相干光正交频分复用系统定时同步的改进算法

分析了当前相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中Schmidl&Cox经典算法在光纤信道的定时同步,针对其产生平波现象和对光纤色散(CD)的缺点,提出了改进算法,并通过MATLAB在光纤信道中对两种算法进行了仿真,结果表明,在光纤信道下,改进方法的性能有远优于经典算法,因此改进方法更适合于光纤信道。     

光纤中超连续谱产生机理研究

从非线性薛定谔方程出发,分析了自相位调制(SPM)和群速度色散(GVD)效应对超连续(SC)谱的贡献。利用主动锁模光纤激光器作为泵浦光源。对色散位移光纤(DSF)中的SC谱展宽进行了实验研究。理论和实验结果表明,光纤中,SC谱的产生主要是SPM和GVD共同作用的结果：对于皮秒泵浦脉冲和常规光纤,仅考虑SPM和GVD效应,就可以较精确地描述光纤中SC谱的产生过程。     

基于非线性啁啾光栅和波长扫描的ROF系统

为了降低光信号在不同传输距离产生的色散对光载射频(ROF)(光载无线电)传输系统的信号质量的影响,提出了一种基于静态非线性啁啾光纤光栅(NLCFBG)和动态波长扫描相结合的可调谐色散补偿ROF传输系统方案。在对所提出系统方案进行理论分析的基础上制作了NLCFBG,并对ROF传输中的可调谐色散效果进行半实物仿真,分析和比较了有无光栅色散补偿时系统的传输性能;验证了此方案对不同传输距离、不同激光频率以及不同射频载波频率的光纤传输系统色散补偿性能。     

基于相位敏感光时域反射计的长距离入侵探测系统

根据受激布里渊散射(SBS)对相位敏感光时域反射计(-OTDR)的监测距离的限制,分析了在使用不同灵敏度的光电探测器时-OTDR系统的监测距离,并根据SBS阈值随着光纤长度的增加而下降的特点,提出了一种新的光路结构以提升系统的监测距离。该光路结构采用环行器将敏感光纤分为多个部分,并对各部分的后向瑞利散射光分别进行探测,避免了各部分光纤产生的斯托克斯光相互叠加,从而提高了SBS阈值,进而实现了提升系统监测距离的目的。在实验室测试中,使用3个环行器将敏感光纤分为了3个部分并实现了66.92 km的监测距离。通过增加环行器的数量,系统的监测距离可以进一步提高。     

基于光纤光栅的超宽带信号产生与传输

针对现有方法功率利用率低与调制实现困难的问题,采用基于光纤光栅（FBG）的超宽带（UWB）调制信号产生方法,建立了UWB信号产生系统。不仅可以实现UWB信号的调制,而且提高了产生信号的信噪比。实现了二进制相位调制（BPM）、脉冲幅度调制（PAM）和脉冲位置调制（PPM）等UWB信号产生。分析了光纤传输对产生信号的影响,...     

基于改进LSOOC的SAC-OCDMA通信系统性能分析

提出了一种基于改进的latin方阵光正交码(MLSOOC)、适合光谱幅度编码(SAC)光码分多址(OCDMA)系统的地址码构造方法,码字间有理想的互相关,容量达到了SAC的上限.分析了SAC编解码的原理、光纤Bragg光栅(FBGs)谱幅编解码的工作过程及在考虑相位引起的强度噪声(PIIN)、热噪声和散弹噪声情况下的系统信噪比(SNR)和误码率(BER).结果表明:在光源和信道理想条件下,多址干扰(MAI)可以消除;在考虑噪声的情况下,可以有效抑制PIIN减小BER;在满足一定BER下,系统承载的同步上路用户多容量比用Hadamard码大大增加.     

单模光纤中一阶偏振模的数值仿真

在当前众多偏振模色散(PMD)研究模型的基础上,提出了一种随机耦合长度光纤的级联模型,该模型在给定单模光纤的PMD系数后,可以模拟真实光纤一阶PMD的统计特性并能给出光纤的一阶PMD值。文中利用该模型对PMD随频率、时间随机变化进行了数值仿真,并对由该模型得到的随距离变化的一阶PMD值和理论值作了比较。     

超荧光光纤光源相对强度噪声数字抑制系统

超荧光光纤光源(SFS)具有高稳定性,是光纤传感器(FOSs)中一种理想的光源。SFS 光源的相对强度噪声(RIN)是影响FOSs 性能的一个重要的因素。由于使用模拟抑制电路的噪声抑制系统无法很好的抑制RIN,文中提出了使用强度调制器的数字RIN 抑制系统。为了验证此想法,建立了半实物仿真模型,该模型可以在中心频率处抑制RIN 达到20 dB。该数字系统相对原有模拟系统,性能有了很大的提高,因此对FOSs 性能的提高有很大的贡献。     

FBG嵌入型光纤Sagnac环的窄道空间微流速和温度测量系统

提出了一种光纤布拉格光栅(FBG)嵌入型光纤Sagna c环的窄道空间微流速和温度测量系统,其由传统光纤Sagnac环和嵌入光纤Sagnac环中的FBG 组成。光纤Sagnac环中的保偏光纤(PMF)受到的侧压 力会随着微流体流速的不同而发生变化,通过监测光纤Sagnac输出干涉峰的漂移实现对微 流速的测量。此外,嵌入光纤Sagnac环中的FBG对温度有较高的响应灵敏度,可以实现环 境温度的监测。实 验过程中,用毛细管模拟窄道空间,将光纤Sagnac环中的PMF置于毛细管内部,用 微流泵获得一定范 围的微流速。实验结果表明,当微流体的微流速在0～450μm/min范 围内变化时,光纤Sagnac环输出的干涉谱 向短波方向漂移;由监测波长1522.47544.64nm处的谐振峰可知,测量的微流速平均灵敏 度分别为 5.59pm/(μm/min);实时监测环境温 度的结果表明,在20～45℃范围内,FBG的温 度灵敏度为9.74pm/℃。本文传感器具有测量范围大、灵敏度高、结 构简单和成本低等优点,特别适用于微通道如生物血管等方面。     

基于参量放大器的光通信系统中QC-LDPC码的研究

由于光在光纤中传输受到色散的作用以及光纤参量放大器(FOPA)的不理想均会导致光信号在传输过程中的畸变,从而影响光传输系统的误码率(BER)性能。为了减小高非线性光纤(HNLF)和泵浦的影响,本文通过采用由最小环长最大化算法构造的QC-LDPC码作为基于FOPA的40Gbit/s非归零差分移相键控(NRZ-DPSK)调制光通信系统的前向纠错码来降低系统的BER,从而达到提高整个通信系统性能的目的。仿真结果表明,在10km传输光纤条件下,相同码长不同码率的QC-LDPC码可以使BER达到10-11数量级;在相同码型和不同传输光纤长度的条件下,BER也可以达到10-11数量级。利用最小环长最大化算法构造的QC-LDPC码可以纠正通信光在传输中受到光纤色散以及FOPA中HNLF和泵浦抖动引起的相位失配而导致的误码,从而达到了提高通信质量的目的。     

速率超限条件下的光码分多址实验研究

在2个发送用户和1个接收用户的条件下,利用光纤布拉格光栅(FBG)阵列对每个用户在波长和时间上进行二维编解码,对传输速率在20Mb／s～1．4Gb／s以及其内的不同比特率归零伪随机码的二维编解码光码分多址(OCDMA)通信系统及其经过25km光纤传输后的情况进行了实验研究。研究表明,当系统用户数较少时,系统的传输速率超出理论公式的限制后,对系统的性能影响很小。因此,对于用户数很少的OCDMA系统,可以适当增加系统的传输速率,更加充分地利用系统的资源。     

基于布里渊光时域反射的分布式光纤传感入侵定位检测系统

建立了基于布里渊时域反射(BOTDR)技术的分布式光纤传感入侵定位检测系统。采用自制的光纤单纵模分布反馈(DFB)激光器,利用边缘滤波(BPF)技术,简化了BOTDR系统中频率解调的方法,实现了对入侵应变事件的快速定位与检测。实验结果表明,当探测范围为10km时,系统的定位空间分辨率达到5m,应变分辨率达到200με,可以满足入侵定位实时检测的需求。     

一种40 Gbit/s光纤通信系统中的动态色度色散补偿技术

提出了一种用于40 Gbit/s单信道光纤通信系统的动态色度色散(CD)补偿方法.该方法通过检测线路中的色散值,以此作为反馈信号控制动态可调节色散补偿器(TCDC)实现系统的动态CD补偿.TCDC主要由2×2光开关、色散补偿光纤(DCF)和掺铒光纤放大器(EDFA)组成.设计中,增加光开关的数量可以提高色散补偿器件的补偿范围和精度;通过探测传输光信号某一频率(12 GHz)周围窄带范围内的电功率值可实现线路中CD的即时检测.系统的理论补偿量最大可达124 ps/nm.     

光纤通信中声子损耗对受激布里渊散射的影响

对光纤通信系统中的受激布里渊散射（SBS）以及声子损耗对SBS的影响进行了研究.理论上,通过数值计算得出增大声子损耗能够提高布里渊阈值的结论;实验上,测量了不同长度的光纤在不同输入光功率下的反向Stokes光及输出光,观察了光纤中加入声子阻塞器对SBS阈值的影响,并测量了阻塞器位于光纤中不同位置时的SBS.研究结果表明,在光纤线路中加入声子阻塞器可以提高SBS阈值,而且在光纤的不同位置的阻塞器对SBS影响有所不同,在被测的60 km光纤上起点30 km处插入阻塞器时的布里渊阈值最高.     

利用PDM技术实现DWDM-CO-OFDM超高速传输的研究

基于偏振模复用(PDM,polarization division multiplexing)技术,提出一种密集波分复用(DWDM)相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统。系统中,PDM在提高系统容量的同时不会降低系统性能,DWDM可以成倍的提高单个光纤的传输容量,进而使CO-OFDM信号在单个光纤中超高速传输成为可能。同时,采用限幅选择映射(SLM,selected mapping)算法以降低OOFDM系统峰均功率比(PAPR)。利用Optisystem光学仿真软件仿真表明,在发射端满足光信噪比(OS-NR)不小于18.9dB情况下,原始100Gb/s的CO-OFDM信号能够在单模光纤(SMF)中传输1 000km,且整个系统的误码率(BER)不大于10-3。采用限幅SLM算法后,单通道PAPR值降低了4.39dB,但达到10-3BER付出了0.6dB的OSNR代价。     

基于EFPI和FBG传感器的光纤智能夹层系统研究

以光纤自诊断系统为研究对象,围绕光纤智能夹层(FOSL)制作和标定中的相关理论及技术展开较深入的研究。采用聚酰亚胺薄膜制作了基于非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器和光纤布拉格光栅(FBG)传感器的FOSL。制作过程中,光纤传感器性能完好,FOSL的埋入对复合材料强度影响较小。在此基础上,对FOSL试件中的EFPI和FBG传感器进行了四点弯曲试验。试验表明,FOSL中,EFPI传感器的应变与载荷、FBG波长偏移与应变之间均具有良好的线性关系;在FOSL的制作中,可以选用EFPI和FBG传感器同时监测结构应变和温度。利用FOSL中的光纤传感器网络和先进信息处理技术,可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统。     

基于参量放大器的光通信系统中QC-LDPC码的研究

由于光在光纤中传输受到色散的作用以及光纤参量 放大器(FOPA)的不理想均会导致光信号在传输过程中的畸 变,从而影响光传输系统的误码率(BER)性能。为了减小高 非线性光纤(HNLF)和泵浦的影响,本文通过采用由最小环长 最大化算法构造的QC-LDPC码作为基于FOPA的40Gbit/s非归零差分 移相键控(NRZ-DPSK)调制光通信系统的前 向纠错码来降低系统的BER,从而达到提高整个通信系统性能 的目的。仿真结果表明,在10km传输光 纤条件下,相同码长不同码率的QC-LDPC码可以使BER达到10－11数量级;在相同码型和不同传输光纤 长度的条件下,BER也可以达到10－11数量级。利用最小环长最大化算法构造的QC-LDPC码可以纠正通 信光在传输中受到光纤色散以及FOPA中HNLF和泵浦抖动引起的相位失配 而导致的误码,从而达到了提高通信质量的目的。     

基于EPON技术的FTTH组网与设计

文章主要以EPON(以太网无源光网络)技术的FTTH(光纤到户)方案的发展状况、整个系统的构成以及工作原理为切入点,对FTTH光路的终端(OLT)、光分配网(ODN)、光网络单元(ONU)的设置状况进行分析,明确了ODN的设计原则以及设备的选取原则;希望能够推动相关工作的开展。     

基于长程光纤网络的谐振腔光纤陀螺

提出一种全新结构的基于长程光纤网络光调制谐振腔光纤陀螺(R FOG)系统,利用R FOG传感部件光纤环形腔的光纤长度短、体积小以及无源特点,将其通过长程光纤网络与后端的光源、探测器及复杂的信号处理部件连接起来,实现远距离的无源角速度探测。这种结构的R FOG具有很高的理论灵敏度可达5×10-8 rad/s,采用的全数字闭环处理方案能实现大动态范围信号检测,而且对转换器的要求不高。各种误差消除措施可以在系统中很方便的实现,大大提高陀螺性能。结合光纤系统的各种复用技术,该R FOG结构可以组成大型的远距离角速度惯性测量网络系统,有效地克服了传统R FOG在系统成本和复杂性上的劣势,为R FOG走向实用提供了新途径。     

偏振复用QPSK相干光数字通信系统实验研究

建立了偏振复用正交相移键控(QPSK)传输及相干检测的数字通信实验系统,并分析系统的性能。40Gbit/s的偏振复用QPSK信号在单模光纤(SMF)中传输了100km;信号光与本振光在接收端进行混频并下变频,最后用数字信号处理(DSP)算法对接收信号离线处理。比较了光纤传输前后不同的光信噪比(OSNR)下的误码率(BER),实验结果表明,所使用的DSP算法能克服光纤信道对信号的主要损伤,对高速的相干检测信号进行有效的恢复。