4×10 Gbit/s OTDM 100 km传输系统及其解复用

利用实验室自制的40Gbit/s 光时分复用（OTDM）结构,搭建了4×10Gbit/s OTDM 100km的传输系统,基于电吸收调制器和时钟提取模块组成的解复用模型,成功实现了传输后10GHz时钟分量的提取和10Gbit/s信号的无误码传输及解复用. 通过实验比较了中间补偿和后补偿2种不同方式下的色散补偿效果,同时实现了色散和色散斜率的补偿,其分别引入的功率代价约为08、065dB.     

用阵列波导光栅实现光纤传感器的复用

阵列波导光栅(AWG)是密集波分复用(DWDM)光网络中的关键器件,具有滤波特性好、性能稳定、串扰小的优点.介绍了AWG的结构和原理,在此基础上提出了用AWG实现光纤法布里珀罗(F P)传感器复用的方案.可调谐激光器和AWG的联合使用实现了时分复用和波分复用,系统的复用能力决定于可调谐光源的带宽、AWG的通道数和自由频谱范围.采用传统的强度法对传感器进行解调,解调结构简单,容易实现,传感器间无串扰.     

基于Si纳米线AWG的超紧凑单纤三向滤波器设计

采用绝缘层上Si(SOI)纳米线阵列波导光栅(AWG)结构设计了超紧凑光纤到户(FTTH)单纤三向滤波器。二维时域有限差分(2D-FDTD)模拟输出光场表明,3个波长光信号输出光场清晰,实现了1490 nm和1550nm下行波长的解复用和1310 nm波长的上传复用功能;进一步的输出功率模拟表明,当各波长信号输入功率为1 mW时,1490 nm端口输出功率为0.49 mW,1550 nm端口输出功率为0.49 mW,1310 nm上传信号功率为0.55 mW,相应的插入损耗分别约为-3.1、-3.1和-2.6 dB。各端口的串扰光功率可被抑制到-25.2 dBm以下,相应的串扰小于-22.6 dB。采用电子束(EB)光刻结合诱导耦合等离子干法(ICP-RIE)刻蚀,制备出了Si纳米线单纤三向滤波器,经红外CCD成像观察到器件具有3个波长的分波功能。     

基于40Gb/s非等幅OTDM传输系统的优化设计

本文在40Gb/s非等幅OTDM传输系统的基础上,围绕超短脉冲的产生、信号复用、色散补偿和时钟提取技术进行优化设计。介绍了采用掺铒光纤放大器获得超短脉冲;利用方程差微调法获得光时分复用信号和易于实现动态色散补偿的啁啾光纤光栅实现色散补偿,以及通过适于高速光时分复用系统的光时钟提取技术提取时钟脉冲等内容。最后给出了低抖动、低误码率、性能稳定的传输系统。     

单路视频与多路数据复用传输系统的研究

介绍了一种实现单路视频与多路数据传输的复用/解复用处理的方法,给出了设计系统的发射部分和接收部分的组成框图,以及调制电路的实现原理及部分参数的设置,采用了数据(四路)的频分复用以及信号的二次调制处理技术,视频信号输出滤波器和数据信号解调滤波器的设计都采用了切比雪夫的LC滤波器,实现了单路视频信号与多路数据信号传输的混合复用,有效地降低了数模信号之间的相互干扰,提高了信号传输的信噪比,能够实现视频信号和数据信号的复用传输,具有一定的应用价值.     

基于雪崩二极管的光正交频分复用系统接收机

提出了一个完整的高灵敏度光正交频分复用(OOFDM)系统,以实现高速长距离传输。实验中,将10Gbit/s的4QAM调制OOFDM信号在光纤中传输了50km,直接探测后得到的星座图和误码率都达到了良好的效果。在此基础上,对比了采用雪崩二极管(APD)和传统的光电二极管(PIN)两种不同的探测方式,结果发现,使用APD探测使得OOFDM系统接收的灵敏度提升了5.2dB。     

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。     

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。     

基于F-P滤波器的多波长时钟提取

提出一种简单的全光单一链路的多波长时钟同时提取方案。利用Fabry-Perot(F-P)滤波器对波分复用(WDM)系统中多波长的归零(RZ)码信号进行时钟提取,滤波器后面接半导体光放大器(SOA)对F-P滤波器提取出的时钟进行整形处理,通过实验证实了用F-P滤波器对两路不同波长的10 Gbps信号时钟提取的可行性以及同一SOA同时处理双波长时钟的能力,两路提取时钟的单边带相位噪声分别达到-82.815和-83.072dBc/Hz@10 kHz。     

基于半导体光放大器的组播实验研究

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的组播实验方案,首先利用谱展宽和谱切片得到多波长脉冲源,将其作为探测光并与信号光共同注入到SOA中,利用SOA的交叉增益调制(XGM)效应,信号光与每一个波长的脉冲光发生作用,在SOA输出端通过可调光带通滤波器(TBDF)得到每一波长的变换后信号,实现光信号的组播过程。在实验中,10 Gb/s的归零(RZ)码作为信号光,而由多波长脉冲源产生的4波长脉冲光作为探测光,在探测光波长附近分别得到了与编码信号光逻辑取非的信号。     

基于高精细度F-P滤波器的40Gb/s全光时钟提取

提出了一种基于高精细度Fabry-Perot(F-P)滤波器的全光时钟提取方案,并进行了实验验证。为了实现对信号波长无关的特性,系统利用光纤中交叉相位调制(XPM)效应对输入信号进行正码波长变换,使变换后的波长始终与F-P滤波器的透射峰精确对准。采用精细度为1 012的高精细度F-P滤波器提取时钟,并利用半导体光放大器(SDA)的自增益调制(SGM)效应进一步抑制时钟信号的低频噪声,保证了高质量的时钟输出。实验中,利用这种装置对40 Gb/s归零(RZ)码信号进行了时钟提取,得到了抖动为285 fs的高质量40 GHz时钟信号,验证了方案的可行性。     

一种用于RFID能量有效的数据编码及其时钟提取

为使标签获得更多能量,提出了一种新的用于无源RFID系统的能量有效的数据编码方法．它在一个码元周期内采用可调的非对等的高低电平持续时间,使高电平持续时间更多．性能分析结果表明,在40kb／s的典型速率下,该编码使得阅读器到标签的基带信号携带的能量最多可高于Manchester编码84％;在非相干解调的ASK系统中,与Manchester编码具有相同的误码性能．针对该编码,同时还提出了一种新的用于无源标签的快速同步时钟提取方案．采用IIR带通滤波器与锁相环相结合的形式,保留了传统锁相环精准的优点,特别是IIR滤波器的反馈特性,使有部分数据丢失情况下也能快速提取同步．该方案在有10个码元丢失的情况下,仍可保持同步输出;该性能与滤波器参数相关．     

OFDM系统在多径衰落信道下的时钟同步

为消除时钟同步误差对正交频分复用（OFDM）系统的影响，提出了一种可工作在多径衰落信道下的时钟同步方法.该方法分为时钟频偏估计和时钟频偏补偿两个步骤，在估计时钟频偏时，利用了相邻符号的相邻导频之间的相关性；在补偿时钟频偏时，采用了数字内插环路，这使得时钟同步模块可在全数字接收机中实现.该方法的一个好处是，当存在载波频偏时仍可正常工作，这说明时钟同步可在载波同步之前完成.结果表明，该方法具有足够大的时钟频偏捕捉范围，可用于IEEE802.11a系统和DVB-T系统的接收机中.     

高速非归零码数据的全光时钟恢复研究

采用一种新的时钟增强方案并配合双区折射率耦合激光器实现非归零码信号的全光时钟恢复,通过数学仿真研究了此时钟恢复系统在64 Gb/s非归零码系统中的性能表现。仿真结果表明,受益于时钟增强模块的高速特性,该系统完成高速非归零码信号时钟的全光恢复能达到较好的效果。     

Multiple-impairment monitoring for optical duobinary system based on delay-tap asynchronous sampling

A technique using artificial neural networks trained with parameters derived from delay tap plots for optical performance monitoring in 40 Gbit/s duobinary system is demonstrated. Firstly, the optical signal is delay tap sampled to obtain two-dimensional histogram, known as delay tap plots. Secondly, the features of delay tap plots are extracted to train the feed forward, three-layer preceptor structure artificial neural networks. Finally, the outputs of trained neural network are used to monitor optical duobinary signal impairments. Simulation of optical signal noise ratio (OSNR), chromatic dispersion (CD), and differential group delay (DGD) monitoring in 40 Gbit/s optical duobinary system is presented. The proposed monitoring scheme can accurately identify simultaneous impairments without requiring synchronous sampling or data clock recovery. The proposed technique is simple, cost-effective and suitable for in-service distributed OPM.     

低功耗植入微系统自适应时钟数据恢复电路

设计一种超低功耗、适用于脉冲位置调制的时钟数据恢复电路.通过对电荷积分,将窄脉冲的时间间距转化为电压,可便捷地恢复精确同步的时钟和数据信号.为扩大可工作的数据率范围,数据恢复所需阈值电压根据输入信号自适应产生.采用CMOS 0.25μm工艺实现所设计的电路,通过仿真验证了其性能.该设计在输入数据率为45.5 kbit/s时,电路功耗仅为13μW.     

一种用于UHF RFID标签的高稳定度时钟电路

设计了一种用于无源超高频射频识别标签芯片的时钟生成电路.在传统弛豫振荡器的基础上设置相位控制电容和相关校准电路,使输出时钟频率与工作电压和偏置电流不相关,抑制了电源的波动和偏差所引起的时钟抖动,保证了时钟频率的稳定性.同时,利用正负两种温度系数的电阻的温度补偿作用及相应的校准控制,实现了当温度在较大范围变化时时钟的周期稳定性.该电路在TSMC 0.18μm工艺下流片.测试结果显示,该方法可以获得更大的时钟校准范围和更高的输出时钟精度,电路功耗0.86μW,适合无源芯片的使用.     

用于谐波测量的非均匀同步采样时钟产生方法

为了消除谐波采样中的频谱泄露并降低电路实现代价,提出非均匀同步过采样时钟产生方法.该方法使用延时锁定环路产生非均匀时钟,控制谐波采样的过采样间隔.通过合理设计过采样率、非均匀时钟频率的概率分布以及变化周期,使非均匀过采样噪声位于模数转换器输出带宽之外,减小了采样噪声对谐波频谱的调制影响,保证了非均匀时钟是统计意义上跟踪基波频率的同步时钟.过采样和时钟的非均匀特性大幅简化了延时锁定环路的结构,所需延时单元个数从3×104减少到125.采样数据可以作为同步采样序列直接进行快速傅里叶变换运算,无需消除非均匀采样噪声和频谱泄露的操作.在使用1.6384 MHz参考时钟、基波频率为46～54 Hz的情况下,63次谐波范围内的谐波幅度和相位测量误差分别小于0.02%和0.031°.     

基于鲁棒支持向量机的光谱解译

在传统基于线性光谱混合模型的光谱解译方法中,模型自身的不足以及在光谱解译过程中无关类别的参与都影响着解译效果。为此,提出一种基于支持向量机并结合空间信息的光谱解译方法。首先创建一种具有鲁棒特性的线性最小平方支持向量机(LLSSVM),并将其应用于初次光谱解译;然后利用空间信息进行智能性纯像素判定、解译结果校正,并对混合像素进行相关类别选择;最后再次应用LLSSVM在相关类别内进行二次解译。仿真试验中,本文方法比传统方法在解译精度上提高了10%,表明了该方法具有良好的解译效果。     

SAToIP的联合自适应时钟恢复机制及性能分析

设计一种应用于SAToIP模式下的联合自适应时钟恢复机制.利用接收端的时间戳进行频率估计,恢复出上行时钟的信息.为了在相同的时间间隔内获得更高的精确度,进行了分频比的统计校正.针对消抖缓存区出现溢出或者“读空”的现象,在缓存区设定门限,进行占满偏移率的补偿.综合利用基于时间戳以及基于消抖缓存区的技术,克服了IP网络的随机时延抖动.仿真结果表明,经过该机制的恢复后的时钟信息优于相关标准的要求.通过对试验样机平台的测试,证实了本机制达到较好的业务性能.