16QAM/PPM光标记交换系统的仿真研究

提出一种脉冲位置调制光标记(PPM)与正交幅度调制(QAM)净荷相结合的光标记交换系统。利用仿真对携带40Gbit/s 16QAM净荷和2.5Gbit/s 2PPM标记的系统传输特性进行验证。通过优化系统频率间隔,得到BER=10-9时,标记和净荷的接收灵敏度与光信噪比(OSNR)分别为-28.51dBm/13.65dB和-22.03dBm/15.02dB。经96km光纤传输后,传输代价均未超过1.5dB。结果证明:16QAM/2PPM光标记交换系统具备良好的传输特性。     

通过恒包络调制提高相干光OFDM系统的光纤非线性容限

相干光正交频分复用(CO-OFDM)对光纤链路中 的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)具有较强的容忍性,但 是OFDM信号高峰均功率比(PAPR)的特点使其对光纤非线性效应 非常敏感,严重影响了系统传输性能。 本文提出了基于恒包络(CE)调制的方法使得系统中光信号PAPR降低为0dB,从而提高了CO-OFDM系统的非 线性传输性能。仿真结果表明,子载波采用16QAM调制的40Gbit/s单信道CE调制CO -OFDM系统,在经800km无色散补偿、欠色散补偿和周期全色散补偿 标准单模光纤(SSMF)链 路传输后,虽然较传统CO-OFDM存在约1.8dB的代价,但是系统最大 发射光功率分别提高 了6.2、9.3dB。并且,将本文方案应 用 到CO-OFDM和10Gbit/s NRZ-OOK混合传输WDM系统中,信道最大发 射光功率仍获得了5.2dB的提高。因此,本文提出的CE调制方法能有 效地提高CO-OFDM系统在不同传输环境中的光纤非线性容限。     

30.7 Tbit/s相干光PDM 16QAM OFDM 80 km SSMF传输

为了研究超高速大容量光传输系统关键技术,利用16路光源,每路光源采用相干光PDM(偏振复用)16QAM(16进制正交振幅调制)OFDM(正交频分复用)调制实现了单路传输速率为1.92Tbit/s、C波段总速率为30.7Tbit/s的80km普通单模光纤传输系统。每路光源信道包含了45路光子信道,其频谱宽度为250GHz,系统谱效率为7.68Gbit/s/Hz。所有信道经过80km传输后的误码率均低于第三代FEC(前向纠错)解码门限2×10-2。     

适用于骨干网的新型光纤研究

目前400Gbit/s光传输系统受到传输距离的限制,超低损耗光纤和大有效面积光纤等新型光纤有望助力400Gbit/s光传输系统大规模部署.首先介绍光纤网络的概况,然后分析100Gt/s和400Gbit/s系统在新型光纤传输的实验和现网测试结果,并提出光传送网基础设施的演进建议.     

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...     

高速DWDM通信技术及进展

综述了高速DWDM(密集波分复用)系统中的关键技术,包括QPSK(四相相移键控)、8QAM(8进制正交幅度调制)和16QAM(16进制正交幅度调制)等新型调制格式、超低损耗光纤/拉曼放大和新型光集成器件,并分析、比较了这些关键技术对DWDM系统传输产生的不同影响。在此基础上,介绍了近年来DWDM大容量传输的一些成功试验。试验表明,这些关键技术有着广阔的应用前景。     

光接入网络中的数字信号处理技术

采用先进的数字信号处理(DSP)技术,在发射机和接收机分别引入预处理和后处理,以提高光接入网络的频谱效率并延长传输距离。研究了一种基于光超奈奎斯特(Super-Nyquist)滤波的类9状态正交振幅调制(9QAM)信号多模均衡(MMEQ)后端DSP算法,使用这种方案,能够有效提高频谱效率,实现了频谱效率高达4 bps/Hz的正交移相键控(QPSK)信号传输;还研究了一种基于数字SuperNyquist信号前端预处理的方案,此方案的优点是不需要光预滤波即可达到相同的频谱效率。使用一个采用直接调制激光器(DML)、直接探测和数字均衡技术的高速无载波幅度相位-64状态正交振幅调制(CAP-64QAM)系统,在20 km标准单模光纤(SSMF)上实现了创纪录的60 Gbit/s CAP-64QAM信号传输;使用相干探测,实现了速率高达100 Gbit/s的64状态正交振幅调制-正交频分复用(16QAM-OFDM)实时传输系统,解决了实时OFDM信号处理中的关键问题。     

一种副载波单边带分插复用的OFDM-PON模型

提出并证明了一种基于副载波单边带分插复用的正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)系统的新型结构.该结构的下行传输是基于单边带的OFDM-4-正交幅度调制(QAM),传输速率为10 Gbit/s;而上行传输则是利用下行信号中保留的另一条边带进行2.5 Gbit/s速率的幅移键控(ASK)调制,采用时分多路接入方式.该方案可以较好地避免双向传输中的后向瑞利散射,考虑后向散射情况下,下行信号功率代价＜0.8 dB,上行信号功率代价＜1.8 dB.     

基于单边带调制的直接探测光OFDM-RoF系统研究

研究基于单边带调制(SSB)的直接探测光正交频分复用-光载射频(OFDM-RoF)系统的性能。10Gbit/s的二进制数据信号经过QAM符号映射和OFDM调制后,与10GHz射频信号混频并驱动双电极LiNbO3马赫-曾德尔调制器(LN-MZM)产生SSB-OFDM信号,调制信号通过光纤传输至基站,进行直接探测转换为毫米波电信号后再无线发送到用户端。仿真结果证实,OFDMRoF系统在4QAM和16QAM两种调制格式下的EVM都满足FEC的要求。同时,理论分析并仿真验证存在一个最佳调制指数可以使信号传输性能达到最佳,并且最佳调制指数与光纤长度无关。     

基于多载波的相干波分复用太比特传输实验研究

基于循环频移器(RFS)的多载波产生原理,得到了间隔为25GHz,载噪比为25dB的20个子载波的多载波输出,将波特率为16Gbaud(即64Gbit/s)的归零码十六进制正交幅度调制(RZ-16QAM)信号加载到这些子载波上,并且进行偏分复用(PDM)生成PDM-RZ-16QAM信号,实验实现了2.56Tbit/s PDM-RZ-16QAM信号792km标准单模光纤(SSMF)的传输和相干接收。实验测得的背靠背相干光波分复用(CO-WDM)系统在误码率为1×10-3的情况下,光信噪比需求比理论值(FEC)增加了4.1dB。传输后,最佳入射光功率处的误码率为4.5×10-3,小于前向纠错的软判决门限(2.4×10-2),此时对应的CO-WDM PDM-RZ-16QAM中心信道信号恢复后x和y偏振方向的星座图清晰规则,说明传输性能很好,并且系统的频谱效率达到了5.1bit/(s·Hz)。     

Low-noise optical receiver for high-speed optical transmission

This paper describes the design of a low-noise optical receiver using Si bipolar transistors for high-speed optical transmission. The conventional common emitter-common collector circuit (CE-CC pair) and Darlington circuit (transimpedance amplifiers with parallel feedback) are studied. Optimal CE-CC pair collector-biasing current for attaining minimum noise current with a 400-MHz bandwidth is 2.7 mA, and less than 1.2 mA for the Darlington circuit. It is confirmed that the Darlington circuit is better than the CE-CC pair in signal-to-noise ratio by about 1.5 dB. The low-noise Darlington optical receiver with a Ge-avalanche photodiode has achieved an optical sensitiyity of -41 dBm for a 400 Mbit/s RZ pulse with a bit error rate of 10^-10. This is a 2.5-dB improvement in optical sensitivity over that of the conventional CE-CC receiver.     

Calibration of optical modulators by optical down-conversion

A new method for the calibration of intensity modulators and modulated laser diodes at millimeter-wave frequencies is presented. The method uses an integrated-optic modulator as both a mixer and a frequency doubler. To demonstrate the measurement technique an intensity modulator is calibrated over the band 26.5-40 GHz. The measurement system employs no components exceeding 20 GHz (excluding the RF generator), and with relatively minor modifications measurements in excess of 60 GHz are feasible     

Low-noise optical receiver for high-speed optical transmission

This paper describes the design of a low-noise optical receiver using Si bipolar transistors for high-speed optical transmission. The conventional common emitter-common collector circuit (CE-CC pair) and Darlingtou circuit (transimpedance amplifiers with parallel feedback) are studied. Optimal CE-CC pair collector-biasing current for attaining minimum noise current with a 400-MHz bandwidth is 2.7 mA, and less than 1.2 mA for the Darlington circuit. It is confirmed that the Darlington circuit is better than the CE-CC pair in signal-to-noise ratio by about 1.5 dB. The low-noise Darlington optical receiver with a Ge-avalanche photodiode has achieved an optical sensitivity of -41 dBm for a 400 Mbit/s RZ pulse with a bit error rate of 10^-10. This is a 2.5-dB improvement in optical sensitivity over that of the conventional CE-CC receiver.     

光网络中的动态可重构的光分插复用技术

动态可重构的光分插复用器(ROADM)在光通信网络与传感网络中有重要的应用,而且是对目前正在使用的非重构的光网络升级的核心技术之一.超大规模、高可靠性的传感器网络对可重构的OADM需求尤其迫切.结合本课题组承担的863项目的研究成果,对该技术进行介绍.     

Coherent optical tapping using semiconductor optical amplifier

Semiconductor optical amplifiers are attractive not only as optical repeaters but also as functional devices, since carrier density modulation in amplifiers causes a nonlinear phenomenon. Utilizing the effect of the carrier density modulation on the semiconductor optical amplifier junction voltage, a coherent optical tapping is proposed for signal monitoring or control signal extraction. A 155 Mb/s FSK (frequency shift keying) signal tapping was realized with a simple configuration using heterodyne single-filter detection with -24.4 dBm sensitivity. Many applications for this coherent optical tapping are discussed, and basic characteristics for frequency-selective tapping from FDM (frequency division multiplexing) signals and optical amplifier gain control are examined     

利用光学微分预处理的强度光学相关

本文把采用菲涅耳全息滤波器的强度光学相关识别系统与光学微分预处理系统相结合,通过对输入图像进行边缘增强预处理,强度相关器的鉴别能力得到了改善。给出了理论分析和实验演示的结果。     

Nonlinear optical glasses for ultrafast optical switches

In this paper we report degenerate four-wave-mixing measurements of the nonlinear coefficient of rutile and a number of optical glasses at 1.06 μm. We define a figure of merit which measures the suitability of a material for nonlinear waveguide switches and show that the best glasses have figures of merit substantially higher than any other material. We include a brief discussion of the types of switching elements that could be made with these materials.     

用于光纤通信的光开关研究进展

针对目前光纤通信系统对光开关的迫切需求,从器件的新工艺、新材料和新机理等方面综述了光开关与光开关列阵的研究进展状况。     

全光通信中的光开关技术

光开关是实现全光交换的核心器件,光开关的研究已成为全光通信领域研究的焦点。本文首先对光开关的原理进行归纳,总结光开关的应用范围。对传统机械式光开关、微电子机械式光开关、热光开关进行了进一步地划分,分析了它们的结构形式和性能特点。设计了光开关性能评价指标体系,对常见的4种光开关进行了定性与定量对比,指出不同类型光开关的优点和不足之处。最后依据全光通信网的发展趋势,指出大容量、高速、透明、低损耗是光开关的重点发展方向。     

集成光学声光光通道监测仪的研究

在集成声光可调谐滤波器(IAOTF)的基础上,提出了一种新型的集成光学波导型声光光通道监测仪(OCM).介绍了该OCM的工作原理及其基本结构,对它的插入损耗、响应时间、波长范围、波长分辨率和波长精度等性能指标进行了分析与计算,并对制成的集成光学声光OCM进行了实验研究.理论分析和实验结果表明,该OCM能够对密集波分复用(DWDM)系统多路光信道的工作波长和功率同时进行监测,其插入损耗小于3 dB,响应时间小于7μs,波长监测范嗣达174 nm,波长分辨率可达0.3 nm、波长精度可达±30 pm.