基于时频域联合数据辅助MIMO均衡算法的多维度复用千公里级相干传输系统

基于少模光纤的模式复用系统利用单根纤芯中的正交模式实现各独立信道的并行传输,能够有效提升系统容量,解决单模光纤系统的容量危机.本文联合使用模式复用、波分复用与偏振复用技术,基于六模渐变型光纤实现了80个波长通道下32 Gbaud四模双偏振16阶正交振幅调制信号的1000 km相干传输,并在接收端使用时频域联合数据辅助8×8多输入多输出最小均方算法,以补偿由光纤传输导致的模式耦合及模间色散等线性损伤.与传统的纯时域或纯频域多输入输出最小均方均衡算法相比,该算法分别实现了57.1%的收敛速度提升与25.1%的收敛误差下降.经过1000 km少模光纤传输后,80通道每个模式及偏振态的误码率均低于开销为20%的软判决前向纠错编码阈值2.4×10^(-2),系统净速率达68.2 Tbit/s.

基于FMF的两模式单通道1000 km MDM传输

【目的】随着第五代移动通信技术(5G)、物联网和云计算等信息化带宽消耗型业务的不断涌现,人们对信息高速传输的需求急剧增长。然而由于固有的非线性效应,单模光纤的传输容量已逼近香农极限,其将不再能满足人们对于超高速大容量传输的需求。解决传输容量问题成为当务之急。为了解决大容量通信系统的需求与长距离高速传输等问题,文章搭建了两模式单通道的C波段少模光纤(FMF)传输系统。【方法】在发送端,使用任意波形发生器将数字信号转换为电信号,驱动正交(IQ)调制器对光载波进行调制。调制的信号同时使用模分复用(MDM)和偏振复用(PDM)两种复用技术进行传输。为了实现1000 km的双模信号长距离传输,文章构建了一个双循环回路系统,信号每通过一次环路都将通过一段50 km长的FMF。在传输到目标距离后,由耦合器输出到解复用模块,相干光接收机对解复用的调制信号进行零差检测。最后,存储到示波器进行离线数字信号处理(DSP)。依次对信号进行频域色散补偿、下采样、时钟恢复和最小均方算法,恢复出原始信号。【结果】文章发现,在实验中各信道光信噪比(OSNR)所处的区间内,低信噪比(SNR)情况下误码率(BER)接近理论信道结果,高SNR情况下BER为1×10^(-2)时与理论值相差2.5 dB。文章分别测试了背靠背(BTB)和250、500、750以及1000 km下LP 11a和LP 11b两种模式的BER,在所有距离下的BER均低于实验中设定的28%冗余的低密度奇偶校验码(LDPC)的软判决前向纠错(SD-FEC)门限(5.2×10^(-2))。1000 km传输后的BER分别为1.7×10^(-2)和1.8×10^(-2),总净传输速率为400 Gbit/s。【结论】文章演示了32 Gbaud MDM-PDM 16进制正交振幅调制(QAM)的宽带C波段信号在1000 km的两模式单通道FMF系统中的传输。在接收端,利用先进的多输入多输出(MIMO)DSP算法进行信道均衡,得到的两模式BER分别为1.7×10^(-2)和1.8×10^(-2),均低于28%冗余的LDPC SD-FEC门限。传输结果达成了基于FMF传输400 Gbit/s的净传输速率国内纪录,并突出了FMF在大容量远距离传输方面的潜力。

多模光纤获得更多LAN市场份额

在企业网、智能化办公大楼及其他高速计算机网络中已更多地使用了光纤。信息高速公路建设、因特网接入、连机用户增加及多媒体应用等对网络的带宽提出了更高的要求。采用光纤网络具有许多优越性,最丰要的有以下几点: ·光纤可以保证更长距离的无误码传输,减少系统故障,提高可靠性,此外也使网络设计更加灵活。

4.096 Tbit/s multidimensional multiplexing signals transmission over 1000 km few mode fiber

We experimentally transmit eight wavelength-division-multiplexing(WDM)channels,16 quadratic-amplitude-modulation(QAM)signals at 32-GBaud,over 1000 km few mode fiber(FMF).In this experiment,we use WDM,mode division multiplexing,and polarization multiplexing for signal transmission.Through the multiple-input-multiple-output(MIMO)equalization algorithms,we achieve the total line transmission rate of 4.096 Tbit/s.The results prove that the bit error rates(BERs)for the16QAM signals after 1000 km FMF transmission are below the soft-decision forward-error-correction(SD-FEC)threshold of2.4×10^(-2),and the net rate reaches 3.413 Tbit/s.Our proposed system provides a reference for the future development of high-capacity communication.

32.768 Tbit/s净速率1000 km长少模光纤波分复用系统

为了满足日益增长的数据需求,实现“超大容量、超长距离”通信,结合波分复用、偏振复用、模式复用3种复用技术,演示了一个少模光纤传输系统。实验生成符合ITU-T标准的80个通道,利用两个正交偏振及LP11a、LP11b两个模式,在最长达1000 km的少模光纤上传输32 GBaud的16QAM信号。为了减少色散效应和严重的偏振间、模间串扰产生的影响,在接收端数字信号处理(DSP)中,采用基于时域和频域的多输入多输出(MIMO)均衡解复用技术,显著提升系统性能。实验结果表明,经500/1000 km的少模光纤传输,系统的比特误码率(BER)分别能满足7%低密度奇偶校验码(LDPC)硬判决门限(3.8×10^(-3))和25%LDPC软判决门限(4.2×10^(-2))。当少模光纤传输距离为1000 km时,系统实现的净速率为32.768 Tbit/s,属于国内领先水平。

双模式80波分通道1000km少模光纤传输

为了解决急剧提升的通信系统容量需求与长距离传输等问题,通过实验验证了超大容量的少模光纤传输。在超大容量需求的背景下,同时使用波分复用、模分复用、偏振复用三种复用技术进行信号传输,凭借自研的低损耗六模渐变型光纤(各模式衰减约为0.2 dB/km),实现了覆盖C波段共80个通道,每个通道双模双偏振信号的1000 km传输。考虑到超长距离传输带来的色散和双模双偏振带来的串扰,在进行接收端离线数字信号处理(DSP)时首先使用频域色散补偿算法进行色散补偿,并在下采样和时钟恢复后联合利用多输入多输出-频域最小均方算法(MIMO-FDLMS)和多输入多输出-时域最小均方算法(MIMO-TDLMS)进行信道均衡和色散补偿。在28%冗余的低密度奇偶校验(LDPC)信道编码软判决前向纠错(SD-FEC)阈值5.2×10^(-2)条件下,实现了总的线传输速率40.96 Tbit/s,净速率高达32 Tbit/s。

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))。