BPSK‒QPSK和QPSK‒16QAM的光调制格式转换

信号在调制方式不同的系统之间传输时,需要对信号调制格式进行转换,而调制格式转换通常在电信号上进行,要将光信号恢复成电信号。在电信号上进行调制格式转换后,再经电光调制器变换成光信号发射。频繁的光电或电光转换通常会增加系统成本,针对该问题,提出了利用相干叠加在光域上实现二进制相移键控(BPSK)到正交相移键控(QPSK)以及QPSK到正交幅度调制(16QAM)的调制格式转换的方法。实验通过Optisystem软件对转换模型进行仿真,采用10 Gpbs伪随机信号作为测试信源,通过星座图观测出信号成功转换为QPSK和16QAM;并在不同光信噪比、光源线宽和信号功率下对转换模型与直接QPSK、16QAM传输模型进行误码分析对比,在相同条件下转换模型和直接传输的误码率高度保持一致,表明这种调制格式转换方法具有较高的稳定性和准确性,能够适用于不同系统间的信号传输。     

RoF系统中多维多阶调制技术的研究进展

近年来,光载无线通信(RoF)技术已经成为宽带光通信接入网络领域的研究热点,备受业界关注。该技术充分利用了光纤传输的海量带宽和无线通信灵活覆盖的应用优势。在RoF技术的演进发展过程中,多维多阶调制方式能提升系统频带利用率和降低信号收发成本,因此具有重要的科研意义和实用价值。文章综述了传统幅度调制、典型多维多阶调制和若干代表性新型多维多阶调制技术的研究进展,并对RoF系统中多维多阶调制技术的应用前景进行了简略分析。     

光纤通信系统相移调制格式的仿真研究

新型光调制格式是高速率、长距离、大容量光纤通信系统的新技术之一,其中基于光相移调制格式的系统,与基于光强度调制的系统相比,有较高的接收机灵敏度和较大的非线性容限,成为40Gb/s光传输系统的首选调制格式。文章在Opti System7.0软件平台搭建了一个40Gb/s单信道1200km的光纤传输系统模型,并对DPSK格式在长距离高速率系统中的抗非线性效应和抗色散能力两个方面来进行了仿真研究。仿真结果表明,在40Gb/s的高速传输系统中,DPSK的抗非线性效应能力明显高于NRZ,更适合于在长距离高速率系统的传输,且载波抑制的DPSK信号能提高DPSK的抗色散能力。     

光传输系统中高效利用带宽的调制格式研究

随着人们对信息的需求爆炸性增长,对光纤传输容量需求的不断提高,频谱资源的合理利用变得越来越重要,高效率的调制格式已成为当前研究重点之一。文章基于光信号表达式,结合复用技术对调制格式进行分析,重点研究分析了双极化四相相移键控、偏振复用十六进制正交幅度调制、轨道角动量三种调制格式的原理和研究应用,最后瞻望了未来高速光通讯的发展。     

高速密集波分复用系统中的二级调制格式研究

论述了强度调制直接检测(IM-DD)高速密集波分复用(DWDM)系统的二级调制原理，并从马赫-曾德尔调制器的传递特性出发推导了四种调制格式[全频率调制归零码(FFMRZ)、半频率调制归零码(HFMRZ)、单边带调制归零码(SSBRZ)、载波抑制归零码(CSRZ)]。根据信号光眼图及归一化频谱描述了各种码型的时频特征。在此基础上分别对各种码型的色散容限、非线性容限进行了数值仿真，通过比较眼图张开度损伤(EOP)发现对于单波长系统载波抑制归零码传输性能最优。最后利用全面的密集波分复用系统模型计算了各种码型的Q因子，发现载波抑制归零码的性能仍然保持最优，这种优势在考虑偏振模色散(PMD)的情况下更为突出。因此载波抑制归零码是强度调制直接检测系统较好的选择。     

光差分相移键控调制格式原理

DPSK（差分相移键控）调制格式是一种将信号调制到相位信息上的调制方式。与传统的OOK调制方式相比，DPSK最显著的优点是在达到相同的误码率（BER）时，对光信噪比的要求低了3dB。本文详细讲述了DPSK信号的产生、接收方式及特性。     

光纤通信系统中两种新型调制格式的比较

给出了光差分正交相移键控(DQPSK)和光八差分相移键控(8DPSK)调制格式的调制和解调方式,并用Matlab仿真得到了DQPSK和8DPSK调制的NRZ、RZ33和CSRZ系统的频谱图以及解调后的眼图.结果表明,DQPSK和8DPSK作为新型调制格式,具有更窄的频谱宽度、更高的频谱效率,经传输后的眼图性能也很好.     

基于马赫-曾德尔调制器的先进调制格式的产生

提出了一种基于差分马赫-曾德尔调制器(MZM)产生80 Gbit/s高速率差分相移键控归零码(RZ-DPSK)、差分相移键控载波抑制归零码(CSRZ-DPSK)、差分正交相移键控归零码(RZ-DQPSK)、差分正交相移键控载波抑制归零码(CSRZ-DQPSK)的新方法.在采用两个差分MZM级联产生数据速率为80 Gbit/s的RZ/CSRZ-DPSK光信号的基础上,仅需增加一个双驱动MZM,就可以产生RZ/CSRZ-DQPSK信号,说明提出的方法有一定的扩展性,并简化了高速RZ/CSRZ-DQPSK光信号的产生过程.对产生的80 Gbit/s RZ/CSRZ-DPSK和RZ/CSRZ-DQPSK信号进行的仿真结果表明,CSRZ-DPSK信号比RZ-DPSK信号的频谱结构更加紧凑,差分正交相移键控(DQPSK)光谱形状与差分相移键控(DPSK)相同,只是由于RZ/CSRZ-DQPSK在码元速率下传输数据,得到的光谱在频域被压缩.     

差分相移键控的非归零到归零格式转换研究

提出了一种全新的基于相位-强度混合调制和色散补偿的光差分相移键控(DPSK)信号的非归零(NRZ)到归零(RZ)格式转换器,理论分析了转换器参数对转换的影响,数值研究了恶化条件下的10 Gb/s的NRZ-DPSK到RZ-DPSK的格式转换。实验展示了10 Gb/s的DPSK信号格式转换及解调后的误码性能。计算结果表明,通过设计转换器参数可获得低占空比RZ-DPSK信号,且转换后信号质量较高。实验结果表明格式转换功率代价较低,转换后RZ-DPSK信号时间抖动较原NRZ-DPSK信号减小。该格式转换器还适合光四相差分相移键控(DQPSK)的非归零到归零格式转换及多波长操作。     

新型调制格式在PMD补偿技术中的应用

文章通过仿真得到了非归零(NRZ)码、载波归零(CSRZ)码、NRZ-差分相移键控(DPSK)和CSRZ-DPSK信号在偏振模色散(PMD)补偿前后的偏振度(DOP)值和剩余差分群时延(DGD)值.结果表明,与二进制强度调制(OOK)格式相比,DPSK补偿后的DOP值更多地分布在接近1的范围,剩余DGD值也较小,其中CSRZ-DPSK补偿效果最好,是实现PMD缓解与补偿动态结合的首选调制格式.     

光DQPSK调制格式原理及仿真

文章简单介绍了光差分正交相移键控(DQPSK)调制格式的调制和解调方式,对光DQPSK的预编码也进行了必要的说明.使用软件Matlab构建了光DQPSK背靠背系统,得到了不同的DQPSK调制的频谱图和眼图,并对仿真结果进行了验证,就NRZ-DQPSK和RZ33-DQPSK的差异进行了比较.     

基于马赫-曾德尔调制器的多种调制格式微波信号的光学生成研究

提出了一种基于马赫-曾德尔调制器(MZM)的 多种调制格式微波信号的光学一体化生成方案。 在本文方案中,微波信号和编码矩形波信号经合路器同时输入到MZM中,通过合理设置编码 信号的幅值使 MZM能够工作在其传输曲线的不同传输点,分别实现了频移键控(FSK)、二进制相移键控(BPSK)和 二倍频BPSK微波信号一体化生成。本文方案仅需要1个MZM而不需要额外加电的或光的选频器 件, 因此具有结构简单、可大范围调谐的优势。特别的,本文方案还可以产生二倍频的BPSK微波 信号,从 而使能够满足更高频的应用需求。在仿真和实验中,分别得到10/20 GHz的FSK、10GHz的BPSK 微波信号,同时产生了20GHz的二倍频BPSK微波信号,有效验证了本 文方案的可行性。     

D8PSK调制格式研究及其传输性能分析

研究了基于相位调制原理的新型调制格式差分八相相移键控(D8PSK),给出了串联和并联两种信号生成方案,对包括非归零码(NRZ)、33%占空比归零码(33%RZ)、50%占空比归零码(50%RZ)、载波抑制归零码(CSRZ)4种不同码型的生成方式进行了说明,对信号的接收过程和预编码公式进行了理论推导,并对系统进行了仿真。仿真系统中信号总速率达到100 Gbit/s,信号生成采用串联方式,信号接收采用4个马赫-曾德尔时延干涉仪(MZI)平衡检测接收机,色散补偿方式采用对称补偿,通过眼图可以看到其接收效果良好。最后对不同码型的D8PSK与DQPSK系统在抵抗群速度色散效应、非线性效应及偏振模色散效应3种主要影响系统传输性能的因素方面进行了分析比较。当眼图张开度代价为1dB时,CSRZ-D8PSK信号的群速度色散容限、非线性容限及偏振模色散容限分别为190ps/nm、4.4 dBm及24 ps,结果表明其具有较好的传输性能。     

不同调制码型的偏振模色散补偿研究

在40Gb/s的光纤通信系统中,用三段模拟器模拟光纤传输中的一阶与二阶偏振模色散(PMD),采用单偏振态的偏振度(DOP)作为多级PMD补偿器的反馈信号,对归零(RZ)码、非归零(NRZ)码、载波抑制归零(CSRZ)码和啁啾归零(CRZ)码分别进行四个自由度的一级、六个自由度的二级和十个自由度的三级PMD补偿器的补偿.仿真得到了四种码型的DOP与误码率(BER)的关系,同时补偿后的BER、DOP和PMD的变化关系表明,对RZ和NRZ码采用二级补偿器的效果比一级和三级补偿器要好得多,对CSRZ码和CRZ码采用单偏振态的DOP作为反馈信号进行PMD补偿的效果并不理想.     

基于CSRZ码的DQPSK多级相位调制技术的研究

文章从理论上推导出了载波抑制归零(CSRZ)码和差分正交相移键控(DQPSK)的调制解调原理公式,给出了实现的具体过程,以及仿真得到的调制后的频谱图和解调后的眼图.结果表明,CSRZ-DQPSK作为新型多级相位调制格式具有更窄的频谱宽度、更高的频谱效率,解调后的眼图也很好,有望成为下一代光纤通信系统的首选传输码型.     

不同调制格式对400 Gb/s通信系统传输容量和距离的影响

单载波400 Gb/s传输是下一代通信系统的主要应用速率,为提高此速率通信在实际工程应用中的传输效率,理论分析了高速通信系统中不同调制方式与传输谱宽的关系,基于16阶正交幅度调制(16QAM)、16QAM/32QAM混传、32QAM、32QAM/64QAM混传和64QAM 5种不同调制格式,对400 Gb/s传输系统的...     

双伽马湍流信道下多阶脉冲位置调制误码率性能分析

基于双伽马(Gamma-Gamma)大气湍流信道,研究了采用脉冲位置调制(PPM)技术的无线光通信系统的误码率(BER)性能。推导出平均EBR的闭合表达式,该表达式适用于任意湍流强度和任意调制阶数,与数值积分相比,可显著提高计算速度。对于给定的平均EBR,对比分析了在不同湍流条件下PPM调制阶数与平均发射功率需求间的关系。结果表明,在无湍流高斯信道和弱湍流信道下,增加调制阶数可以减小平均发射功率需求;然而随着湍流的增强这种作用逐渐减小,在强湍流区,甚至出现了调制阶数越高,平均发射功率需求越大的现象。因此,在实际系统设计时,应考虑可能的湍流环境,再选择合适的调制阶数。     

无线激光通信类脉冲位置调制性能比较

为了比较各种类脉冲位置调制性能,对类脉冲位置调制的编码结构、平均发射功率、带宽需求、传信率、功率谱密度、信道容量等进行了比较,分析了其性能特点及使用场合.结果表明,开关键控调制方式容易实现,但功率利用率低;脉冲位置调制方式提高了功率利用率,但是带宽效率差,同时需要符号同步;数字脉冲间隔调制结构复杂,缩短了符号长度,带宽效率高,不需要符号同步;双头脉冲间隔调制方式提高了带宽效率和传输容量,不需要符号同步,大大简化系统实现复杂度.     

两种级联交错相位调制归零码的100Gbit/s传输

在级联相位调制的100 Gbit/s光信号传输系统中,提出了占空比为33%的光交错相移键控归零码(RZ-SDPSK)和占空比为67%的光交错相移键控载波抑制归零码(CSRZ-SDPSK)的产生和检测方案。通过50 km的普通单模光纤(SMF)和8 km的色散补偿光纤(DCF)传输后,当入纤功率相同时,CSRZ-SDPSK码具有较高的色散容限;如果仅考虑一阶偏振模色散(PMD),RZ-SDPSK信号具有较好的抗PMD特性。入纤功率在0～10dBm范围内调节时,两种码型码有相似的传输特性。通过125 GHz带宽的三阶高斯滤波器后,RZ-SDPSK码接收性能较优,并且三阶高斯带通滤波器(DBPF)的带宽值必须大于100 GHz,才能有效地恢复信号时钟。