光纤中光孤子传输演化及相互作用研究

基于非线性薛定谔方程,采用分步傅立叶方法模拟了基阶、二阶和三阶皮秒光孤子以及光孤子对在光纤中的传输演化.结果表明,在长距离传输过程中基阶孤子的幅度和脉宽基本不变,是进行光孤子通信的理想载体.高阶孤子的幅度和脉宽变化较大,并呈现一种周期性的变化;孤子对的传输与两个脉冲的初始相位和输入强度相关.考虑三阶色散的飞秒量级孤子在光纤中的传输将不再出现对称性和周期性,脉冲的中心位置将发生偏移,同时脉冲的波形也会发生扭曲.     

浅论光孤子通信技术

光孤子通信利用光纤非线性来抵消光纤色散效应,是下一代超高速、长距离、超大容量光纤通信的优选技术。因此,介绍光孤子通信技术的概念和所具有的优越性,从理论上阐明光孤子在光纤通信中部分关键技术;并且归纳光孤子通信技术的应用前景。     

光孤子通信系统的色散控制研究

光纤色散特性是支撑光纤孤子通信的决定性因素。比较了目前的几种色散补偿方案后,着重对相位共轭控制的色散控制方式进行了分析研究,该方式利用光纤非线性四波混频产生与输入光脉冲信号相位共轭的输出光脉冲信号,光脉冲的频谱以泵浦光频为中心进行反转,构建成相位共轭器,实现了对放大自发辐射(ASE)噪声、孤子相互作用与色散波等的控制,达到提高系统传输速率、距离和通信容量的目的。     

光孤子对量子态的高速调制

从高速调制的角度,研究了量子光通信系统。提出用孤子调制承载量子态的方案。方案着重从调制量子态的通信信道出发,分别论证了孤子在NLSE光纤和SIT媒介中的传输演变;得出量子压缩态和纠缠态可以在二级传输线(由传统光纤和支持自激励透明孤子的二级媒介组成)中,由孤子的传输演变产生;从而实现孤子对量子态的调制。这种调制方案,利用了光的波粒二重性,融合了量子和孤子的特性,是未来量子光通信的一种发展趋势。     

2.5GHZ光孤子传输

报导了我国首次成功地实现了２．５ＧＨｚ光孤子传输。近变换极限的孤子脉冲源是带有Ｆ－Ｐ标准具的增益开关分布反馈激光二极管。孤子脉冲的功率通过分别由１４８０ｎｍ和９８０ｎｍ泵浦的两个掺饵光纤放大器放大，当入纤功率达到一阶孤子功率时，经过２１ｋｍ色散位移光纤传输后，孤子的输出脉宽保持不变。同时还观察到孤子脉冲压缩现象。     

30km 2.5GHz光孤子波传输与压缩实验研究

通过实验研究了光孤子源的产生及光纤孤子的传输。采用增益开关分布反馈半导体激光器作为超短脉冲源，用１．４８μｍ激光泵浦的掺饵光纤放大器作为第一级功放，用Ｆ－Ｐ腔谱窗降啁啾技术产生变换限制脉冲，用另一只１．４８μｍ激光泵浦掺饵光纤放大器作为第二级功放，得到了重复频率为２．５ＧＨｚ的高功率变换限制光孤子脉冲；进行了３０ｋｍ光孤子传输实验，观察了光孤子的传输特性与高阶孤子的压缩特性。     

光孤子通信系统的研究

光孤子（或超短光脉冲）的获得为光纤通信提供了一种非常高的速度。但是，光孤子之间的非线性作用大大限制了其通讯速度。在本文中，分析了光孤子相互作用对光通讯的影响，并提出了利用光放大及光压缩技术来消除损耗和光子间非线性作用的方案，该方法不仅能提高光通讯的比特率，且能够加大其通讯的距离。通常，在通讯距离给定的情况下，通讯系统的比特率可提高４０％以上。     

光孤子在光纤通信的基本应用

介绍了光孤子的产生、光孤子通信的基本原理、关键技术及其光孤子通信系统构成,展望了光孤子通信的前景。     

走离效应对级联和频与差频波长转换的影响

通过理论分析和数值模拟研究了在双脉冲泵浦情况下的级联和频与差频的二阶非线性效应，探讨了走离效应对波长转换的影响。由于不同波段的光脉冲之间的群速度失配导致光脉冲之间的走离，使和频光脉冲随波导长度不断产生并展宽，结果表明在走离效应的影响下和频光脉冲移出非线性效应作用区带走能量，作用区的能量平衡关系被破坏；差频转换效率受到和频转换效率较低的遗传而下降；同时转换脉冲波形受到和频脉冲展宽的影响而发生了畸变。研究还表明，双泵浦波长同时变动时泵浦带宽很宽，而单一泵浦波长变动时泵浦带宽很窄。     

基于间隙耦合思想的全双工混沌保密通信方案

讨论了有关混沌通信中的保密性问题及解决方案。该方案由 3个结构相同的混沌系统构成 ,采用分段耦合的思想 ,利用参数调制策略进行信息传输 ,使用非线性滤波器进行信息解调 ,实现了一种安全性能高的全双工混沌通信方案 ,并给出了保证安全性能和信息解调精度的条件。数值仿真结果表明 ,这一方法是有效的。     

基于间隙耦合理想的全双工混沌保密通信方案

讨论了有关混沌通信中的保密性问题及解决方案。该方案由3个结构相同的混沌系统构成，采用分段耦合的思想，利用参数调制策略进行了信息传输，使用非线性滤波器进行信息解调，实现了一种安全性能高的全双工混沌通信方案，并给出了保证安全性能和信息解调精度的条件。数值仿真结果表明，这一方法是有效的。     

光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析

为了突破高速电模数转换器采样速率和时延控制精度对测频带宽的限制,丈中提出了一种采用光脉冲欠采样的超宽带、高分辨率数字测频方法。利用被动锁模激光器的超短光脉冲,产生间隔可控的多波长光脉冲串,通过电光调制器,对待测信号进行采样,最后通过光探测器阵列转化为电信号进行测频计算。此方法利用光脉冲的采样带宽高、时延控制精确、波分复用技术等特点,结合欠采样的Multiple Signal Classification算法进行宽带频率测量。通过对实际应用条件进行的数值模拟和理论计算表明,该方法可以实现20GHz带宽范围内的高精度多信号频率分辨。     

NEC实现1Tb万公里信号传输

<正>日本NEC近日宣布成功实现了每个波长1Tbit/秒的万公里长距离信号传输。据该公司介绍,这是传输由单一光源生成的1Tbit/秒光信号的全球首个实例。此次实验通过将1Tbit/秒的超信道信号多重化为4个波长,使总传输容量达到了4Tbit/秒,证实了通过应用"光超级信道技术",可以实现大容量信号相当于横跨大洋的长距离传输。通过利用光超级信道技术,能够改变原来1个频率范围只能承载1组信号的情况,通过偏移各副载波信号的相位(频率的波形周期),可在同一个频率范围内重叠多组信号。由此可高效使用频     

光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析

为了突破高速电模数转换器采样速率和时延控制精度对测频带宽的限制,文中提出了一种采用光脉冲欠采样的超宽带、高分辨率数字测频方法.利用被动锁模激光器的超短光脉冲,产生间隔可控的多波长光脉冲串,通过电光调制器,对待测信号进行采样,最后通过光探测器阵列转化为电信号进行测频计算.此方法利用光脉冲的采样带宽高、时延控制精确、波分复用技术等特点,结合欠采样的Multiple Signal Classification算法进行宽带频率测量.通过对实际应用条件进行的数值模拟和理论计算表明,该方法可以实现20GHz带宽范围内的高精度多信号频率分辨.     

基于正交频分复用的水下转发器的设计

为解决长距离高速水声数据传输问题,采用接力式水声数据转发传输是一个很好的解决方案。结合正交频分复用技术的特点设计实现了一个数字式的水下转发器系统。系统功耗低、结构简单,可以很好地解决水声通信中存在的多途干扰和窄带宽问题,实现高速、可靠的水下数据转发的目的。湖试中,在6000m的距离内,3kHz带宽下,转发速率为4.32kb/s,误码率低于10-3。湖试结果表明,基于正交频分复用的水下转发器可以达到较高的转发速率和较低的误码率。     

纠错编码技术在水声跳频通信中的性能研究

将水声跳频通信系统与纠错编码技术相结合进行了研究,针对复杂多变、强多途和起伏干扰的浅水水声信道,建立了基于BELLHOP射线模型的时变衰落水声信道模型,该信道模型建立起了信道特性与海洋环境参数之间的关系,在海洋环境参数给定的条件下可以精确仿真信道。在此基础上通过系统仿真的方法研究了卷积码、RS码和串行级联码三种纠错编码方案在水声跳频通信系统中的性能,给出了两种典型信道下的仿真结果并进行了对比分析,结果表明串行级联码具有更强的纠错能力,比较适合复杂多变的水声衰落信道。     

2.07μm光纤激光在弱湍流条件下的传输特性研究

本文报道了一种2.07μm波段可调谐主动锁模光纤激光并在室内模拟大气湍流条件下进行传输特性研究。增益介质为1.5 m长的掺钬光纤,主动锁模通过LiNbO3强度调制器在腔内引入周期强度调制实现。腔内引入非线性偏振旋转效应实现波长2058.4nm^2078.6nm可调谐。实验获得了稳定的基频锁模脉冲和10阶,24阶,48阶谐波锁模脉冲,对应频谱信噪比为66.79 dB、61.37 dB、54.82 dB和49.66 dB。锁模脉冲经过数字调制后在实验室内大气湍流模拟池中进行传输,分别获得了?T为70℃,140℃和210℃时三种湍流强度和背对背条件下的眼图;与背对背条件相比,在?T=210℃时光信噪比降低了9.14 dB。     

基于STM32的低功耗红外光通信系统设计

为解决目前红外光通信成本高、距离近、传输方向单一、功耗偏高的问题,采用STM32为控制核心,设计一种红外光通信系统。发送端通过STM32自带的高速AD对音频信号采样,为保证信号不失真,采样频率为15k Hz。通过脉冲宽度调制(PWM)来实现音频信号与环境温度信号的调制,接收端STM32对光脉冲进行解调。实验结果表明,在10m范围内能实时传输一路300~3 400 Hz音频信号和一路数字信号,声音信号传输正常,无失真,环境温度传输最大误差为0.3℃;实现信号中继任意方向转发,并且中继站功耗为0.06 W,达到节能目的。     

跳频通信频率测试中应用自动测试系统的设想

跳频通信试验是通信对抗试验中常见的试验项目，试验中，要用到跳频信号源进行跳频序列的生成，用到调制域脉冲分析仪进行测试频率的捕获与分析工作，，这两项任务都由人工操作完成。文中提出了将自动测试系统应用于跳频通信频率测试的一种设想方案，由跳频信号源自动化系统开发和调制域脉冲分析仪自动化系统开发两个模块组成，以提高跳频通信试验的工作效率。     

抑制OFDM信号峰均比对直接检测光传输系统的性能影响

高峰均比是OFDM通信系统的主要缺点之一,光OFDM通信系统也存在同样的问题.本文将联合Hadamard变换和限幅(Clipping)方法抑制峰均功率比算法成功应用到直接检测的光正交频分复用光纤传输实验平台,重点研究了算法对系统误码性能的影响.实验中产生的2.5 Gb/s QPSK OFDM光信号在标准单模光纤中传输1...