基于训练序列的光OFDM相移估计与补偿方法

提出了单边带直接检测光正交频分复用(O-OFDM)传输系统的频域相位补偿方案.通过发送训练序列的方式,获取O-OFDM系统中信号的相位偏移随频率的变化规律,并依此对长距离传输色散影响的信号进行相位补偿.实现了单边带直接检测O-OFDM传输系统的频域相位补偿方案.仿真实验表明采用此方法40Gb/s信号在标准单模光纤中可传...     

高稳定性RoF系统的快速相位误差校正方法研究

研究了远程光载无线通信(RoF)系统中相位误差形成的原因,采用具有快速响应(QR)能力的反馈系统校正光纤传输延迟.振动条件下,采用双外差相位误差传递检测对快速相位噪声校正能力进行评价.仿真结果表明,该系统能有效抑制300Hz带宽内的相位噪声,快速补偿了传输延时,可获得长期稳定性,具有一定的应用价值.     

远距离高稳定光纤频率传递技术研究

针对卫星导航系统对高稳定、远距离频率信号传递需求,对光纤频率传递技术原理进行了简要介绍,设计了基于电子相位补偿原理的光纤频率传递系统,并进行了实验验证。实验结果表明,通过单纤双向往返传输的相位补偿方案,实现了100 km光纤频率传递链路相位噪声的实时补偿,频率稳定度为1.13×10~(-14)@1 s,2.19×10~(-17)@10~(4 )s,抵消了光纤链路所处环境温度变化引入的附加相位噪声。     

一种基于波分复用技术的频率传输远端补偿新方案

为解决光纤频率传输系统大规模组网带来的中心设备复杂、工作负荷大和可靠性低等问题,提出了一种相位波动在远端自主补偿的频率传输新方法.该方法采用波分复用技术,将信号通过双支路传输至远端,通过鉴相、相关计算实现相位波动的高精度测量,通过电学移相实现高精度补偿.理论仿真验证了该方法的有效性.在传输频率为10 MHz、通信窗口分别为1310和1550 nm、光纤链路长度为25 km的仿真测试中,远端信号的同步精度达到0.22 mrad.     

采用OptiSystem的OFDM-ROF系统仿真

建立了一个OFDM-ROF实验仿真系统,对该系统下行链路性能进行了仿真计算,并采用了远程光外差技术来产生毫米波信号.用一个低频的信号源对激光进行载波抑制的双边带调制来产生频率差为毫米波频率的两束相干激光源.用Matlab软件编写了OFDM的调制和解调模块,用OptiSystem软件搭建了该系统光纤传输部分的实验仿真平台,给出了系统仿真框图和仿真计算结果.最后,针对解调后星座图随传输距离产生旋转的现象,分析了光纤色散对系统性能的影响,并用信道估计的方法对色散进行了补偿,并给出了色散补偿前后系统误码率与传输距离的关系曲线.仿真结果表明,在色散补偿后该OFDM-ROF系统有效传输距离得到了极大的提高.     

光纤频率传输中相位漂移的主动抑制研究

提出了一种基于线性光子射频移相器的光相位漂移主动抑制方案,方案中采用了双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和本地微波信号光滤波器,通过控制DPMZM的偏置电压补偿光纤传输产生的相位漂移.建立了20km频率传输实验系统,在时间抖动均方根小于0.5ps的20km单模光纤中传输了0.5GHz的参考信号.     

基于电子相位补偿的光纤频率传递技术

针对远距离光纤频率直接传递由机械应力引入的相位噪声,分析了机械应力对频率传递性能的影响,设计了基于电子相位补偿的光纤频率传递方案,进行了光缆晃动模拟试验,并在实际架空光缆上进行试验,补偿了大部分由光缆环境变化引起的相位抖动,时钟源输出相位噪声为-120 dBc/Hz@1 Hz的10 MHz频率信号,经过基于电子相位补偿光纤频率传递系统后相位噪声达-111 dBc/Hz@1 Hz,与未进行电子相位补偿光纤频率传递相比相位噪声提高12 dB,实现10 MHz频率信号高质量传输。     

基于模拟移相补偿的长距离光纤频率传输

为实现频率信号在长距离光纤上的高精度传输,设计了一个纯电的相位补偿系统,其补偿速度较快,范围较大,且便于模块化。该系统主要利用两次模拟移相抵消返回信号中所引入的双程相位抖动来进行补偿,结构简单,易于调试。通过引入数字信号处理和比例积分微分(PID)控制算法,可以提高系统的补偿精度和工作稳定性。最后,利用该系统在100 km的实验室光纤上进行100 MHz频率信号的传输实验,得到的频率稳定度为3.9×10-14/s和1.1×10-16/4000 s,证明了此方法在长距离光纤频率传输中的可行性,为导航、航天以及空间探测等领域中远距离站点的协同工作,提供频率同步支持。     

光纤水听器远程传输中相干瑞利噪声的抑制

在使用窄线宽光源的干涉型光纤水听器远程传输系统中,瑞利散射通过多光束干涉引入了严重的相干噪声。分析了光纤远程传输产生的单次瑞利后向散射(RB)和双重瑞利散射(DRS)对干涉系统的影响,并使用隔离器对RB进行抑制。推导了DRS引入的相位噪声的模型,通过讨论DRS的调制特性,得出相位产生载波(PGC)技术在消除相位衰落的同时也可以大大抑制DRS产生相干噪声的结论。实验结果表明,在光纤水听器往返各25km的传输系统中,隔离器对RB产生的相位噪声抑制最大达20dB,PGC技术对DRS噪声的抑制最大达10dB。在同时抑制RB和DRS后,50km光纤传输系统中相干瑞利散射噪声的影响基本消除。     

色散补偿系统中自相位调制效应的影响

分析了自相位调制效应对正、负色散光纤中光脉冲传输的影响 ,并用数值仿真的方法研究了自相位调制效应对采用色散补偿光纤的高速率光纤通信系统性能的影响 ,获得了一些对实际色散补偿系统有参考价值的结论。     

25km光纤链路高精度频率传输实验研究

分析了影响光纤频率传输精度的主要因素,设计并 实现了一种新的基于锁相环(PLL)补偿的双向异频传输方案。首先,为了 确定光纤链路引入的不稳定性,设计了恒温条件下链路稳定性测试方案,通过光电联合测试 得出了链路传输指标;然后,结 合环境温度及PLL对光纤频率传输的影响,设计了环境温度影响下链路时延稳定性测 试方案,并搭建了实验平台;最后, 进行了光纤传输实验,分析了环境温度和阻尼系数变化对传输性能的影响。结果表明,由于 PLL的有效补偿,10MHz高 精度原子钟频率信号经过25km的光纤传输后仍能保持很高的稳定性;本文方案下的链路时 延抖动在环境温度慢变时可以稳定在0.5ns以内,显著降低了实际光 纤应用中传输时延的不稳定性。     

射频信号光纤延时的幅相特性研究

光纤传输具有大带宽、低损耗的特点,射频信号的光延时系统在雷达等电子信息系统中得到了广泛 应用。采用射频光纤延时技术来延时射频信号时,射频信号的幅度和相位会发生改变。频率越高、延时时间越长, 幅相变化就越大,其中相位变化尤为突出。文中阐述了这些变化产生的原因和导致的效果。幅度的变化,主要是光 纤传输损耗和色散导致的射频信号功率衰落而引起的;相位的变化,主要是激光器和光纤所处的环境温度变化以及 光纤自身损耗发热而引起的。在外部温度环境变化时,射频信号的相位会发生很大的飘移;即使在恒温条件下,相 位漂移依然较大,这会造成雷达相参等下降,降低雷达对微弱信号的检测能力,应该引起足够重视。     

高精度光纤时间频率一体化传递

为满足各工程应用领域对于高精度时间频率同步的需求,降低系统复杂度,保障大规模光纤时频传递网络的顺利建设,该文提出基于伪码调制技术的光纤时间频率一体化传递方法,设计并搭建了光纤时间频率一体化传递系统,完成了光纤单向和双向时频一体化传递。在单向时频传递试验中,分析了温度变化对于系统传输时延的影响;在双向时频传递试验中,实现了时间频率的高精度传递,系统附加时间传递抖动为0.28 ps/s, 0.82 ps/1000 s,附加频率传递不稳定度为4.94×10–13/s, 6.39×10–17/40000 s。试验结果表明,该方法实现了时间、频率一体化高精度同步,且系统附加时间传递抖动优于目前各光纤时间同步方案。     

基于光电振荡器的长度测量方法温度误差

基于光电振荡器的距离测量方法将包含待测长度的空间光路耦合入光学谐振腔,通过测量振荡频率得到被测距离,借助振荡频率对谐振腔长的高敏感特性,具有实现大尺度高精度距离测量的潜力。但是长光纤作为谐振腔中的高Q值器件,容易受环境温度影响,导致测量精度及稳定性严重恶化。文中理论分析了温度变化对距离测量的影响,建立并分析了温度误差与温度变化、光纤长度的关系。针对温度误差提出了系统参数优化方法,进行了不同长度光纤与温度误差的实验,实验结果与误差模型相符,为测量误差补偿奠定了基础。     

基于偏振复用技术的光频梳研究

为提高光频梳带宽和谱线平坦度,设计了一种基于偏振复用和电吸收调制(EAM)技术的光频梳产生方案。通过调整EAM参数产生除中心载波外的高平坦度光频梳,再结合偏振复用技术优化中心载波峰值功率,使得光频梳带宽整体提升一倍。文中讨论了相关参数对光频梳平坦度的影响,利用Optisystem软件搭建了基于该方案的微波频率可调载波重用全双工光载无线系统(RoF)。研究结果表明,在下行链路中当误码率为10^-9时,传输10 km与背靠背传输相比功率代价仅为0.42 dB。     

基于交叉增益调制的全光单边带上变频研究

提出了一种基于交叉增益调制的全光单边带上变频新技术,对射频信号的全光处理具有独特优势,设计了单边带上变频的光载无线通信系统,并进行实验验证,仿真结果表明,在光纤上传输前后的眼图无明显差异,在经过长度超过25 km 的光纤传输后,系统光功率损耗为1．8 dB,系统误码率为10－9。     

基于LCFM的分布式光纤热风管温度检测

为了解决分布式光纤温度传感器在高炉热风管现场出现的温度漂移问题,采用光源中心频率匹配法对其进行了理论推导和实验验证。通过对入射光电流与参考光电流的差值进行检测来实时调整F-P光滤波器的带宽,使滤波器允许通过的频率范围始终包含光源的中心频率,实现滤波器带宽与光源中心频率的匹配。采用频率匹配法使光纤传感器输出的Raman比与距离的曲线在不同环境温度下基本重合,传感器的线性度约为0.52%。结果表明,采用光源中心频率匹配法可减小光纤传感器的温漂,且不影响传感器的线性度。将中心频率匹配法与分布式光纤温度传感技术相结合对于实现热风管表面温度的有效测量具有一定的意义。     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.     

基于弯曲损耗的光纤环路温度传感器

为实现高精度光纤温度传感,本文对新型光纤环路温度传感器进行研究。该传感器通过折射率的改变感知环境温度变化,并直接影响到光在光纤中的传输损耗。通过分析温度、弯曲半径对折射率的影响,即弹光效应和热光效应。给出了传输损耗、测温范围与弯曲半径的关系,并依此进行了测温精度和稳定性实验,实验结果表明,功率型光纤环路温度传感器具有精度较高、成本低、易于集成等优点。     

基于相干光正交频分复用的WDM传输系统及其性能分析

相干光正交频分复用由于其良好的传输性能成为近年来光传输领域的研究热点,波分复用技术可以在光纤中通过增加并行波长的数量来提高系统的容量,将CO-OFDM和WDM技术结合,可以构造出高速率、大容量、低成本的光传输网络。文章首先对基于CO-OFDM的WDM传输系统的理论模型和基本原理进行了研究,然后对基于CO-OFDM的100Gb/s×32-信道WDM传输系统进行了仿真分析。并研究了该系统的传输性能。结果表明：在没有任何光纤的色散及非线性补偿的情况下,当信号速率为3.2 Tb/s时,系统的Q因子高于16.0 dB,在标准单模光纤中的传输距离可达1500km。