强色散补偿高速光通信系统中的信道内非线性效应

研究了强色散补偿高速光通信系统中的自相位调制(SPM)、信道内交叉相位调制(IXPM)和信道内四波混频(IFWM)等非线性效应，分析了SPM所致脉冲对称扰动、IXPM所致定时抖动和IFWM所致振幅抖动的规律，并通过数值仿真实现了强色散补偿系统中1600km的稳定传输。     

在线同步调制对偏振模色散补偿的研究

通过解在线同步调制的非线性耦合方程,揭示在线同步调制对偏振模色散补偿的原理;数值计算了在线同步调制对40Gbit/s脉冲传输的偏振模色散的补偿作用。结果表明,同步调制可使脉冲传输距离增大3倍,大大改善了脉冲传输性能,有效地对偏振模色散进行了补偿。     

基于PM 的多功能超宽带调制技术的研究

基于相位调制器(PM)级联高斯带通滤波器,提出了一种超宽带(UWB)多功能调制方案,可以实现通断键控(OOK)、脉冲极性调制(PBM)和脉冲形状调制(PSM)。该方案结构简单,只需单个光源,利用率较高,仅改变比特序列发生器(BSG)的编码就可实现三种UWB调制格式间的灵活切换;产生的三种信号只包含一个波长,在光纤中传输时无需复杂的非线性控制和色散管理。使用光通信软件Optisystem进行模拟,研究了光源功率、调制速率以及两支路PM和滤波器系统误差的影响,对OOK、PBM和PSM信号的传输性能进行了分析。结果表明,光源功率和调制速率在一定范围内变化时,可以获得性能最佳的UWB调制信号。     

高速准线性光传输系统非线性效应的仿真研究

推导了高速准线性光传输系统中信道内四波混频、信道内交叉相位调制等非线性效应方程,并根据方程进行计算机建模,从而实现高速准线性光传输系统的数值模拟.最后通过搭建仿真传输链路,比较了准分布式色散补偿方案和集总色散补偿方案的优劣,并对不同速率的准线性光传输系统的性能进行了分析,得到各非线性相互作用随速率变化的关系.     

交叉相位调制不稳定性的进一步分析

从耦合非线性薛定谔方程出发,分析了光纤中两光波因交叉相位调制(XPM)所致的调制不稳定性(MI)产生的条件及增益谱。结果表明,当一光波处于正常群速度色散(GVD)区,另一光波处于反常群速度色散区时,与两光波参数有关的扰动增益谱应有3种可能的形式;在一定条件下,在某一微扰频率范围内,甚至还会同时出现两种形式的增益谱。     

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。     

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。     

强色散控制光传输系统中的信道内非线性效应

通过对非线性薛定谔方程的处理，推导了准线性系统中的相互作用方程，研究了强色散补偿光通信系统中的自相位调制、信道内交叉相位调制和信道内四波混频等非线性效应，分析了这些非线性效应所致脉冲对称扰动、定时抖动和振幅抖动的规律，并通过仿真实现了强色散控制系统中的稳定传输。     

色散补偿方式对相位调制系统中相位噪声的影响

分别推导了相位调制系统中采用色散预补偿方式和后补偿方式下非线性相位噪声的计算公式,基于此对这两种色散补偿方式下的相位噪声、功率容限以及最优信号峰值功率进行了详细的分析和讨论,结果表明:采用色散预补偿方式较后补偿方式能更有效地抑制非线性相位噪声,其对非线性相位噪声的抑制能力随着信号能量、放大自发辐射(ASE)的功率谱密度以及传输距离的增加而提高;同时,色散预补偿系统具有更高的功率容限;色散的作用使系统的最优信号峰值功率增大,最佳相移大于1rad;色散预补偿系统的最优信号峰值功率大于色散后补偿系统。     

保偏阶跃光纤中矢量调制不稳定性

利用光脉冲在非线性双折射光纤中传播时所遵守的相干耦合非线性薛定谔方程，研究了保偏色散阶跃光纤（SWDF）中偏振方向与双折射轴成任意角度时、在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。结果表明：在反常色散区，对于任意的偏振角和任意输入功率的光脉冲都产生调制不稳定性；在正常区散区，存在不稳定区域和稳定区域，对应不同的不稳定区域输入临界功率不同，脉冲有不同的增益谱，给出了调制不稳定性增益谱随传输距离和偏振角的变化关系。     

Study on the suppression of IFWM in 40 Gb/s WDM systems

The paper analyses the effects of intra-channel four-wave mixing (IFWM) on the high-speed optical fiber communication system. A new code format is developed with double 0 and double π phase separating 1 code; it can decrease the transmission penalty from fiber nonlinearity by counteracting the perturbation terms of IFWM. From the simulation of transmission of two classic code data "11011" and "11100", we find that our proposed code format has a better suppression effect than the alternative modulation inversion (AMI) or the normal RZ format and supports a wider pulse mode. In a 40 Gbps system, the AMI format is 2 dB less than the RZ format, and our proposed format is 1 dB less than the AMI format when a 1 dB eye open penalty is taken as a metewand. Moreover,it can be realized as easily as the AMI format.     

Turbo‐coded APSK modulations design for satellite broadband communications

This paper investigates the design of power and spectrally efficient coded modulations based on amplitude phase shift keying (APSK) modulation with application to satellite broadband communications. APSK represents an attractive modulation format for digital transmission over nonlinear satellite channels due to its power and spectral efficiency combined with its inherent robustness against nonlinear distortion. For these reasons APSK has been very recently introduced in the new standard for satellite Digital Video Broadcasting named DVB‐S2. Assuming an ideal rectangular transmission pulse, for which no nonlinear inter‐symbol interference is present and perfect pre‐compensation of the nonlinearity, we optimize the APSK constellation. In addition to the minimum distance criterion, we introduce a new optimization based on the mutual information; this new method generates an optimum constellation for each spectral efficiency. To achieve power efficiency jointly with low bit error rate (BER) floor we adopt a powerful binary serially concatenated turbo‐code coupled with optimal APSK modulations through bit‐interleaved coded modulation. We derive tight approximations on the maximum‐likelihood decoding error probability, and results are compared with computer simulations. The proposed coded modulation scheme is shown to provide a considerable performance advantage compared to current standards for satellite multimedia and broadcasting systems. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于双重调制技术的可见光通信系统研究

LED调制带宽制约着可见光通信(VLC) 系统的数据传输速率。为此,提出一种基于双重调制技术COB(chip on board)封装 的LED灯具,通过实现16级脉冲振幅 调制(PAM),将系统数据传输速率提升4倍;结合脉冲宽度调制(PWM)技术 进行调光,同时兼顾室内的照明及通信。采用Matlab软件模拟仿真视频传输试 验。结果表明,在相同信噪比(SNR)的情况下,基于双重 调制技术的VLC系统的误码率(BER)比传统使用开关键控(OOK)调控技术系 统的BER更低。本文系统在不增加器件带宽前提下,成倍提高了无线通信的 质量与 数据传输速率;从照明与通信的角度优化了VLC系统的信源,具有广阔的 应用前景。     

紫外光通信调制方式的对比研究

紫外光非视距通信是一种新型的无线光通讯形式,近年来受到各军事强国越来越广泛的关注。详细分析了启闭键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的编码结构,然后从带宽需求、平均发射功率、传输容量和差错性能等方面对各种调制方式进行了仿真对比。结果表明,DPIM调制比PPM具有更高的传输容量和更少的带宽需求,并且解调对同步要求较低,实现更简易,并结合紫外LED阵列将作为今后实用化紫外光源的发展趋势,DPIM调制在未来紫外光通信系统的应用中将具有更大的优势。     

Statistical property of intra-channel four-wave mixing in RZ-DPSK transmission systems

The statistical property of intra-channel four-wave-mixing (IFWM) is studied numerically for return-to-zero differential-phase-shift keying transmission. The distributions of IFWM-induced pulse power and phase fluctuations depend on the relative strength of pulse broadening and nonlinear interactions, which can be characterized with a dimensionless parameter. We thus offer a general criterion to understand the stochastic nature of IFWM effect.     

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,...     

一种新型的无线光通信调制方法

针对脉冲位置调制(PPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)等方法存在的问题,提出了一种新的双宽脉冲位置调制(DD-PPM)方式.在给出其符号结构的基础上,分析了带宽需求、传输容量和平均功率,推导出弱湍流信道下的误包率模型,并将其与开关键控调制(OOK),PPM和DPIM等典型调制方式进行了比较.理论分析和仿真结果表明,DD-PPM不仅比OOK具有更高的功率利用率和更好的差错性能,比PPM具有更高的带宽效率和传输容量,比DPIM具有相近甚至略好的差错性能,而且因符号长度固定,解调时不存在等待或缓存器溢出等问题,较DPIM更易工程实现.因而作为一种折中的调制方式,DD-PPM在无线光通信中有一定的应用场合.     

光纤中双脉冲传输的频率啁啾及脉冲压缩

对双脉冲在光纤中传输时所满足的非线性耦舍方程进行了理论分析和数值计算,求得了脉冲演化时啁啾参量的一般表达式。结果表明,利用交叉相位调制效应压缩光脉冲时,无论泵浦脉冲还是信号脉冲,其线性源啁啾都对光脉冲的压缩产生重要影响。在泵浦功率一定的条件下,选取负啁啾的泵浦脉冲和正啁啾的信号脉冲易于获得更短的压缩光脉冲。     

Phase-Preserving Amplitude Regeneration in DPSK Transmission Systems Using a Nonlinear Amplifying Loop Mirror

A phase-preserving 2R regenerator based on a nonlinear amplifying loop mirror was implemented in a RZ-DPSK transmission system. Its performance has been investigated in numerical simulations and experimentally. The results show that amplitude regeneration using a NALM can efficiently prevent accumulation of nonlinear phase noise in a 10 Gb/s DPSK transmission system. In the experiments, significant improvements of eye opening and of BER as well as a 3 dB increase in fiber launch power have been demonstrated. Simulations at 10 Gb/s and 100 Gb/s indicated that the enhancement of the transmission quality is smaller at 100 Gb/s. The reason is that at 100 Gb/s nonlinear intra-channel effects rather than pure nonlinear phase noise are the main limiting factor and the NALM can only reduce the accumulation of amplitude noise in that case.