Computationally Efficient Nonlinearity Compensation for Coherent Fiber-Optic Systems

Split-step digital backward propagation (DBP) can be combined with coherent detection to compensate for fiber nonlinear impairments.A large number of DBP steps is usually needed for a long-haul fiber system,and this creates a heavy computational load.In a trade-off between complexity and performance,interchannel nonlinearity can be disregarded in order to simplify the DBP algorithm.The number of steps can also be reduced at the expense of performance.In periodic dispersion-managed long-haul transmission systems,optical waveform distortion is dominated by chromatic dispersion.As a result,the nonlinearity of the optical signal repeats in every dispersion period.Because of this periodic behavior,DBP of many fiber spans can be folded into one span.Using this distance-folded DBP method,the required computation for a transoceanic transmission system with full inline dispersion compensation can be reduced by up to two orders of magnitude with negligible penalty.The folded DBP method can be modified to compensate for nonlinearity in fiber links with non-zero residual dispersion per span.     

光相干探测的应用技术研究

介绍了光相干探测在不同技术领域的应用。通过各类具体实例讨论了光通信系统采用光相干探测技术可以增大通信容量,提高信号传输质量,光传感系统采用该技术可以提高信号探测灵敏度和发展多种多样的光传感模式,以及信号处理系统采用该技术可以改善信号处理性能。     

中间链路光学相位共轭补偿相干光正交频分复用系统的光纤非线性损伤

由于相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统具有很高的峰均功率比(PAPR)以及非常近的子载波间隔,使得光纤非线性损伤成为系统的决定因素。提出中间位置光学相位共轭(OPC)补偿算法补偿CO-OFDM的Kerr损伤,由于OPC两端链路对称,可以最大限度地保证满足补偿条件,具有很好的非线性补偿效果。而且无链路色散补偿和有链路色散补偿系统均适用。该算法能使单信道40 Gb/s CO-OFDM的最大Q因子提高3 dB,非线性阈值提高4 dB;波分复用(WDM)系统的最大Q因子能提高1.1 dB,非线性阈值提高1 dB。     

T比特频分复用相干光传输技术

高清电视、视频点播、云计算等新业务的发展要求光纤传送网带宽大并能灵活调度。文章讨论了几种实现传输速率为T比特每秒的超级信道产生方法。受电子＂瓶颈＂限制,T比特级速率的传输必须由多个密集的正交光子载波组成的超级信道承载。在每个光子载波上,可以采用基于正交频分复用的多载波技术,也可以采用单载波时域或频域均衡技术。通过调整光子载波的数目与颗粒度,或每个光子载波上承载的调制格式,可以实现可变速率的光传输与光交换。     

相干光学多波束形成的原理及其理论分析

相干光学多波束形成技术是根据光学的干涉与衍射原理,利用光学傅里叶变换而实现的一种新型的宽带射频多波束形成技术.扼要介绍了其工作原理,并对其建立了较为完善的物理模型,通过详细的理论推导和软件仿真,表明此结构能够形成多波束,在空域覆盖、波瓣宽度、小体积、抗电磁干扰等方面具备重要的性能优势.     

Spatial Mode Division Multiplexing for High Speed Optical Coherent Detection Systems

Spatial mode-division multiplexing is emerging as a potential solution to further increasing optical fiber capacity and spectral efficiency. We report a dual-mode, dual-polarization transmission method based on mode-selective excitation and detection over a two-mode fiber. In particular, we present 107 Gbit/s coherent optical OFDM (CO-OFDM) transmission over a 4.5 km two-mode fiber using LP01 and LP11 modes in which mode separation is performed optically.     

Performance of High Speed Coherent Optical Communication Systems

Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｃｏｈｅｒｅｎｔｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｈａｓｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｎｏｖｅｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒａｃｋｉｎｇ／ｌｏｃｋｉｎｇａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｆｒｅｑ...     

一种降低相干光OFDM系统非线性效应的方法

相干光正交频分复用(Coherent optical-orthogonal frequency division multiplexing,简称CO-OFDM)可有效降低光纤色散和偏振模色散对系统的影响,是近年来光传输领域研究热点之一.但由于OFDM高的峰均值功率比(PAPR)和较窄的载波间隔(几十兆赫兹),CO-OF...     

The Study on Heterodyne and Phase Diversity Coherent Optical Fiber Communication Systems and Their Components

ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｏｈｅｒｅｎｔＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ（ＣＯＦＣＳ）ｕｓｉｎｇｌｏｎｇｗａｖｅｂａｎｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｄｉｏｄｅｓａｓｔｒａｎｓｍｉｔｅｒａｎｄ...     

相干光通信中的光学桥接器

相干光通信技术是提高接收机灵敏度,发展大容量高码率激光通信系统的重要技术手段,光学桥接器将信号激光和本振激光链接到光电探测器进行相干探测处理,是相干光通信系统的关键器件之一.对近20多年来发展的光学桥接器进行了总结和分类,介绍了不同光学桥接器的原理、构造和性能,分析了光学桥接器的关键技术.     

藕断面光学相干层析成像

以光纤迈克尔逊干涉仪为主体,相干长度２５ μｍ 的超辐射管为光源,用光电倍增管和锁相放大器探测,建立了一种相干门层析成像装置,此装置具有三维扫描成像能力,检测灵敏度可达９０ｄＢ。用此装置测量了对生物样品藕横向和纵深方向扫描的后向散射光,得到藕的纵深方向的断层像。     

星间相干光通信中的光学锁相环

在相干体制下,二进制相移键控(BPSK)信号调制的零差接收机可实现理论上的最高灵敏度,是星间相干光通信的研究和应用重点.零差接收机要求本振波和信号波严格相位同步,常用的相位同步技术是光学锁相环(OPLL).阐述了光学锁相环的基本原理,介绍了近20年来光学锁相环的发展,在此基础上总结了各种类型锁相环的性能和适用范围.回顾了欧洲国家在星间相干光通信计划中通信终端使用光学锁相环的情况.最后对光学锁相环技术进行了总结,对该技术的前景进行了展望.     

基于小波变换的光相移键控传输系统相位估计

针对相位噪声对光相移键控传输系统性能影响的问题,目前广泛采用滤波器进行相位估计,针对滤波器的边界效应及高精度与延时存在矛盾的问题,文中将小波变换与前向反馈技术结合用以实现相位恢复,既避免了滤波器的边界效应及延时,同时又实现了高精度的相位恢复。仿真结果显示,该算法可消除4 MHz的激光器线宽和35°激光器相位偏差对系统误码率的影响,且更适用于高速相干光通信系统实现的实时并行处理。     

光放大系统的传输损伤

光放大器的出现和发展是超高速ＳＤＨ传输系统和超大容量波分复用传系统得以迅速发展的主要技术推动力量,然而也之带来了一系列传输损伤,本文旨在针对与光放大器有关的各种传输损伤的分类,机制,传输限制和对策进行深入分析和探讨。     

OFC-2002关于光纤传输系统的实验报道

介绍国际光纤通信会议 OFC- 2 0 0 2宣读的关于光纤通信系统的 10种实验结果 ,并比较它们各自的六个基本标志 ,即 :大容量、长距离、光纤、波分多路、光放大和电的数字信号。     

可编程光纤传输实验系统的设计

设计了一套以光收发模块为核心的数字信号光纤传输实验系统.数字信号处理部分选用了复杂可编程逻辑器件EPM7128SLC84-15,通过拨码开关可以产生伪随机序列并作为输入信号进入EPM7128输入端,对其进行任意编码后,信号进入光纤传输.接收端再进行解码处理,并用LED或示波器显示结果.实验系统工作可靠稳定,其不仅可用于数字信号光纤传输实验教学,而且在较短距离、较大容量的局域网信号传输中具有实用价值.     

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。     

Capacity Scaling Limits and New Advancements in Optical Transmission Systems

Optical transmission technologies have gone through several generations of development.Spectral efficiency has significant ly improved,and industry has begun to search for an answer to a basic question：What are the fundamental linear and nonlin ear signal channel limitations of the Shannon theory when there is no compensation in an optical fiber transmission system？Next-generation technologies should exceed the 100G transmis sion capability of coherent systems in order to approach the Shannon limit.Spectral efficiency first needs to be improved be fore overall transmission capability can be improved.The means to improve spectral efficiency include more complex modulation formats and channel encoding/decoding algorithms,prefiltering with multisymbol detection,optical OFDM and Ny quist WDM multicarrier technologies,and nonlinearity compen sation.With further optimization,these technologies will most likely be incorporated into beyond-100G optical transport sys tems to meet bandwidth demand.     

基于声光效应的相干光探测方法的研究

基于布拉格衍射和相干光探测原理,分析了入射光和衍射光的特性及数学关系,讨论了如何利用声光偏转器实现信号处理的方法.从改善空间相干光探测效率出发,提出一种将空间光经声光衍射后注入保偏光纤的处理方法,克服了传统相干探测中光偏振态难控制的缺点,减小了外界环境对信号光和参考光合路的影响,降低了光学系统的调整环节中的难度,有效地解决了相干光探测中光束对准和偏振光的保持问题.实验证明,在保证一定的耦合光孔径和激光注入效率条件下,将空间光注入保偏光纤,削弱了背景光对合路产生的影响,使信号光和参考光偏振态和传输方向能更好保持,极大改善了空间相干光探测效率,提高了光电探测信噪比.     

光束准直性对星间相干光通信外差效率的影响

以本振光为高斯光,信号光为艾里斑分布为前提,建立了空间相干光通信系统外差效率的理论模型.分别在信号光垂直入射和存在角失配入射的情况下,对外差效率进行了仿真分析.结果表明,当光敏感面半径与高斯光束腰半径之比为1.53,且高斯光束腰半径与系统F数之比为0.8时,能得到最佳的外差效率为83.3%;信号光与本振光在光敏感面混频时的非准直对外差效率的影响较大,随着失配角的增大外差效率逐渐降低,几毫弧度的失配将使外差效率减小到50%以下.