光DQPSK调制在不同色散补偿系统中的性能

分析了光非归零-差分正交相移键控(NRZ-DQPSK)、33%归零-差分正交相移键控(33%RZ-DQPSK)和载波抑制归零-差分正交相移键控(CSRZ-DQPSK)三种调制格式的频域特性。并数字仿真了40Gbit/s的单信道光纤系统中三种调制格式在对色散(CD)进行后补偿、预补偿和对称补偿等三种补偿方式及考虑偏振模色散(PMD)和非线性效应情况下的传输性能。仿真结果表明,33%RZ-DQPSK对自相位调制(SPM)有最好的容忍度,但缓解PMD和CD的能力较弱;CSRZ-DQPSK在色散后补偿方式中对PMD和非线性效应具有最好的抑制能力。     

三种载波抑制归零码光调制格式性能

首先分析了基于载波抑制归零码的光载波抑制归零-开关键控(CSRZ-OOK)、载波抑制归零-差分相移键控(CSRZ-DPSK)和载波抑制归零-差分正交相移键控(CSRZ-DQPSK) 三种光调制格式的时域和频域特性,并数字仿真了其在40 Gbit/s单信道光纤系统中的传输性能.以Q值、眼图和误码率(BER)作为性能评价指标,研究了这三种调制格式对色散(CD)、偏振模色散(PMD)和非线性效应的抑制作用.结果表明:CSRZ-DQPSK相对于CSRZ-OOK、CSRZ-DPSK对色散、偏振模色散和非线性效应有非常好的容忍能力.     

8×40Gbit/sWDM系统中CSRZ-DQPSK性能数值分析

通过求解耦合非线性薛定谔方程,数值分析了8×40 Gbit/s波分复用(WDM)系统中色散、偏振模色散(PMD)、非线性效应和信道间距对载波抑制归零-差分正交相移键控(CSRZ-DQPSK)调制格式的影响.结果表明不同信道间传输特性相似,而在高速、窄信道间距的WDM系统中偏振模色散(PMD)和非线性效应的影响会进一步加剧.当入纤功率从8 dBm增大到11 dBm时,CSRZ-DQPSK调制格式Q值从7.8dB线性降低到2.8dB,而当信道间距低于100 GHz后系统性能急速变差.     

基于FDPC的高速POLMUX-CSRZ-DQPSK系统研究

通过理论分析和数值仿真,建立了100Gbit/s的光POLMUX(偏振复用)-CSRZ(载波抑制归零)-DQPSK(差分正交相移键控)系统,并研究了基于FDPC(频域相位共轭)的100Gbit/s的高速光POLMUX-CSRZ-DQPSK传输系统。研究表明,FD-PC不仅能够补偿系统的各阶色散,还能补偿系统的非线性效应,比传统的采用DCF(色散补偿光纤)的技术更有优势。     

40Gb/s光DQPSK传输系统性能分析

介绍了光差分正交相移键控(DQPSK)的调制和解调方式,对非归零码(NRZ),归零码(RZ)和载波抑制归零码(CSRZ)进行调制,研究40Gb/s高速传输系统中不同类型的光信号.使用色散补偿方式进行200km的模拟仿真,比较不同码型的传输特性.分析表明CS-RZ-DQPSK调制格式,具有更强的抗色散和偏振模色散能力,在较宽的入纤功率范围内取得最小的眼图张开代价.     

光通信系统传输性能的对比分析

分析了载波抑制归零码(CSRZ)、差分相移键控(DPSK)和差分正交相移键控(DQPSK)三种调制格式的频域特性,并使用Optisystem软件对这三种码在40Gb/s光通信系统中的灵敏度、非线性效应和色散容限进行了对比。     

高速光传输系统中八进制差分相位幅度键控性能分析

高级光调制格式能够有效抑制随信道速率的增加而给系统带来的色散、非线性等传输损伤,是高速光传输系统的关键技术之一.研究了基于马赫-曾德尔凋制器(MZM)产生的八进制差分相位幅度键控非归零码(NRZ-ODPASK)、八进制差分相位幅度键控归零码(RZ ODPASK)以及八进制差分相位幅度键控载波抑制归零码(CSRZ-0DPAsK)在40 Gbit/s速率下的传输性能.结果表明,RZ-ODPASK调制格式抗色散能力较强,且相位支路的色散容限均大于幅度支路;在波分复用(WDM)系统中,CSRZ-ODPASK信道间串扰代价比NRZ-ODPASK和RZ-ODPASK分别小0.81 dB和0.19 dB,更加适合高速光纤传输系统.     

PM-QPSK相干系统中改进的OSNR监测方法

针对100Gbit/s及以上PM-QPSK(偏振复用正交相移键控)相干光通信系统,提出了一种改进的基于统计矩的带内OSNR(光信噪比)监测方案,并在搭建的100Gbit/s PM-QPSK相干接收系统中对该方案进行了数值仿真。结果表明,在5~25dB的OSNR范围内,该改进方案对不同占空比的RZ(归零)码调制信号的监测误差均小于0.5dB;根据商用相干接收机对接收端OSNR的要求,取其参考值为14dB,则在0.5dB的监测范围内,对CD(色散)的容忍度为2 400ps/nm,对一阶PMD(偏振模色散)即DGD(差分群时延)的容忍度为62ps。     

100Gb/s RZ-ODQPSK实现方法性能比较

光差分正交移相键控(0DQPSK)调制格式在高速光纤通信系统中有着巨大的应用潜力.文章给出了高速0DQPSK调制格式的三种实现方式(串联调制、并联调制和双驱动单调制器调制),在建立仿真模型的基础上,对光信噪比(0SNR)、色散、偏振模色散(PMD)以及光纤非线性四个方面的容纳能力进行了对比、分析和研究.     

高速光通信系统调制格式的仿真研究

使用光通信系统仿真软件,对非归零（NRZ）、归零（RZ）、载波抑制归零（CS-RZ）和归零差分移相键控（RZ-DPSK）四种调制格式信号在40Gb/s单信道传输系统中的非线性效应和色散容忍度进行比较,并对四种格式信号在G.652光纤中的长距离传输进行了仿真,结果表明：CS-RZ具有更优的抗噪声能力,RZ-DPSK格式具有更优的非线性容忍度。在噪声受限系统中,G.652光纤作为传输介质,CS-RZ格式的传输性能最优。     

D8PSK调制格式研究及其传输性能分析

研究了基于相位调制原理的新型调制格式差分八相相移键控(D8PSK),给出了串联和并联两种信号生成方案,对包括非归零码(NRZ)、33%占空比归零码(33%RZ)、50%占空比归零码(50%RZ)、载波抑制归零码(CSRZ)4种不同码型的生成方式进行了说明,对信号的接收过程和预编码公式进行了理论推导,并对系统进行了仿真。仿真系统中信号总速率达到100 Gbit/s,信号生成采用串联方式,信号接收采用4个马赫-曾德尔时延干涉仪(MZI)平衡检测接收机,色散补偿方式采用对称补偿,通过眼图可以看到其接收效果良好。最后对不同码型的D8PSK与DQPSK系统在抵抗群速度色散效应、非线性效应及偏振模色散效应3种主要影响系统传输性能的因素方面进行了分析比较。当眼图张开度代价为1dB时,CSRZ-D8PSK信号的群速度色散容限、非线性容限及偏振模色散容限分别为190ps/nm、4.4 dBm及24 ps,结果表明其具有较好的传输性能。     

色散平坦光纤中的高速率PM-16QAM信号传输研究

提出了一种高速率、偏振复用、正交幅度调制信号的色散平坦光纤传输系统,传输速率分别为160 Gbps和256 Gbps,调制格式为PM-16QAM。实验研究了色散平坦光纤链路系统的传输特性,并分别与非零色散位移光纤和标准单模光纤链路传输特性做了比较。实验结果表明,较低输入光功率情况下,PM-16QAM信号在160 Gbps传输50 km时,经色散平坦光纤传输后的误差矢量幅度EVM优于经非零色散位移光纤传输情况0.5%,比特误码率BER优于非零色散位移光纤传输情况两个数量级;色散平坦光纤链路能更好地衰减旁瓣噪声;256 Gbps传输50 km和75 km时,仅在色散平坦光纤链路传输后可以较好地解调出信号;传输距离越长,保持较好特性时输入光功率范围越小。对比160 Gbps和256 Gbps情况,高速率PM-16QAM信号在色散平坦光纤链路的传输特性优于非零色散位移光纤和标准单模光纤链路的传输特性,传输速率越高、传输距离越长效果越明显。     

不同FBG色散补偿结构中OOK传输性能对比

光纤布拉格光栅(FBG)以其使用方便、造价低、可靠性高等优势在高速光纤通信系统中逐步得到应用,而其色散补偿能力也一直备受研究者关注。文章对比研究了NRZ、33%RZ和CSRZ三种开关键控(OOK)调制格式在预补偿、对称补偿和后补偿三种FBG色散补偿结构中的传输性能,仿真结果表明OOK调制格式在FBG色散对称补偿结构中具有最好的传输性能。当在FBG色散对称补偿结构中单独考虑非线性效应和偏振模色散(PMD)时33%RZ具有较好的传输特性,而当综合考虑残留色散、非线性效应和PMD时,CSRZ系统传输性能最佳。     

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。     

Density-matrix-formalism based scheme for polarization mode dispersion monitoring and compensation in optical fiber communication systems

We propose a density-matrix-formalism based scheme to study polarization mode dispersion (PMD) monitoring and compensation in optical fiber communication systems. Compared to traditional monitoring and compensation schemes based on the PMD vector in the Stokes space, the scheme we proposed requires no auxiliary matrices and can be handily extended to any higher-dimensional modal space, which is advantageous in mode-division multiplexing (MDM) systems. A 28 GBaud polarization division multiplexing quadrature phase-shift keying (PDM-QPSK) coherent simulation system is built to demonstrate that our scheme can implement the monitoring and compensation of 170 ps large differential-group-delay (DGD) that far exceeds the typical DGDs in practical optical communication systems. The results verify the effectiveness of the density-matrix-formalism based scheme in PMD monitoring and compensation, thus pave the way for further applications of the scheme in more general MDM optical communication systems.     

预啁啾对偏复用孤子技术的补偿

在导出自相位调制和交叉相位调制共同作用所致相位调制频率啁啾的基础上,数值研究了相位调制频率啁啾与初始啁啾的关系,并对有和无初始啁啾40Gbit/s归零码(RZ)在二阶和三阶色散完全补偿(路径平均色散为0)的色散管理偏振复用孤子传输系统中的传输效果进行计算。结果表明,在输入功率达到一定值时,初始啁啾参量C对相位调制频率啁啾的作用,决定着系统偏振复用孤子技术的成效及传输性能,适当选取初始啁啾参量C能够有效抑制偏振模色散,提高孤子脉冲稳定传输距离。     

Do’s and don’ts for a correct nonlinear PMD emulation in 100 Gb/s PDM-QPSK systems

In this paper, we compare by numerical simulations different schemes to emulate the interaction between polarization mode dispersion (PMD) and nonlinear effects in 100 Gb/s polarization-division multiplexing quadrature phase shift keying (PDM-QPSK) transmission systems in laboratory experiments. We find that the correct choice of emulation scheme strongly depends on the characteristics of the line and, in general, emulating the PMD at the transmitter doesn’t ensure a correct reproduction of the PMD/nonlinear effects interaction.     

Optical Performance Monitoring of Phase-Modulated Signals Using Asynchronous Amplitude Histogram Analysis

As optical networks continue to grow towards high capacity and high flexibility, new transmission technologies are being introduced. In order to maintain the quality of signal and control over network in the transparent domains, optical performance monitoring (OPM) systems are becoming a necessity. Phase modulation formats emerge as the solution of choice in transparent domains because of their sensitivity, spectral efficiency, and resilience to optical impairments. In this paper, we demonstrate a flexible OPM method for phase-modulated signals using asynchronous amplitude histogram analysis. We show numerically and experimentally the monitoring of optical signal-to-noise ratio (OSNR), chromatic dispersion (CD), and polarization-mode dispersion (PMD) for differential phase-shift keying (DPSK) and differential quadrature phase-shift keying (DQPSK) signals. The OSNR can be measured within range of 20-35 dB and accumulated chromatic dispersion between 600 and 600 ps/nm. The asynchronous amplitude histogram monitoring method is proved to be a precise and versatile monitoring tool for high-capacity optical networks.     

Subcarrier multiplexing for high-speed optical transmission

The performance of high-speed digital fiber-optic transmission using subcarrier multiplexing (SCM) is investigated both analytically and numerically. In order to reduce the impact of fiber chromatic dispersion and increase bandwidth efficiency, optical single-sideband (OSSB) modulation was used. Because frequency spacing between adjacent subcarriers can be much narrower than in a conventional DWDM system, nonlinear crosstalk must be considered. Although chromatic dispersion is not a limiting factor in SCM systems because the data rate at each subcarrier is low, polarization mode dispersion (PMD) has a big impact on the system performance if radiofrequency (RE) phase detection is used in the receiver. In order to optimize the system performance, tradeoffs must be made between data rate per subcarrier, levels of modulation, channel spacing between subcarriers, optical power, and modulation indexes. A 10-Gb/s SCM test bed has been set up in which 4 × 2.5 Gb/s data streams are combined into one wavelength that occupies a 20-GHz optical bandwidth. OSSB modulation is used in the experiment. The measured results agree well with the analytical prediction