基于受激布里渊散射的二倍频光电振荡器

为了打破器件带宽限制,提高光电振荡器(optoelectronic oscillator, OEO)的频率范围,设计了一种基于受激布里渊散射的二倍频光电振荡器。系统并联了相位调制器(phase modulator, PM)和双平行马赫曾德尔调制器(dual parallel Mach Zender modulator, DP-MZM),利用受激布里渊散射效应(stimulated Brillouin scattering,SBS)实现相位调制器的相位转幅度调制;打破±1阶边带平衡,利用光电探测器(photodetector, PD)拍频得到基频10 GHz信号;驱动DP-MZM,使其工作在最小传输点,实现载波抑制双边带调制(double side band with suppressed carrier, DSB-SC)产生二倍频20 GHz信号。实验结果显示,所设计的振荡器在OEO环路中基频信号为10 GHz的情况下,产生了20 GHz的二倍频信号,通过分析其边模抑制比性能、频率功率稳定性及相位噪声对系统性能进行验证。

基于双平行调制器的微波光子链路周期性衰落抑制方法

针对微波光子链路长距离传输过程中周期性衰落现象,提出了一种双边带调制的微波光子传输链路,来抑制色散效应导致的周期性衰落现象。通过双平行调制器实现载波抑制双边带调制以及对载波相位的调制,来调节色散效应引起的上下边带在光电转化后的射频信号的相位差,使其为同向叠加。同时,结合光纤中的受激布里渊散射效应反射的光信号,通过布里渊反射光强探测来获知需要调节的相位量,从而保证在变化的长距离传输中可以不出现射频信号的周期性变化。最后通过仿真实验,验证了链路周期性衰落的抑制效果。

基于单个光调制器产生多路无线和有线信号

提出了一种采用单个光调制器生成多路无线和有线信号的系统方案,并成功实现了两路5 Gbaud四相相移键控(QPSK)无线信号和一路5 Gb/s二进制振幅开关键控(OOK)基带信号在80 km单模光纤(SMF)中的有效传输。利用双极化马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)、功率耦合器、光滤波器等器件,实现了经济高效、结构简单的多路无线、有线双重服务,减小了信号间干扰、光纤色散走离效应等因素的影响,避免了传输距离的限制,提高了系统的可靠性。实验结果表明,5 Gb/s OOK基带有线信号经80 km SMF传输后的功率代价仅为1 dB,承载5 Gbaud QPSK的15 GHz和30 GHz信号经80 km SMF传输后的功率代价分别为2 dB和4 dB。

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究

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。

基于双平行MZM调制器的矢量毫米波信号传输性能分析

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(dual parallel Mach-Zehnder modulators,DP-MZM)的单边带矢量毫米波信号产生和传输方案,在MATLAB和VPI联合仿真环境下分析了90 GHz波段不同调制格式信号的产生和传输性能。仿真中,DP-MZM工作在光载波抑制(optical carrier suppression,OCS)模式时,小信号驱动的两个子调制器输出的单边带信号相互叠加后,无需使用滤波器,可以实现完全抑制中心载波的效果。结果表明:经过该系统传输后,各调制信号的误码率(bit error rate,BER)均可达到硬判决前向纠错(hard judgment forward error currection,HD-FEC)阈值。概率整形后正交幅度调制信号的误码性能明显优于均匀正交幅度调制信号,其中,7 bit/symbol概率整形256阶正交幅度调制(probability shaping 256 quadrature amlitude modulation,PS-256QAM)信号经过系统传输后功率增益最为明显,经过50 km光纤传输后,提升了2.94 dB的功率增益。与目前存在的载波抑制毫米波产生方案相比,该系统结构相对简单,可调节度高,信号传输增益明显,因此具有一定的应用价值。