基于硫系光纤交叉相位调制的波长转换研究

全光波长转换器(AOWC)是全光通信网络的关 键器件,它是实现光波长路由的必要手段。本文提出了一种 基于硫系光纤交叉相位调制的波长转换方案。将信号光和探测光同时输入普通硫系光纤产生 XPM,然后用光带通滤波器(BPF) 滤得转换光的单个边带,从而实现相位-强度转换,还原出数字信号。本文详细分析了系统 的工作原理,并通过仿真,验证了 方案的可行性。该方案只需1m长度的光纤就能产生显著的XPM,对输入光信号峰值功率的要 求低,信号光可由40 Gb/s的归 零码数字信号驱动MZM调制获得,而不需要特殊的高功率超短脉冲激光。波长在1550 nm处的转换光信号眼图性能良好, 与原始信号相比,只有大约1dB的功率代价。该系统的波长转换的距离可达25 nm。该方案实现简单,不需要因为色散对硫 系光纤做特殊处理,适合于高速光传输系统,具有极大的应用前景。     

一种应用于强度与相位调制信号的全光异或逻辑门方案

提出一种能够同时应用于强度调制与相位调制信号的全光异或(XOR)逻辑门方案,利用π相移后两束光信号的直接干涉来实现异或逻辑操作。通过仿真验证了该方案对输入为强度调制与相位调制信号的异或操作的可行性与有效性。在输入为10Gb/s强度调制信号,两输入信号占空比小于0.4,峰值功率相同时,异或输出Q因子为103;当输入为10Gb/s,调制深度为π的相位调制信号时,异或输出Q因子为272。     

基于SOA交叉增益调制的2.5Gbit/s NRZ码 全光波长转换实验研究

基于SOA交叉增益调制效应(XGM)进行了2.5Gbit/s 31位非归零(NRZ)伪随机码的全光波长转换实验,分析了该方案下转换信号的消光比、信噪比、平均功率与输入连续光、信号光功率、波长的关系.实验中转换信号的光信噪比可达40dB以上,消光比和信噪比均大于10dB,符合ITU-T G.691标准.信号波长向下转换间距可达60nm,是目前基于SOA中的XGM效应进行波长转换获得的最大的波长间距.     

在微结构光纤中实现四进制向二进制的全光转换

提出并实验了一种基于高非线性色散平坦微结构光纤的四进制光信号向二进制光信号的全光转换方案。由于自相位调制(SPM)效应,不同峰值功率的ps光脉冲经过微结构光纤传输后可获得不同展宽程度的输出频谱。基于以上原理,通过滤波可将1路10Gb/s的四进制信号转化成3路不同波长的10Gb/s二进制信号,再将3路信号进行适当的时延和衰减,最后耦合成为1路20Gb/s的二进制信号,实验获得的转换信号消光比达到3.2dB。     

基于半导体光放大器的波长转换新方案研究

分别对基于半导体光放大器(SOA)的交叉相位调制(XPM)型和交叉增益调制(XGM)型波长转换器提出了改进的新方案。采用非对称的马赫-曾德干涉仪(MZI)结构,实现了速率为10 Gb/s转换范围达40nm的XPM波长转换;利用SOA中的交叉偏振调制(CPM)效应,在XGM波长转换器中引入偏振控制结构,大大改善了转换性能,并在同一个波长转换器中实现了正反相的波长转换。     

基于相位调制器产生光毫米波的全双工光纤无线通信系统

提出并实验研究了一种基于相位调制器产生光毫米波信号的全双工光纤无线通信(RoF)系统。在中心站采用相位调制器结合滤波的方法产生重复频率为40GHz的载波抑制双边带毫米波信号,利用交叉复用器分离开毫米波信号的上下边带,其中的一个边带强度调制数据速率为2.5Gbit/s的下行基带信号,另一个边带被发送到基站调制上行传输的基带数据。该系统抗色散效果好,在经过40km标准单模光纤上/下行传输数据速率2.5Gbit/s的基带信号后,双向的传输功率代价都小于0.5dBm。在光纤无线通信系统中采用相位调制器结合滤波的方法产生光毫米波,同时基于波长重用技术再生上行光载波信号,可以简化中心站和基站配置,节约系统成本。     

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。     

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。     

一种新型高速四进制光计算算法研究

提出了一种面向多级调制格式的先进高速光计算算法,利用高非线性光纤中超快简并和非简并四波混频(FWM),采用100Gb/s正交相位调制(DQPSK)信号,仿真实验实现了50Gbaud/s高速光计算,包括加法、双定向减法、补码、加倍等光计算功能。当比特误码率(BER)为10-9时,测得高速光计算的功率代价小于4dB。     

利用半导体光放大器和滤波器组合实现高速波长转换和码型转换

将半导体光放大器(SOA)和滤波器组合使用是实现高速全光信号处理的有效途径。利用半导体光放大器和带宽为0.32nm的可调窄带滤波器同时实现了40Gbit/s的非归零(NRZ)信号的反相波长转换(WC)和非归零到伪归零(PRZ)信号的码型转换,波长转换和码型转换的结果差异取决于滤波器中心波长相对于探测光波长的失谐量。当滤波器的失谐量为-0.24nm时,输出反相的波长转换,此时滤波器起到加速半导体光放大器增益恢复的功能。当滤波器失谐量为 0.41nm和-0.48nm时,得到非归零到伪归零的码型转换,并且产生的伪归零脉冲分别出现在非归零信号的上升沿和下降沿,此时滤波器的作用是将探测光的相位信息转换为强度信息,并且该码型转换结果兼有波长转换的功能。     

25 Gbit/s无源光网络技术进展和实验研究

高清视频、虚拟现实等新业务的产生以及PON传输5G移动前传和回传信号的需求,要求PON能支持单波超过10 Gbit/s速率的传输.当线路速率超出10 Gbit/s时,色散和功率预算成为限制系统性能的主要因素.介绍了25 Gbit/s PON系统的研究进展和存在的问题,并对采用基于零色散附近的25 Gbit/s速率的EML、分别基于25 Gbit/s和10 Gbit/s速率的APD接收机进行了实验研究.实验结果表明,采用25 Gbit/s速率的APD,EML的发射光功率设置为+5 dBm,在没有光放大器的情况下,可以达到10 Gbit/s对称的吉比特无源光网络的32 dBm的N2级别的光功率预算.     

Theoretical model of optical fiber secure communication system with chaotic multiple-quantum-well lasers

Chaotic synchronization of injected multiple-quantum-well lasers of optical fiber system and a theoretical model of optical fiber chaotic secure communication system are presented by coupling a chaotic multiple-quantum-well laser synchroniza- tion system and a fiber channel. A new chaotic encoding method of chaos phase shift keying On/Off is proposed for optical fiber secure communications. Chaotic synchronization is achieved numerically in long-haul fiber system at wavelength 1.55 μm. The effect of the nonlinear-phase of fiber is analyzed on chaotic signal and synchronization. A sinusoidal signal of 0.2 GHz frequency is simulated numerically with chaos masking in long-haul fiber analog communication at wavelength 1.55 μm while a digital signal of 0.5 Gbit/s bit rate is simulated numerically with c1haos masking and a rate of 0.05 Gbit/s are also simulated numerically with chaos shift keying and chaos phase shift keying On/Off in long-haul fiber digital communica- tions at wavelength 1.55 μm     

一种采用光学相位分集接收技术的相干光正交频分复用远端接入系统

提出了一种采用基于光学相位分集接收技术实现远程相干光正交频分复用(CO-OFDM)信号的远程光接入方案,并进行了理论研究和仿真验证。在本方案中,没有使用色散补偿光纤(DCF)或者色散补偿模块(DCM)补偿光纤信道色散导致的负面效应,原因是CO-OFDM信号能有效抵抗传输过程中色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)引起的负面效应。仿真结果表明,10Gbit/s CO-OOFDM信号在标准单模光纤(SMF-28)传输320km后,采用相位估计技术得到的OFDM电信号,其时域波形的相位抖动幅度更小;与采用光载波自提取技术接收相位调制COOFDM的方案进行比较,测试误差向量幅度(EVM)的结果表明,本文方案可以获得更好的COOFDM信号接收性能,星座图中星座点收敛更加紧凑,接收的CO-OFDM信号质量更高。     

用于10Gbit／sSDH光传输系统的光接收机

本文介绍了一种用于１０Ｇｂｉｔ／ｓＳＤＨ光传输系统的光接收机。该接收机的光接口指标可满足ＩＴＵ－ＴＧ．ＳＣＳ建议的要求。已将该接收机用于１０Ｇｂｉｔ／ｓ光纤传输实验。     

A novel duplex WDM-PON with DPSK modulated downstream and re-modulation of the downlink signal for OOK upstream

We experimentally demonstrate and analyze a 10 Gbit/s full duplex wavelength division multiplexing passive optical network (WDM-PON) system. A non-return-to-zero differential phase shift keying (NRZ-DPSK) modulation technique is first utilized for downlink direction, and then the downlink signal is re-modulated for the uplink direction using intensity modulation technique of on-off keying (OOK) with a data rate of 10 Gbit/s per channel. An effective colorless WDM-PON full duplex transmission system is achieved for the data rate of 10 Gbit/s per channel with a channel spacing of 60 GHz over the distance of 25 km with low power penalty.     

基于高非线性光纤中四波混频效应的全光取样系统

为了克服高比特率光信号实时取样时所面临的高速模数转换(ADC)限制,构建了一套基于高非线性光纤(HNLF)中四波混频效应的全光等效取样系统。全光取样系统主要包括取样脉冲信号产生、全光取样门和信号处理3部分,其中全光取样门为本系统的核心部分。取样脉冲和信号共同注入到HNLF中,基于四波混频效应实现全光取样。实验中,分别以10Gb/s、40Gb/s非归零OOK信号进行了取样实验验证。实验结果表明该取样系统可以实现高速光信号的取样过程。本文取样系统结构简单,且不受光信号速率的限制,可应用于更高速率的信号测量。     

Wired and single sideband wireless service based on a single optical modulator

In order to provide more flexible and convenient service for users in the hybrid transmission network,a novel system using a single optical modulator to provide wired and single side band (SSB) wireless signal was proposed.By combining the application of dual-polarization binary phase shift keying modulator (DP-BPSK),phase shifter and other devices,wired and SSB wireless signals were directly generated to suppress the walk-off effect caused by dispersion,and the effective transmission of 5 Gbit/s SSB wireless signal carried on 40 GHz millimeter wave and 10 Gbit/s wired signal over 65 km single-mode fiber (SMF) were successfully achieved.The experiments show that the application of polarization multiplexing technology and optical subcarrier multiplexing technology can make the signal have a greater improvement in transmission rate and performance,and play an important role in the future broadband communication network.     

Simple and spectrally-efficient design of high capacity hybrid WDM/TDM-PON with improved receiver sensitivity

A simple design of hybrid wavelength division multiplexed/time division multiplexed passive optical network （WDM/ TDM-PON） is demonstrated for the high capacity next generation access （NGA） network, having advantages of both WDM and TDM based PON techniques. A 10 Gbit/s differential quadrature phase shift keying （DQPSK） data signal is used at optical line terminal （OLT） for downstream, whereas a 2.5 Gbit/s inverse return-to-zero （IRZ） data signal with high extinction ratio is used for upstream signal by intensity re-modulation of downstream signal, no additional laser is used at optical network unit （ONU）. Simulation results verify that aggregated 100 Gbit/s downstream transmissions of 10 DQPSK channels and aggregated 25 Gbit/s upstream transmission of 10 IRZ channels, using spectrally-efficient 50 GHz channel spacing, can be successfully achieved over a distance of 20 km with less than 1 dB transmission power penalties and improved receiver sensitivity.     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

利用NOLM同时实现两个波长的波长变换

最先利用非线性光学环路镜(NOLM)成功地将2.5Gbit/s的归零码光脉冲同时变换到不同的两个波长上.最大波长变换间距为35nm.实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器(GS DFB-LD)产生的超短光脉冲作为控制光,采用分布反馈半导体激光器(DFB-LD)和波长可调激光器作为信号光.首次在1.55 μm波长段利用非线性光学环路镜进行波长变换过程时观测到了反相波长变换和脉冲畸变现象.