高速多带NGI-OOFDM传输系统中的非对称发射机与接收机设计

在高速多带无保护间隔(NGI)光正交频分复用(OOFD M)传输系 统中,采用非对称发射机/接收机结构,对接收信号通过多个通用光相干接收机进行部分探 测,可一次完整 接收整个多带NGI-OOFDM信号。发射端采用单个激光源,通过差分马赫曾德尔外调制器产生 8根等频率 间隔为28GHz的光频梳作为光子载波,经112 Gbit/s PDM-QPSK信号调制,波分复用后形成8路宽带的全 光NGI-OOFDM信号。接收端采用非对称发射机/接收机结构,即采用4个接收带宽为 18GHz的通用光相 干接收机,每个接收机接收2路子载波,可以完整接收整个多带NGI-OOFDM信号。采用本文 结构的高速多 带NGI-OOFDM传输系统,误码率(BER)为10－3时, 光信噪比(OSNR)代价较单载波112Gbit/s PDM-QPSK系 统多约9dB。 经16,0ps/nm光纤色散及偏振扰动,在系统接收端通过电色散补偿 后,约有 0.2dB OSNR代价。最后 对传输13×80km的光纤链路进行了仿真,仿真结果表明,与背靠背 情况相比,在进行电色散补偿后,OSNR代价约1.5dB。     

光纤通信技术的最新进展

文章回顾了光纤通信系统的最新进展,介绍了副载波调制相干光正交频分复用(SCM-CO-OFDM)技术,简述了将低速信号提升到112Gbit/s高速信号的途径,最后概述了偏振复用/相干接收技术。     

利用PDM技术实现DWDM-CO-OFDM超高速传输的研究

基于偏振模复用(PDM,polarization division multiplexing)技术,提出一种密集波分复用(DWDM)相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统。系统中,PDM在提高系统容量的同时不会降低系统性能,DWDM可以成倍的提高单个光纤的传输容量,进而使CO-OFDM信号在单个光纤中超高速传输成为可能。同时,采用限幅选择映射(SLM,selected mapping)算法以降低OOFDM系统峰均功率比(PAPR)。利用Optisystem光学仿真软件仿真表明,在发射端满足光信噪比(OS-NR)不小于18.9dB情况下,原始100Gb/s的CO-OFDM信号能够在单模光纤(SMF)中传输1 000km,且整个系统的误码率(BER)不大于10-3。采用限幅SLM算法后,单通道PAPR值降低了4.39dB,但达到10-3BER付出了0.6dB的OSNR代价。     

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。     

一种基于ITD和高阶累积量的OFDM识别算法

针对正交频分复用(OFDM)与单载波调制识别,提出了一种基于固有时间尺度分析(ITD)和高阶累积量的识别方法。通过ITD分解待识别信号,提取固有旋转分量的瞬时幅度,利用其复信号幅值高阶累积量区分OFDM和单载波信号,并利用改进和提出的特征参数识别单载波信号。通过MATLAB仿真表明在信噪比不小于5dB的情况下,OFDM信号的识别准确率达99%。     

基于训练序列进行系统优化的60GHz正交频分复用-光载无线通信系统

分析了60 GHz正交频分复用-光载无线通信(OFDM-RoF)系统中OFDM信号经光纤传输后在光电检测时存在的子载波间互拍干扰(SSBI)现象。提出使用交叉型训练序列结构的OFDM信号来降低SSBI的影响。实验证明,在无色散补偿的情况下,2.5 Gb/s交叉型训练序列结构的基带OFDM信号在58 GHz毫米波系统中经光纤传输20 km后,在误码率为10-3时,其功率代价仅为0.5 dB,而连续型训练序列结构OFDM的功率代价为2 dB。说明基于交叉型训练序列结构的OFDM信号的传输性能在抵抗SSBI方面要明显优于连续型训练序列结构OFDM信号。     

基于LDPC-OFDM编码调制的WDM-PON研究

研究了低密度奇偶校验(LDPC)编码和正交频分复用(OFDM)调制技术在波分复用无源光网络(WDM-PON)中的应用,提出了基于LDPC-OFDM编码调制的无源接入网系统。实验结果表明,该系统可以在20km单模光纤上实现8路10Gb/s LDPC-OFDM编码调制信号的下行传输,较未采用编码调制技术的WDM-PON性能提升了3.2dB。     

OFDM-PON中PAPR的联合抑制方法

在采用正交频分复用(OFDM)技术的光无源接入网(PON)中,由于所产生的光OFDM信号具有较高的峰值平均功率比(PAPR),从而会对器件提出较高的要求,同时在其高速传输过程中也易导致非线性效应.通过联合使用限幅和信号预失真的方法降低了OFDM-PON中信号PAPR的影响,使得50km单波长下行5Gb/s的OFDM-PON实验系统的光信噪比大约有4dB的提升.     

基于MIMO构架的光OFDM系统研究

文章在分析无线正交频分复用(OFDM)技术和单模光纤偏振特性的基础上,研究了一种基于多输入多输出(MIMO)框架的光OFDM系统并搭建了实验平台.系统将两路12 Gb/sOFDM信号通过偏振复用为24 Gb/s信号,实现了两路信号的解调输出.实验证明,该系统可扩展光纤信道中的频谱划分,增大信道容量,具有较强的对抗光纤色散的能力.     

基于高阶循环累积量的OFDM-弹性光网络信号调制格式识别

将高阶循环累积量引入基于正交频分复用(OFDM)的弹性光网络(EON)的调制格式识别中。通 过计算OFDM信号不同调制格式(BPSK、QPSK、16QAM和64QAM)的高阶循环累积量,给 出了OFDM-EON信号不同调制格式的识别阈值区间,并采用仿真方法验证了该区间的 识别准确率。结果表明,利用所提出的识别阈值区间,对波特率为28G的OFDM-EON信号(各 子载波随机设置调制格式)进行调制格式识别,在光信噪比(OSNR)为34dB时,子载波调制格式的识别准确率可达到100%。     

超100 Gbit/s高速正交频分复用传输技术

光纤通信网络已进入速率超100 Gbit/s时代,并向400 Gbit/s/1 Tbit/s迅速发展。目前在400 Gbit/s/1 Tbit/s 速率以上的多数试验中,高速 O-OFDM(光正交频分复用)可行的传输方案有 CO-OFDM(相干探测光 OFDM)、AO-OFDM(全光OFDM)和混合型电光 OFDM三种系统。文章对比分析了三种高速 O-OFDM系统发射端和接收端结构,综述了三种系统在高速光纤传输中的性能优缺点以及下一步研究的重点。     

240 Gbit/s OFDM实时光通信系统的设计与实现

详细描述了240Gbit/s OFDM(正交频分复用)实时光通信系统的设计与实现。采用多载波发生装置产生3×15个相互正交的光子载波,并对每个光子载波调制4Gbaud/s速率OFDM信号,采用4QAM(二阶正交幅度调制)信号格式。在接收端,分别用对应的本征光子载波解调各路光OFDM信号,使用FPGA(现场可编程门阵列)对采样信号进行实时处理。总有效数据速率达到240Gbit/s。文章报道的传输速率为已报道实时OFDM传输的最高记录。     

卷积码在光正交频分复用系统中的应用

将卷积码成功地应用到直接检测的光正交频分复用(OFDM)光纤传输实验系统。实验中,产生了2 Gb/s的QPSK OFDM编码光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km,和没有采用卷积码的相比,系统的误码性能获得明显提高。在误码率10-3时,可节省1 dBm左右的光功率。实验结果表明,卷积码可应用到OFDM系统。     

直接检测的光正交频分复用信号光纤传输系统实验研究

研制了直接检测的光正交频分复用(OOFDM)光纤传输实验系统.实验中产生了2 Gbit/s的正交相移键控(QPSK)、正交频分复用(OFDM)光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km.测量得到在误码率为10-6时,单模光纤传输200 km后的功率代价小于2 dB.比较了光纤传输前后OFDM信号的波形、频谱以及星座图,发现光正交频分复用信号能很好地抵抗光纤中的色散效应.     

全光OFDM信号的产生技术

文章简述了全光OFDM(正交频分复用)技术的发展背景及现状,并从全光连续OFDM技术和全光离散OFDM技术两大方面对全光OFDM信号的产生技术进行了综述。研究表明,全光连续OFDM技术的关键是产生平坦、稳定、正交和低相位噪声的梳状谱,全光离散OFDM技术的关键是采用光学器件和方法实现OIDFT(光离散傅里叶逆变换)和ODFT(光离散傅里叶变换)。全光离散OFDM技术与全光连续OFDM技术相比,可扩展性更强。     

降低光OFDM系统峰均比的TR-clipping算法

针对光正交频分复用(O-OFDM)系统中峰值平均功率比(PAPR)过高的问题,对传统的预留子载波(TR)方法进行了改进并引入到O-OFDM系统,提出将削波与TR法相结合,以减小削波噪声对信号的影响,同时有效降低信号的PAPR。研究结果表明:本文方法计算复杂度较低,易于实现;通过合理地选取门限A与预留子载波条数W的大小,可以有效抑制削波噪声在信号带内与带外引起的畸变;在误码率BER=10-6的条件下,当削波率γ由7dB降低至2dB时,所需的光信噪比(OSNR)相比削波法降低了0.2～7dB。     

8×40 Gbit/s全光OFDM系统的传输性能研究

通过对基于傅里叶变换过程的全光OFDM(正交频分复用)进行理论模型分析,采用马赫-曾德干涉仪级联的方式构造出复用/解复用模块,在光域上直接进行IDFT/DFT(离散型傅里叶逆变换/离散型傅里叶变换)过程。在DPSK(差分相移键控)调制、DQPSK(差分四相相移键控)调制、4QAM(2阶正交幅度调制)和16QAM(4阶正交幅度调制)下,利用全光复用/解复用模块模拟了8×40Gbit/s无保护间隔的OFDM系统传输,对误码率等性能作出分析。     

通过恒包络调制提高相干光OFDM系统的光纤非线性容限

相干光正交频分复用(CO-OFDM)对光纤链路中 的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)具有较强的容忍性,但 是OFDM信号高峰均功率比(PAPR)的特点使其对光纤非线性效应 非常敏感,严重影响了系统传输性能。 本文提出了基于恒包络(CE)调制的方法使得系统中光信号PAPR降低为0dB,从而提高了CO-OFDM系统的非 线性传输性能。仿真结果表明,子载波采用16QAM调制的40Gbit/s单信道CE调制CO -OFDM系统,在经800km无色散补偿、欠色散补偿和周期全色散补偿 标准单模光纤(SSMF)链 路传输后,虽然较传统CO-OFDM存在约1.8dB的代价,但是系统最大 发射光功率分别提高 了6.2、9.3dB。并且,将本文方案应 用 到CO-OFDM和10Gbit/s NRZ-OOK混合传输WDM系统中,信道最大发 射光功率仍获得了5.2dB的提高。因此,本文提出的CE调制方法能有 效地提高CO-OFDM系统在不同传输环境中的光纤非线性容限。     

PM-QPSK相干光通信系统中基于高阶统计矩的光信噪比监测方法的修正

对于偏分复用的正交相移键控(PM-QPSK)相干接收系统,提出了一种修正的基于高阶统计矩的光信噪比(OSNR)监测方案,讨论了不同占空比调制格式的修正结果以及该修正结果对剩余色散(CD)和偏振模色散(PMD)的容忍度。搭建了112Gb/s PM-QPSK系统仿真平台,对8dB~26dB范围内的光信噪比进行了测量,结果表明提出的修正方案对不同码型的监测误差均小于0.5dB。并且当OSNR为14dB时,在0.5dB的监测误差范围内,对CD的容忍度约为2800ps/nm,对一阶PMD的容忍度约为65ps。因此,这种修正方案可用于PM-QPSK相干接收系统中带内实时OSNR监测,且计算复杂度小、不需要额外的监测设备。     

相位调制器实现光标记交换的新方案

提出了一种利用相位调制器实现一阶边带抑制的光标记交换(OLS)技术的新方案,在中心载波和其余生成的多个副边带分别进行强度调制,实验产生10Gb/s非归零(NRZ)光载荷和2.5Gb/s垂直频分复用(OFDM)光标记信号,并分别在单模光纤中传输了50km。分析了基本原理,进而建立了一简单的系统理论模型,最后通过仿真和实验相结合的方法验证了方案的可行性。