方法及装置。

背景技术

随着用户数据量的巨大增长，如何在充分利用已有光纤资源的同时，提高传输速率与传输容量，成为了人们研究的热点。其中，单纤双向传输系统是指在同一根光纤中双向传输信号，完成类似传统的全双工单纤单向传输系统的功能。相比传统的单纤单向系统，由于单纤双向传输系统中发送和接收信号在同一根光纤中传输，在提高光纤资源利用率的同时，降低了光纤的敷设成本，减少了资源损耗。同时单纤双向传输系统可以在目前主流的WDM系统上平滑升级，提高传输速率，是通信系统扩容的有效方案之一。

在单纤双向传输系统中，反向瑞利散射引起的串扰是该系统中固有的重要串扰来源，直接影响了信号的传输质量及最终的系统误码率。对于传统的点对点单纤单向WDM传输系统，由于反向瑞利散射与信号的传输方向相反，所以反向瑞利散射对于信号的影响可忽略不计。但是，单纤双向传输系统中，每一信道的传输方向都与相邻信道相反，因此每个信道都会受到相邻信道的反向瑞利散射的影响，使信号附加上额外的噪声，降低了信号的传输质量。

目前已经提出针对反向瑞利散射消除的方法——偏振控制法，即采用偏振正交传输系统解决反向瑞利散射的方法，基本原理是在发射端利用起偏器，使得单纤双向传输系统的信号偏振态和反向瑞利散射的偏振态相互正交，在接收端利用检偏器区分混合数据中的信号分量和反向瑞利散射分量，从而消除反向瑞利散射，但由于额外增加了起偏器和检偏器，会削减一部分信号光强，导致传输信号质量下降，同时增加了系统成本。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种单纤双向直调直检系统中反向瑞利散射的消除方法及装置，旨在消除现有的长距离多跨段单纤双向传输系统的反向瑞利散射，该方法对于色散不敏感，并且适用于不同距离及不同跨段数的传输系统。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面提供了一种单纤双向直调直检系统中反向瑞利散射的消除方法，包括以下步骤：

S1：获取反向瑞利散射频谱；

S2：在数字信号处理算法中设计窄带滤波器消除反向瑞利散射，改变窄带滤波器设计参数，并计算相应系统误码率，选择误码率最小的窄带滤波器作为第一滤波器；

S3：改变反向瑞利散射的反射点随机分布范围，重复步骤S1和S2，直至得到预设个不同的第一滤波器；

S4：利用机器学习方法，将反向瑞利散射频谱数据作为输入，对应的第一滤波器作为标签进行训练，得到训练模型；

S5：将多个实际测量得到的反向瑞利散射频谱取平均；

S6：将步骤S5中获取的反向瑞利散射平均频谱作为步骤S4中训练模型的输入，从而输出目标滤波器，并利用所述目标滤波器在数字信号处理算法中对反向瑞利散射进行消除。

进一步地，所述步骤S1包括：根据反向瑞利散射的计算公式得到反向瑞利散射频谱；

所述计算公式为：