双级联调制六倍微波光子传输链路设计

提出了一种新的可用于RoF(Radio over Fiber)系统的六倍频毫米波信号的产生方法,通过设置两级联MZM调制器各自的偏置状态,并联合控制它们之间的光载波时延以及驱动信号间的相位差,来产生六倍频毫米波信号.在毫米波信号模块产生的基础上,针对两种不同的数据加载方式,构建相应的下行传输链路,对光毫米波传输特性进行了理论分析和仿真验证.     

基于级联马赫-曾德电光调制器的60GHz光载毫米波传输系统的研究

提出并实现了一种新的产生毫米波的六倍频技术。采用两个相同的串联马赫一曾德电光调制器（MZM）,调节第1个MZM调制器的偏置电压使其工作在最小传输模式,只输出奇次光谐波分量;调节第2个MZM调制器的偏置电压使其工作在最大传输模式,抑制所有的奇次光谐波分量。实验显示,采用10GHz的射频（RF）信号驱动这两台MZM调制器后...     

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.     

基于偏置马赫-曾德调制器的微波光子信号倍频

高速光信号源在现代光通信中不可或缺,目前倍受研究者关注。提出了利用一种具有偏置控制的马赫-曾德尔调制器(MZM),采用倍频方案产生高速微波光子信号,并进行了实验研究。通过在MZM 上施加一定的直流偏置引起两臂光脉冲的相位差,使光脉冲发生分裂实现倍频。实验中,利用5 GHz 的射频信号源,成功获得了频率增加一倍的10 GHz 高质量高速光信号。同时,也可以观察到在不同偏置电压下会产生不同的脉冲序列,发现优化偏压是实现高质量倍频的必要条件。该方案可用于产生40 GHz 以上的高频率光脉冲,可广泛应用于高速光通信。     

基于马赫-曾德尔干涉仪和光纤光栅的光分插复用器

光分插复用器(OADM)是波分复用(WDM)系统中的关键器件之一。提出了一种结构新颖的基于马赫-曾德尔(M—Z)干涉仪和光纤光栅(FBG)的光分插复用器，它由两个三端口光环形器、一个光纤光栅和一个马赫-曾德尔干涉仪组成，马赫-曾德尔干涉仪起着光开关的作用。对光分插复用器的输出特性进行了实验研究，实验中调节干涉仪的臂长差，可以实现信号的上下载或直通功能，上下载时通道的隔离度大于20dB。这种结构的光分插复用器具有结构简单、体积小、价格低等优点，在波分复用技术中具有实际应用价值。     

基于级联马赫曾德尔调制器的16倍频RoF系统

为降低光载无线(RoF)通信系统复杂度并提高倍频 系数,提出了一种基于偏振复用技术和级联马赫曾德尔调制器(MZM)的16倍频光载毫米波方 案。推导了方案的毫米波产生机理,讨论了MZM消光比、射频驱动信号相移、偏振控制器方 位角和线偏振器角度对光边带抑制比(OSSR)和射频杂散抑制比(RFSSR)的影响,在此基础上 研究了基于本方案的RoF系统传输性能。结果表明通过合理控制参数偏移量,在保持较宽的 偏移量最佳区间同时可以产生高性能的光载毫米波信号,其对应的最优OSSR和RFSSR分别为 30 dB和22.6 dB。当误码率(RBE)为10－9时,传输40 km 和背靠背传输相比功率代价为2.4 dB,相应的功率预算可达 50 dB。该方案结构简单且性能高效,在整个系统中并未使用光滤波器等波长 相关器件,可与现有WDM无源光网络兼容,同时该方案也为RoF系统设计提供了参考依据。     

基于两个平行马赫-增德尔调制器的光载无线传输系统

为提高光载无线(radio over fiber,RoF) 传输系统中的光波信号的利用率,本文提出了一种基于两个平行马赫-增德尔调制器 (Mach-Zehnder modulator,MZM) 的RoF传输系统。两个平行MZM经射频(radio frequency,RF) 信号调制后,产生5个光边带信号,分别是正负一阶光边带、正负二阶光边带和光载波。其中正负二阶光边带使用基带数据进行调制,经光电检测器(photodiode,PD) 拍频后产生已调数据的毫米波信号,再由天线发射出去。正二阶边带和光载波经PD拍频后产生未调制数据的毫米波,该毫米波用于接收端解调的本振信号(local oscillator,LO) 。负二阶边带信号用于上行链路的光载波。在本系统中,5个光边带信号都被充分利用,提高了光信号的利用效率。此外,还分析了该系统通过色散介质的传输特性,为RoF通信系统提供了一种实用化的解决方案。     

采用两个级联外部调制器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信系统

研究了一种采用两个级联外部调制器基于光载波抑制原理产生四倍频毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站利用电混频器产生副载波复用信号,通过第一个外部调制器产生两倍射频(RF)信号的光载毫米波信号,再通过第二个外部调制器产生四倍射频信号的光载毫米波.实验显示采用频率为10 GHz的射频信号源和2.5 Gbit/s的数据基带信号混频通过两个级联外部凋制器后产生毫米波的频率为40 GHz,并且在单模光纤中传输距离达20 km,功率代价小于2 dB.     

光载毫米波在光纤中传输色散性能研究

提出了并理论分析了一种采用单电极Mach–Zehnder调制器(SD-MZM)产生光载毫米波的方案。采用电混频器将射频信号与基带数字信号混频后再利用单电极调制器产生双边带调制信号并发送至光纤,在基站使用一个交叉复用器(IL)将双边带信号的中心载波与一阶边带信号进行分离,中心载波可用于上行链路的光载波,而一阶边带产生光载毫米波;理论分析了该毫米波的色散特性并在仿真平台上验证了其正确性,研究发现由于光纤色散引起两个一阶边带的延时不同, 从而导致毫米波能量的损失和解调信号的码间干扰,限制了毫米波的最大传输距离。     

一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法

为了延长光毫米波的传输距离,提出了一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法。在中心站采用马赫-曾德尔调制器将射频信号调制到光载波上产生光载波抑制调制光信号,再将产生光信号的2个边带分离,将2.5Gbit/s数据信号调制到其中1个边带上,再与未调信号耦合后产生光毫米波并通过光纤传送至基站。在基站中通过光电转换器产生电毫米波。从理论上分析了这种光毫米波的传输特性并通过实验验证了光毫米波在光纤中可以传输40km。仿真和实验结果表明,这种方式产生的光毫米波具有很好的抗色散能力,延长了传输距离。     

一种克服色度色散影响的四倍频光毫米波信号产生方法

提出一种克服色度色散影响的四倍频光毫米波信号产生方法。该方法使用一个双驱动马赫曾德尔调制器,通过调整上、下两路射频信号的相位差、直流偏置点、调制系数以及基带信号增益,将数据信号仅调制到四倍频光毫米波信号的一个2阶边带上传输,解决了色度色散引起的码元走离问题,有效增加了传输距离。理论分析和仿真实验结果表明,信号在光纤中传输120 km后眼图仍然十分清晰,经过60 km传输后的功率代价约为0.45 dB。另外,基于频率再用技术,没有调制数据的另一个2阶边带信号还可以作为全双工光纤无线通信(RoF)系统的上行链路光载波,简化了基站配置。仿真实验结果表明,双向2.5 Gbit/s数据信号在光纤中传输40 km后,功率代价小于0.6 dB。     

基于级联调制器的光梳的平坦度理论研究

建立了基于强度调制器(IM)和相位调制器(PM)级联的光梳理论模型,通过仿真计算分析了光梳的平坦度与IM的偏置点βIM、IM的调制系数χIM,以及IM和PM的驱动信号相位差△(Φ)之间的关系.结果表明△(Φ)的优化取值为π的整数倍,并且与其他参数的取值无关;而βIM、χIM的优化取值存在线性关联关系,随着梳齿数目的增加,χIM的优化取值不断向0靠近,βIM的优化取值对应地不断向π靠近.研究结果为基于级联调制器的光梳优化控制提供了理论依据.     

采用电光调制器产生光毫米波的全双工通信光纤无线通信系统

实验研究了一种采用单个电光调制器产生光毫米波的方法和相应的全双工无线通信系统。在中心站采用电混频器产生电毫米波,然后再利用电光制器产生双边带信号。利用光交错复用器将中心载波和双频一阶边带信号分离。双频一阶边带用于产生2倍射频信号的光毫米波,而中心光载波用来作为上行链路的光载波。实验显示采用频率为20GHz射频信号产生光毫米波的频率为40GHz,而且将下行链路和上行链路中2.5Gbit/s的数据在单模光纤中传输距离达20km,而功率代价均小于0.5dB。     

基于级联倍频+差频效应的宽带波长转换过程

利用阶梯分段准相位匹配结构实现了基于级联倍频+差频效应的单通/双通宽带波长转换.对于固定的晶体长度,通过增加阶梯段数并合理设计准相位匹配结构参数,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和高平坦性.当晶体长度为3 cm时,在保证平坦度低于0.2 dB的前提下,单通构型波长转换器的转换带宽和最大转换效率可分别达到177 nm和-9.94 dB,而双通构型的分别为170 nm和-4.15 dB.最后对基于阶梯分段准相位匹配结构的波长转换器与基于正弦啁啾光学超晶格和分段光栅结构的波长转换器的特性进行了对比分析,结果显示阶梯分段结构具有良好的综合特性.     

光载无线通信系统的传输限制与抑制方法

针对光载无线通信（RoF）系统的传输限制因素,文章提出并实验证明两种传输距离长性能高的RoF系统。一种是采用抑制奇数边带的基于外部调制的40GHz的RoF系统;另一种是采用载波抑制（OCS）的外部调制的40GHz光正交频分复用（OFDM）RoF系统。理论与实验证明这两个系统不仅抗色散能力强,而且可以实现远距离传输。     

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。