光纤通信用可调谐色散补偿器的研究进展

40 Gbit/s 密集波分复用(DWDM)系统对色散要求较高,传统的色散补偿只能粗略补偿系统色散,对于残余色散和由环境变化导致的色散变化等则无能为力.可调谐色散补偿器(TDC)可根据系统色散的变化自动调整色散补偿量,从而达到理想的补偿效果.文章介绍了几种动态色散补偿的实现方案,并对其进行了一定的比较和分析.     

网络中的TrueWave Rs光纤和其他单模光纤的混合

在今天已建成的网络中可发现各种类型的单模光纤.象IEC和ITU这样的标准组织已认可了四种单模光纤:色散非位移光纤(G.652)、色散位移光纤(G.653)、截止波长位移光纤(G.654)和非零色散光纤(G.655).此外,有两种G.652光纤(传统的和低水峰),和无数的商用G.655光纤(小的、中等的和大的有效区域;低的、中等的和高的色散斜率;负的和正的色散),有时会在一个网络中使用.当将TrueWave RS光纤同色散非位移和其他非零色散光纤混合时,应评价几个方面的指标,包括:(1)接续损耗,(2)单向OTDR异常,(3)链路色散,(4)链路色散斜率,(5)截止波长,(6)非线性效应.     

网络中的TrueWave RS光纤和其他单模光纤的混合

在今天已建成的网络中可发现各种类型的单模光纤。象IEC和ITU这样的标准组织已认可了四种单模光纤：色散非位移光纤(G.652)、色散位移光纤(G.653)、截止波长位移光纤(G.654)和非零色散光纤(G.655)。此外，有两种G.652光纤(传统的和低水峰)，和无数的商用G.655光纤(小的、中等的和大的有效区域；低的、中等的和高的色散斜率；负的和正的色散)，有时会在一个网络中使用。当将OFS公司的TrueWave RS光纤同色散非位移和其他非零色散光纤混合时，应评价几个方面的指标，包括：(1)接续损耗，(2)单向OTDR异常，(3)链路色散，(4)链路色散斜…     

DCF在长距离光纤传输系统中用于色散补偿的局限性

本分析了现有DCF进行色散补偿存在的缺陷,并对温度由-4℃～60℃变化时色散补偿光纤(DCF)、普通单模光纤(G．652)和非零色散位移光纤(G．655)在S、C和L波段的色散和色散斜率进行长时间测试,指出色散斜率不匹配是限制现有DCF在未来高速、大容量光纤通信系统中应用的主要障碍之一。     

16×40Gbit/s DWDM系统色散补偿和调制方式研究

对传输容量为16×40Gbit/s、传输距离为500～2 000km的DWDM(密集波分复用)系统进行了研究。分析了不同调制方式(CSRZ(载波抑制归零)码、DRZ(双二进制归零)码和MDRZ(改进的双二进制归零)码)、不同色散补偿方案(前置、后置和中间色散补偿)对系统传输性能的影响。仿真结果表明,当传输距离超过1 500km后,MDRZ码能够很好地抑制FWM(四波混频)效应,提高系统性能;中间色散补偿方案比前置色散补偿和后置色散补偿有更好的补偿效果。     

光纤光栅偏振模色散的研究

分析了光纤光栅 (FBG)偏振模色散 (PMD)产生的原因 :写入光栅用的光敏光纤对紫外光吸收是不均匀的 ,呈指数型吸收。建立了光栅偏振模色散的模型 ,利用建立的模型计算了不同折射率调制的偏振模色散 ,计算的结果与用偏振模色散分析仪测得的结果符合得很好。理论和实验说明了光栅色散对偏振模色散的影响 :光纤光栅的色散增大 ,光栅的偏振模色散也增大。     

基于光纤差分相移键控的色散补偿方案的研究

为了研究光差分相移键控(DPSK)调制格式在光纤高速传输系统中的色散补偿, 利用色散补偿光纤(DCF)的色散补偿原理, 对40Gbit/s光纤传输系统进行色散补偿, 分析了40Gbit/s单通道光纤传输系统中3种DPSK调制格式信号的频谱特性; 仿真了3种码型的色散容忍度以及3种调制格式在考虑光纤的非线性下的色散补偿方案。结果表明, 光非归零码差分相移键控(NRZ-DPSK)信号具有最好的色散容忍度, 但其受非线性的影响比较大; 33%归零码差分相移键控(33%RZ-DPSK)信号的色散容忍度差, 但其色散补偿后的效果优于NRZ-DPSK; 而载波抑制归零码差分相移键控信号对色散和非线性效应都有较好的抑制; 3种DPSK调制格式均在对称补偿2方案中色散补偿的效果最佳。此仿真研究对光DPSK信号在光纤中的色散补偿具有参考意义。     

波分复用系统中混合色散补偿方案的研究

色散补偿机制限制了光纤通信系统中传输信号的脉冲展宽效应.为了限制脉冲展宽效应,提出了一种针对波分复用光纤传输系统的两种色散补偿技术相结合的方案,对线性啁啾光纤光栅(CFBG)和色散补偿光纤(DCF)的色散补偿方案进行了建模分析,在波分复用系统(WDM)中采用干路DCF分波后支路CFBG相结合的方案与传统前置色散补偿方案...     

DWDM系统中光纤的重要参数及优化

本文首先讨论了高速大容量光通信系统对光纤各种参数的新要求 ,从系统的角度分析如何优化非零色散位移光纤 (NZDSF)的三个重要参数 :色度色散、色散斜率和有效面积。然后介绍了阿尔卡特TeraLight光纤是如何优化设计上述三个参数来支持极小的信道频率间隔 (25GHz) ,用商用化的色散补偿模块(DCM)实现100%的色散斜率补偿 ,并且率先实现在S波段支持DWDM。最后 ,得出结论 :1550nm的色度色散值取8ps/(nm·km)是一个较理想的选择 ,较低的RDS(相对色散斜率)值使色散斜率补偿更容易实现 ,有效面积应当适中 ,兼顾非线性和喇曼放大的要求     

单模光纤声光滤波器带宽特性的研究

研究了基于匹配包层 (MC)、色散位移 (DS)和色散补偿 (DC)单模光纤的声光滤波器的带宽特性。研究结果表明利用具有比较强的波导色散的光纤可以实现窄带声光滤波器。为了描述光纤的色散特性与滤波器带宽的关系 ,定义了一个新的表征光纤色散特性的参数 N并提出了通过测量光纤声光滤波器峰值波长调谐度来测量色散参数N的新方法。采用商用DC光纤在实验上实现了带宽为 0 5 5nm的半高全宽 (FWHM)全光纤声光滤波器。     

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。     

PMD-Supported Coherent Optical OFDM Systems

Although polarization-mode dispersion (PMD) greatly impairs conventional high-speed single-carrier systems, it is shown that for multicarrier systems such as coherent optical orthogonal frequency-division-multiplexed systems (CO-OFDM), not only does PMD not cause any impairment, but it also provides a benefit of polarization diversity against polarization-dependent-loss-induced fading and consequently improves the system margin. The PMD benefit to fiber nonlinearity reduction in CO-OFDM systems is also predicted     

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。     

Maximum-Likelihood Phase and Channel Estimation for Coherent Optical OFDM

We present a channel model for a coherent optical orthogonal frequency-division-multiplexed (CO-OFDM) system including linear fiber dispersion effects and noises from optical amplifiers and intercarrier interference induced by laser phase noise. Based upon this model, we derive maximum-likelihood (ML) phase estimation and channel estimation for the CO-OFDM system. Both computer simulation and transmission experiment of the CO-OFDM system show that the ML decision-feedback following pilot-assisted phase estimation gives the optimal performance.     

相干光OFDM系统中的相位估计分析

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影响,由于系统采用相干检测,对相位噪声的分析及信道估计尤为重要.文章对CO-OFDM系统数学模型进行了具体分析;OFDM作为一种特...     

高速相干光正交频分复用系统实现方案研究

相干光正交频分复用系统（Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CO-OFDM）作为未来高速光通信的重要解决方案,是近年来光传输领域的研究热点。高速CO-OFDM系统需要较高带宽的模数/数模转换器（DAC/ADC）,目前技术水平难以达到。文章改进了正交频带复用技术（Orthogonal Band Multiplexing , OBM）的光域实现方案;结合偏振复用技术和偏振分集接收,提出了基于OBM的100Gb/s高速CO-OFDM系统;并对系统传输性能进行数字仿真。结果表明：基于OBM技术的MIMO CO-OFDM系统可有效降低对DAC/ADC的处理速度要求,在不需任何在线色散补偿和偏振控制器件条件下,通过单模光纤传输800km,系统Q值保持在13dB以上。     

一种采用光学相位分集接收技术的相干光正交频分复用远端接入系统

提出了一种采用基于光学相位分集接收技术实现远程相干光正交频分复用(CO-OFDM)信号的远程光接入方案,并进行了理论研究和仿真验证。在本方案中,没有使用色散补偿光纤(DCF)或者色散补偿模块(DCM)补偿光纤信道色散导致的负面效应,原因是CO-OFDM信号能有效抵抗传输过程中色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)引起的负面效应。仿真结果表明,10Gbit/s CO-OOFDM信号在标准单模光纤(SMF-28)传输320km后,采用相位估计技术得到的OFDM电信号,其时域波形的相位抖动幅度更小;与采用光载波自提取技术接收相位调制COOFDM的方案进行比较,测试误差向量幅度(EVM)的结果表明,本文方案可以获得更好的COOFDM信号接收性能,星座图中星座点收敛更加紧凑,接收的CO-OFDM信号质量更高。     

Coherent optical communication systems based on orthogonal frequency division multiplexing

Coherent optical orthogonal frequency division multiplexing (CO-OFDM) is considered as a key solution for long haul optical fiber communication systems thanks to its high spectral efficiency and robustness against chromatic dispersion. We have investigated a CO-OFDM based on quadrature phase shift keying (QPSK)-OFDM and 16 quadrature amplitude modulation (16QAM)-OFDM over 500 km uncompensated fiber links. The simulation results show that the proposed system is a promising solution to meet the aggregate data rate demands cost effectively in future high-speed optical communication systems.     

Phase Estimation for Coherent Optical OFDM

Phase estimation is one of the enabling functionalities in coherent optical orthogonal frequency-division-multiplexing (CO-OFDM) receivers. In this letter, we compare pilot-aided and data-aided phase estimation methods for a CO-OFDM transmission experiment at 8 Gb/s over 1000-km standard single-mode fiber without optical dispersion compensation. We also show that as few as five subcarriers are sufficient for pilot-aided phase estimation     

Characterisation of nonlinearity performance for coherent optical OFDM signals under influence of PMD

The first experiment of polarisation-mode dispersion (PMD) impact on fibre nonlinearity in coherent optical OFDM (CO-OFDM) systems is reported. The optimal Q value at 10.7 Gbit/s has been improved by 1 dB after introduction of differential group delay (DGD) of 900 ps.