光纤色散对基于不同调制方式的ROF系统性能的影响

分别对基于双边带调制和基于FBG单边带调制的ROF系统中色散所致信号衰减进行了理论分析,并利用软件对两种系统在各种不同条件下的性能进行仿真.结果表明,采用光纤光栅的单边带调制技术可明显提高ROF系统性能.根据仿真结果,提出了选择光纤的方案,为进一步研究ROF系统的传输带宽和传输距离受限问题提供了研究思路.     

一种基于光纤光栅传输色散特性的可调谐色散补偿方案

分析了光纤光栅在禁带附近的光特性,提出了一种基于光纤光栅传输色散特性和应用变特性的新的色散补偿方案－级联光纤光栅可调谐色散补偿;从理论和实验两方面分析了它的色散补偿的可调谐性,并进行了数值模拟;讨论了这种方案在光纤通信方面特别在密集波分复用系统中的应用前景。     

OPM产生四倍频光载毫米波的双向ROF系统

提出一种采用单个光相位调制器(OPM)和光纤布拉格光栅(FBG)滤波器产生四倍频光载毫米波的双向光纤无线通信(ROF)系统。在中心站(CS),系统采用基带信号与射频(RF)信号混频后去驱动OPM,以产生抑制一阶边带的多边带光信号。在基站(BS),利用FBG滤波器将信号的重复频率增至4倍。实验结果显示,经过40km光纤传输后,下行链路信号的眼图清晰可见,功率代价小于1.6dB。本文方案中,由于没有额外增加激光源使得基站结构进一步简化,同时四倍频技术降低了RF信号的频率,系统成本大大降低。     

用光纤光栅改进射频光纤系统的传输性能

提出了两种基于光纤光栅以减小ROF(radio over fiber)系统中光纤色散引起的微波功率衰落的方法.第一种为采用窄带光纤光栅滤波实现微波信号的残余边带调制,另一种为采用啁啾光纤光栅实现光纤色散补偿.实验测量并比较了这两种方法与传统双边带调制时ROF系统传输性能的变化.结果表明,窄带光纤光栅和啁啾光栅均能有效减小ROF系统中的光纤色散效应.     

一种基于OPM和FBG滤波器的新型双工ROF系统

提出了一种采用光相位调制器(OPM)和光纤布 拉格光栅(FBG)滤波器实现的双向光纤无线通信(ROF)系统。在中心站,系统采用OPM和FBG滤波器产生抑制一阶边带的多边带光信号 ,而2.5Gbit/s 的下行链路信号只调制在中心光载波上同时经过光纤进行传输。在基站,未被调制的边带信 号用来重新调 制上行链路信号。建立了产生光载毫米波的理论模型,分析了光纤色散导致的相位影响,并 通过仿真实验 验证了系统的可行性。结果显示,经过60km光纤传输后,上、下行 链路信号的眼图都清晰可见,上行链 路功率代价小于0.2dB,下行链路功率代价小于1.8dB,系统具有较好的抗色散能力。     

一种改进的载波抑制调制光毫米波信号的产生方案

为了克服光纤无线(ROF)系统中色散对光载波抑制(OCS)调制光毫米波信号传输的影响,提出一种改进的OCS调制方案。使用双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM),通过调整两路输入射频信号相位、基带信号增益和直流偏置电压将2.5Gbit/s数据信号仅调制到(OCS)信号的一个边带上传输。理论分析表明,与传统OCS调制光毫米波信号产生方案相比,本文方案解决了色度色散引起的码元走离问题,大大增加了传输距离。仿真实验结果表明,经过110km光纤传输后信号的眼图仍然十分清晰,在BER=10-10条件下,信号经过20、40和60km光纤传输后的功率代价分别为0.78、1.7和1.9dB。     

一种基于相位调制器的40 GHz OFDM-ROF系统实验研究

实验研究了一种基于相位调制器(PM)并级联强度调制器(IM)实现40 GHz毫米波传输正交频分复用(OFDM)信号的光纤无线通信(ROF)系统。在中心站,采用20 GHz的射频(RF)信号驱动PM,调节驱动信号的强度,使输出的信号经光纤布拉格光栅(FBG)滤除中心载波后再送入IM。2.5 Gbit/s的OFDM信号直接调制在光毫米波上,经过50 km标准的单模光纤(SSMF)传输到基站。在基站,光调制信号经光电转换器(PD)转换成电调制信号,再与RF信号混频,恢复出基带OFDM信号。实验结果表明,在无色散补偿、误码率(BER)为10-3的条件下,下行链路中2.5 Gbit/s的OFDM信号经光纤传输50 km后,其功率代价小于1 dB,而且信号的星座图依然较好。     

用于高速光传输系统的色散补偿技术

光纤色散是限制光信号传输速率和传输距离的关键因素之一,是目前高速光通信系统中迫切需要解决的问题。本文介绍了色散补偿光纤、啁啾光栅、高阶模色散补偿器以及VIPA等四种色散补偿技术的原理、技术特点以及国内外研究情况,现在不同的色散补偿技术正逐步成熟并走向应用,基于系统的需要,色散补偿器件在向宽带、可调谐方向发展。     

基于LDPC-TCM OFDM的60GHz光载毫米波传输性能实验研究

提出采用低密度奇偶校验码-网络编码调制(LDPC-TCM)提高正交频分复用(OFDM)信号在60GHz光载无线通信(ROF)系统中的传输性能。研制了60GHz LDPC-TCM OFDM-RoF系统,实验比较LDPC-OFDM信号和LDPC-TCM OFDM信号在60GHz光载毫米波的性能,当误码率(BER)为10-3时,经过光纤传输20km后,LDPC-OFDM信号的接收机灵敏度比原始OFDM信息提高了15dB,而LDPC-TCM OFDM信号比LDPC OFDM信号提高1dB。结果说明,LDPC-TCMOFDM信号比LDPC OFDM信号在光链路传输系统中具有更佳的纠错能力和更能降低光链路中色散的影响。     

一种基于光载波抑制的ROF双工系统

为克服远距离光纤传输系统中色散效应的影响,研究了一种基于光载波抑制的单工ROF(光纤无线电)系统,并提出改进的双工ROF系统传输方案。在中心站,采用20GHz的射频信号将下行链路信号耦合至光载波抑制频段处,通过单模光纤传输50km至基站,并重复利用未调制边带传输上行链路信号。通过仿真得到的系统光谱图和误码率曲线表明:加入上行链路信号传输后,下行链路的光纤能量损耗降低,上、下行链路同时具有较好的抗色散能力。     

可调谐啁啾光栅色散补偿40ps脉冲103km传输实验

本文利用机械调谐的方法对１０ｃｍ均匀光纤光栅进行调谐,实现了光纤光栅的线性啁啾调节,并实现了对２．５Ｇｂ／ｓ１０３Ｋｍ的色散补偿实验,实验结果表明,这种方案不仅对光栅的中心波长可以调节,而且可同时光纤光栅的啁啾系数进行调节。     

A New Idea and Technique of Fiber Gratings and Photodetectors in Broad-band Fiber Communication Systems

Contents of this thesis are supported by the National Natural Foudation of China under Contract No.69625101, and the item is named "Tunable Optical Technology in Wavelength Division Multiplexing (WDM)" and is under charge of Professor Ren Xiaomin. They are also supported by subject 307 in National Program "863": i.e., RCE photodetectors (PDs) used in Wavelength Division Multiplexing. Fiber Bragg Gratings (FBGs) have emerged as important optical fiber passive components in a variet…     

带宽为O.84 nm色散补偿100 km以上线性啁啾光纤Bragg光栅的研制

本文用传输矩阵法分析了啁啾Ｂｒａｇｇ光纤光栅的反射谱特性及时延特性,同时给出了用１４２ｍｍ长相位掩模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾Ｂｒａｇｇ光纤光栅的反射谱特性及传输实验结果．实验研制的线性啁啾Ｂｒａｇｇ光纤光栅样品带宽为０．５６~０．８４ｎｍ,可实现对普通光纤色散补偿１００ｋｍ以上．     

利用啁啾光纤光栅实现10Gb/s WDM系统色散补偿

利用二次曝光法制作的啁啾光纤光栅在国内首次邮１０Ｇｂ／ｓｅ ＷＤＭ系统单路色散补偿,经１８０ｋｍ传输后色散补偿的功率代价为１ｄＢ。     

偏振模色散和时延抖动对啁啾光纤光栅色散补偿特性的影响

对存在偏振模色散(PMD)和群时延(GD)抖动的非理想线性啁啾光纤光栅的色散补偿特性进行了研究。实验测量了啁啾光纤光栅的群时延谱和偏振模色散光谱，理论分析和实验测量表明，啁啾光纤光栅差分群时延(DGD)抖动与其时延抖动密切相关。通过数值模拟方法，计算了线性啁啾光纤光栅偏振模色散眼图代价与入射到啁啾光纤光栅色散补偿器的光信号的偏振方向的关系，计算结果表明在使用啁啾光纤光栅色散补偿器时应对光信号的偏振方向进行调整，以获得最佳补偿效果。另外结合实验数据，模拟计算并讨论了非理想线性啁啾光纤光栅群时延抖动和偏振模色散引起的信号的展宽和脉冲形状的劣化。     

Dynamic dispersion compensation in a 10-Gb/s optical system using anovel voltage tuned nonlinearly chirped fiber Bragg grating

We experimentally demonstrate dynamic dispersion compensation using a novel nonlinearly chirped fiber Bragg grating in a 10-Gb/s system. A single piezoelectric transducer continuously tunes the induced dispersion from 300 to 1000 ps/nm. The system achieves a bit-error rate=10^-9 after both 50 and 104 km of single-mode fiber by dynamically tuning the dispersion of the grating between 500 and 1000 ps/nm, respectively. The power penalty after 104 km is reduced from 3.5 to <1 dB     

一种闭环控制的光纤光栅动态色散补偿仪

利用啁啾光纤光栅的应变调谐特性，将色散补偿的啁啾光纤光栅斜贴于悬臂梁的侧面，通过应力实现啁啾量调整而改变其色散补偿量的大小，同时利用固定在同一悬臂梁的均匀布拉格光栅传感器，实现了闭环自动控制色散补偿量，研制出了一种新型的光纤光栅动态色散补偿仪。该色散补偿仪工作在1550nm波段，典型性能数据为：色散动态补偿范围-1000-1680ps／nm，插入损耗小于1．5dB，动态调谐步进响应时间小于50ms，基本上能满足10Gb／s光纤通信系统中色散动态补偿的要求。     

新型双均匀光栅结构产生毫米波的光载无线通信下行链路

提出了一种全新的基于双均匀光纤光栅(UFBG)结构的毫米波产生方法,主要利用光纤光栅的滤波特性在中心站取得两束频率间隔为所需毫米波的光波,经差频后得到毫米波,并将其作为副载波.分析了经过0 km,10 km,30 km,40 km光纤传输后在基站接收端经过光电检测和相干解调滤波后得到的眼图.研究结果表明,该方法应用于光载无线通信(ROF)下行通信链路可获得比较理想的传输效果,且相同情况下,减小毫米波发生器中带通滤波器的带宽可以进一步改善系统的传输效果.     

利用啁啾光纤光栅的色度色散补偿方案的研究

本文针对高速率光传输系统中的色度色散问题,利用啁啾光纤光栅,设计了后置补偿、前置补偿和混合补偿三种方案并实现了320k。的G．652光纤单信道40Gbit/s的无中继传输,仿真实验结果表明：较之后置补偿和前置补偿,混合补偿具有最好的色散补偿性能。     

一种基于并级联MZM的20倍频光生毫米波方案

为进一步提高光载无线通信(radio over fiber,ROF)系统中光生毫米波的倍频系数,提出了一种基于4个马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator,MZM)共同作用的20倍频毫米波信号产生方案。推导了理想情况下倍频方案的产生机理,在仿真实验中,分别分析了非理想因素下调制器直流偏置电压漂移、调制指数、消光比等对系统性能的影响,结果显示,当合理设置各参数的取值范围,其光边带抑制比(optical sideband suppression ratio,OSSR)和射频杂散抑制比(radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)的饱和值高达33.20 dB和27.21 dB;针对基于此倍频方案的ROF系统,对比分析了2.5 Gbit/s数据信号的单双边带调制两种不同传输方式,仿真结果表明,当光纤距离为40 km时,单边带依旧可达无差错传输,降低了传输过程中码间走离效应的影响,增加了系统的传输距离,更适合远距离传输,为微波光子学的发展提供了一种理论依据。