基于光子灯笼的3×3模分复用通信实验系统

建立了一种基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器的3×3模分复用通信实验系统,给出了系统的结构框图并阐述了其工作原理。分别利用模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)的信号传输信道作为独立信道,采用强度调制和直接探测系统,实现了3×4.25Gbit/s伪随机信号在10km少模光纤中的良好传输。实验测试了接收信号的波形、眼图和误码率。实验结果表明:当接收功率分别为-19.1dBm、-15.8dBm、-16.6dBm时,模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)三路信号的误码率均可达到10~(-3)。     

基于少模光纤的3×34 Gb/s PDM-QPSK信号模分复用实验

为了成倍地提高通信系统的传输容量,采用10 km少模光纤构建3×3模分复用实验平台,模式的转换及复用通过模式选择性光子灯笼实现,以相位调制-相干接收方式完成光信号的调制与检测,最终实现3×34 Gb/s偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)信号的有效传输.研究结果表明:如果保持LP01、LP11和LP21的接收功率...     

一种基于光子晶体少模光纤模分复用系统的设计与分析

对模分复用(MDM) 系统中传输容量和模式串 扰问题进行了研究,在VPItransmissionMaker仿真平台设计并构建了一种新型6×6多输 入多输出(MIMO)MDM系统。本文系统 使用高模式差分群时延(MDGD)光子晶体少模光纤(PC-FM F),实现包括(LP01、LP11a 、LP11b、LP21a、LP 21b、LP02)在内六模式相对独立的传输, 结合恒模算法(CMA)对输出信号解复用。仿真实验结果表明,在 系统的光信噪比(OSNR)为22dB时,每 个模式携带传输速率为40Gbit/s的4QAM调制信号,实现了在PC-FMF 中稳定传输34km,保证了每个模式信号的误码 率(BER)均在10－5量级以下 ,满足通信系统传输 最低要求。与传统FMF的MDM系统相比,本文设计的基于PC-FMF的MDM系统 可有效消除模式间串扰,提高MDM系统的容量,在高速大容量光传输系统中具有重要价值。     

光纤型三模式复用解复用器的研究

基于模式耦合理论,研究了一种3个模式的锥形光纤模式复用/解复用器,可以实现1根少模光纤与3根单模光纤之间的模式复用及解复用,有利于提升光纤传输系统的传输容量。当基模光场分别输入3根直径为10、8.4、7.2μm的单模光纤时,会在锥形结构中发生耦合并转换为高阶模式场。利用重叠积分计算该复用器输出端口光场与标准模式场的相似度,检测出输入的基模在输出端分别转换为LP_(01)和两个简并的LP_(11)模式,即实现模式复用。当LP_(01)和两个LP_(11)模式分别输入到少模光纤时,从解复用器输出端相应端口输出的光功率最大,即实现模式解复用。最后改变复用器的结构参数来计算该器件的容差比,计算出该器件实现模式转换以及解复用效果最好的拉锥长度分别为3.88cm和3.8931cm。     

使用模式兼容OADM的双LP11模CO-OFDM信号传输方法

介绍了一种使用模式兼容的OADM(光分插复用器)的双LP11模相干OFDM(正交频分复用)信号传输方法。该OADM采用薄膜滤波器和双反射机制实现模式复用的光信号的插分功能。实验结果表明,对于3×318Gbit/s的OFDM信号,OADM在插、分与直通端口的功率代价分别为2.6、2.4和0.7dB。     

卷积码在光正交频分复用系统中的应用

将卷积码成功地应用到直接检测的光正交频分复用(OFDM)光纤传输实验系统。实验中,产生了2 Gb/s的QPSK OFDM编码光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km,和没有采用卷积码的相比,系统的误码性能获得明显提高。在误码率10-3时,可节省1 dBm左右的光功率。实验结果表明,卷积码可应用到OFDM系统。     

直接检测的光正交频分复用信号光纤传输系统实验研究

研制了直接检测的光正交频分复用(OOFDM)光纤传输实验系统.实验中产生了2 Gbit/s的正交相移键控(QPSK)、正交频分复用(OFDM)光信号,并成功地在标准单模光纤中传输了200 km.测量得到在误码率为10-6时,单模光纤传输200 km后的功率代价小于2 dB.比较了光纤传输前后OFDM信号的波形、频谱以及星座图,发现光正交频分复用信号能很好地抵抗光纤中的色散效应.     

基于光滤波器的光时分复用光谱压缩技术实验

提出了解复用窗口匹配滤波器的概念,分析了利用光带通滤波器提高光时分复用(OTDM)频谱效率的光谱压缩技术。基于自制的40Gb/sOTDM复用器,采用电吸收调制器(EAM)及时钟提取模块组成的反馈环路解复用模块,以阵列波导光栅(AWG)作为电吸收采样窗口(EASW)的匹配滤波器对4×10Gbit/sOTDM信号进行光谱压缩,实现了无误码传输100km及传输后的解复用。实验结果表明,AWG的使用使得OTDM信号的频谱效率提高至4倍。     

基于偏振调制器的光学CDMA系统安全性改进研究

为提高光学码分多址(CDMA)单用户的安全性,提出了基于单个偏振调制器(PolM)实现光码移键控(CSK)信号产生的方案,阐述了其工作原理并进行了仿真和实验验证。仿真结果表明,采用平衡检测器的CSK系统接收机灵敏度较开关键控(OOK)系统高4.1dBm;实验结果表明,采用单端接收的CSK系统最低误码率(BER)为1.15×10-8,引入光阈值器件后系统BER降低到4.02×10-11,即实现了背靠背无误码传输。基于速率级能量检测的窃听实验表明,CSK系统可以抵抗速率级能量检测的窃听者。     

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)。     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

基于外差相干探测的极化复用16QAM信号双模式1000 km少模光纤传输系统

为了解决通信容量不足以及非线性损伤问题，基于正交相位（IQ）调制外差相干探测，利用极化复用技术、模分复用技术以及先进的数字处理算法，搭建了单通道模分复用少模光纤传输系统，并成功实现了波特率为32 Gbaud的16正交振幅调制（QAM）信号在两个兼并模LP11a和LP11b模式下的1000 km传输。使用时域和频域多输入多输出最小均方（MIMO-LMS）算法进行均衡处理后，误码率（BER）低于软判决前向纠错（SD-FEC）的阈值（5.2×10-2）。     

降低模分复用传输中信号串扰的预编码技术

为降低点到多点短距离模分复用传输中的模式串扰,提出了一种基于系数回传的预编码方法.设计了联合控制任意波形发生器(AWG)和示波器(DS0)的控制台,以及连接500 m少模光纤(FMF)的光子灯笼强度调制直接检测(IM-DD)模分复用传输系统,并选用LP01-LP01模式信道和LP11a-LP11b模式信道进行对比实验....     

高灵敏度光束位置信号提取的激光通信跟瞄一体化（特邀）

提出一种基于四象限探测器跟瞄和通信复用的强度调制直接探测的空间光通信系统,以超声波电机驱动的双光楔为光束偏转执行单元形成光束位置跟踪的闭环系统。驱动电机转动周期为15 ms,位置分辨率为0.83μrad。经理论分析和实验验证,该系统的位置闭环跟踪-3 dB带宽约为4 Hz。当位置探测误差小于10%时,即光束探测精度小于12μrad,对应的探测灵敏度为-45.2 dBm。在10 Mbit/s的通信速率和无信号编码下,误码率为1×10^-3时对应的通信灵敏度为-44 dBm。验证了利用四象限探测器作为跟踪与通信复用探测器的可行性,可应用于小型化、轻量化的星间激光通信终端。     

垂直双抽运结构PM-OFDM信号对全光波长变换系统的影响

对垂直双抽运结构的偏振复用信号在半导体光放大器(SOA)中的全光波长变换(AOWC)进行了研究。理论分析了激光器线宽对此系统性能的影响,仿真研究了偏振复用-正交频分复用(PM-OFDM)信号在此系统中传输的性能。仿真结果显示,当系统的光信噪比为10dB时,10Gbit/s的PM-OFDM信号经过SOA中的四波混频效应后,在接收端能够实现无串扰偏振不敏感PM信号的接收,其中x和y方向对应的系统误码率分别为1.16×10-4和1.06×10-5。仿真结果表明激光器线宽,OFDM信号的子载波个数,信道功率,以及OFDM调制格式均与系统波长转换效率有关,且仿真结果与理论推导结果一致。     

一种应用于无线局域网802.11a/n的高功率线性功率放大器设计

提出一种应用于无线局域网802.11a/n的高功率高线性度InGaP/GaAs异质结晶体管功率放大器。通过采用新颖的线性偏置电路和带宽拓展电路,该功放实现了在64正交振幅调制正交频分复用信号输入激励下,误差向量幅度(EVM)在3%时实现超过21dBm的线性输出功率,在超过1GHz频段内实现超过31dB的小信号增益。     

基于串行干扰消除的模分复用系统解复用

针对模式相关损耗(MDL)较大时最小均方误差(MMSE)算法无法有效实现模分复用系统(MDM)解复用的问题,提出了一种基于串行干扰消除(SIC)的MMSE解复用方法,以实现近似最大似然(ML)检测的性能。该方法通过消除大功率信号对其他各路信号的干扰达到补偿MDL的目的,再利用MMSE算法恢复源信号。对6×6的MDM系统进行了解复用,仿真结果显示,相比于MMSE算法,所提方法在不同耦合强度、有/无MDL下都能有效改善系统性能,且计算复杂度与MMSE算法的近似相同。当光纤传输距离为1200 km、差分模群时延(DMGD)为9 ps/km、耦合强度为-5 dB时,相较于MMSE算法,SIC-MMSE算法的光信噪比改善了3 dB。     

W波段的毫米波通信

由于其载波频率更高,W波段可支持更大的带宽和更高的传输速率。因为大气损耗小,W波段信号能够进行远距离传输。进行了W波段信号的链路分析,开展了W波段毫米波通信实验的研究。由光生毫米波方法测得W波段传输系统的频率响应在10 dB变化范围内,然后采用电生毫米波系统,进行距离分别为0.8 km,1.2 km及4.4 km的W波段信号的无线传输实验。测得的接收功率分别为-19.77 dBm,-30.85 dBm及-38.61 dBm,验证了W波段信号的远距离传输特性。     

基于集中式OFC的DWDM光纤无线接入系统

提出了一个千兆容量的光纤无线系统,该系统通过使用一个集中式光学频率梳(optical frequency comb,OFC),能够应用于高速无线网和密集波分复用(DWDM)接入网之间,每个DWDM用户可以同时获得有线和无线服务,通过该系统传输速率为2.5Gb/s的信号,成功实现了在有线25km单模光纤和6m无线60GHz频段的信号传输,系统传输误码率低于2×10-3。     

适应三峡库区特殊地形的DP-DB FSO接入系统研究

针对三峡库区的特殊地形,设计了一种适应三峡 库区环境接入应用的偏振复用双二进制自由空间光接入系统。在 天气较好条件下,10 Gb/s偏振复用双二进制信号在1km自由空间光 无线信道中成功进行了收发和传输。测试了该接入系统 中两路偏振复用信号传输前后的光谱、眼图和误码率等指标,测试结果表明: 10 Gb/s偏振复用双二进制信号在晴天条件下 经1km自由空间光无线信道传输后的接收眼图清晰可见,信号接收质量较高,并在误码率为 10－6情况下,测得经偏振解复 用后解调还原的两路数据信号的最佳解调判决点分别为0.5 bit和0.51 bit,系统接收机灵敏度为－2.7 dBm,该接入系统方案具 有良好的收发及传输性能。与常规接入通信方式相比,该方案不仅能够有效提升有限带宽内 的信号光谱效率,还能在三 峡库区的特殊地形区域实现“最后一公里”接入信号的自由空间高速无线传输。