偏振复用调制技术在40G光通信系统中的应用

在高速光纤通信系统中，随着传输速率增大到40Gbps或者40Gbps以上，光纤的抗色散能力大大降低，非线性效应的影响也日益突出。本文主要围绕着调制方式的改进对光纤传输系统性能的影响展开，通过理论分析及测试数据，验证了基于相干检测的DP—DQPSK偏振复用差分正交相移键控技术应用到40G光传输系统时，对传输性能的改善及对传输损伤的缓解。

用π旋转型低密度奇偶校验码提升100Gb/s偏振复用差分正交相移键控光通信系统性能

将π旋转型低密度奇偶校验(LDPC)码应用于100Gb/s偏振复用差分正交相移键控(PDM-DQPSK)光通信系统中,进行了相应的数值仿真和性能分析比较,其中采用打孔技术得到了高码率的改进码型,并在纠错性能方面与原始码型进行了对比。在译码方面,推导了PDM-DQPSK系统的卡方统计模型,并与高斯统计模型进行了对比。结果表明,码率为0.5的π旋转型LDPC码在采用卡方统计信道概率模型时性能最佳,可使系统光信噪比(OSNR)在14.2dB时保证误码率(BER)在10-9以下;在2dB的OSNR代价情况下,系统可容忍102ps/nm的色度色散(CD)、18ps的一阶偏振模色散(PMD),以及4.88×10-2 rad的非线性引起的最大相位偏移,由此可知π旋转型LDPC码可以极大地提高高速光通信系统的传输可靠性。

光子灯笼模分复用系统MIMO-free高速传输实验

为考察无需多输入多输出模分复用系统的高速信号传输能力,采用模式选择光子灯笼型模式复用/解复用器构建了2×100 Gb/s双偏振正交相移键控模分复用通信实验系统,系统中用到的少模偏振控制器状态可由LP_(01)和LP_(11b)两个模式信道的信串比参数准确表征。测试了系统误码率与信串比关系,实现两个信道纠后无误码传输的条件为信串比约大于8 dB。当两个信道的信串比分别为14.25 dB和13.81 dB时,与背对背收发系统相比,纠后无误码阈值(10^(-2))的接收光功率代价分别为1.40 dB和4.76 dB。分析了光纤衰减、偏振模色散和模式串扰对高速传输系统的影响,估算了串扰受限系统可支持的少模光纤传输距离约为30 km。

100Gb/sPDM-QPSK系统传输性能评估技术研究

研究了基于高速相干光接收的100Gb/s PDM-QPSK系统的传输性能评估技术,将解析评估公式推广到不同调制格式、带宽和不规则链路跨段等应用场景中并进行系统仿真验证。仿真结果显示,该评估方法能快速、准确地计算出不同功率、调制格式和跨段配置下的系统传输性能,Q因子误差低于0.8d B。

100G OTN设备线路侧接口互通技术

针对100G光传送网(OTN)设备前向纠错编码(FEC)技术标准不统一、线路侧接口互联互通困难的问题,首先介绍了针对单一厂家设备的100G互通技术原理和缺陷,然后提出一种兼容不同厂家100G OTN设备线路侧相干接口的设备技术。在模拟相干光(ACO)功能单元和数字信号处理(DSP)芯片之间引入模/数、数/模及数据预处理模块完成高速模/数、数/模转换功能,通过数据预处理功能分析出信号的厂家类别信息,进行后端DSP芯片的选择切换。实验结果表明该设备方案能够兼容不同厂家的100G OTN设备。

100G WDM技术发展及应用策略研究

通过分析100G WDM技术的标准进展,在介绍100G WDM关键技术的基础上,重点研究了100G WDM技术的组网和应用策略,为运营商进行100G部署提供参考。

高速光纤传输系统技术进展

文章回顾了近几年高速光纤传输系统出现的新技术,介绍了几种利用先进调制技术的高速光纤传输系统。由于先进的调制技术、电子色散补偿技术和超强纠错技术等一系列新技术的突破和成熟,这就奠定了性价比提高的坚实基础。无论是市场的需求,技术的进步,还是成本的降低、光缆PMD性能的考虑,以40G/100G为基础的WDM系统的应用将是大势所趋。

基于DSP实现的100Gbit/s DP-QPSK系统相干接收技术

对100 Gbit/s偏振复用-正交相移键控(DP-QPSK)系统中使用数字信号处理(DSP)技术同时实现对光信号色散补偿、偏振解复用和相位估计的方案进行了讨论,并采用OptiSystem 9.0软件对该方案的效果进行了验证,仿真结果表明该技术方案实现简单且可靠性高,对优化相干光检测硬件有参考意义。

相干接收技术在低速ULH系统中的应用研究

对DP-QPSK(偏振复用正交相移键控)调制和相干接收技术在低速系统中的应用进行了研究,实现了2.67Gbit/s速率的实时传输。实验结果表明,DP-QPSK调制和相干接收技术对无中继ULH(超长跨距)光传输系统的OSNR(光信噪比)容限有优化作用。

无中继光传输系统中KNN非线性补偿技术研究

针对偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)无中继光纤传输系统中的非线性损伤问题,文章重点研究了一种基于K最邻近(KNN)聚类算法的非线性补偿技术。通过计算测试数据到所有训练数据点的距离对测试数据进行分类实现了对光纤非线性补偿。研究结果表明,在112 Gbit/s PDM-QPSK 350 km色散管理无中继光纤传输系统中,基于KNN算法的非线性补偿技术能够有效地补偿传输光纤非线性引起的损伤。特别地,在系统误码率为10-3时,经KNN算法非线性补偿后输入端信号的光功率可提升约1 dBm。

同相正交硅基光调制器的自动偏置电压控制技术

描述了基于同相正交硅基光调制器的自动偏置电压控制算法理论及实现方案。首先比较了硅基光调制器与传统铌酸锂调制器的调制特性,结合同相正交硅基光调制器模型推导出了调制器输出光信号与电场信号的函数关系式,根据此关系式提出了一种基于正弦dither信号注入调制器偏置工作点并解析调制器内置低带宽监控光电二极管反馈信号频域参数的控制方案,并通过数值仿真验证方案的可行性;然后搭建自动偏置电压控制算法的测试平台,通过测试平台得出不同偏置电压条件下I(in-phase)路、Q(quadrature-phase)路与Phase(outer-phase)路调制器内置监控光电二极管的反馈信号波形,并将测试结果与仿真数据进行对比,对比结果验证了本研究假定的同相正交硅基光调制器光电传递函数模型的准确性;最后测试了128 Gb/s双偏振正交相移键控调制格式下偏置电压控制算法的精度,并通过矢量幅度误差指标得到算法所引入的光信噪比代价。

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。

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。

光PM-DQPSK调制格式性能研究

对偏振复用-33%归零-差分正交相移键控(PM-33%RZ-DQPSK)和偏振复用-抑制载波归零-差分正交相移键控(PM-CSRZ-DQPSK)调制格式进行了传输性能仿真,在仿真过程中,分别考虑了光纤系统中的偏振模色散(PMD)、色散(CD)和非线性效应(SPM)三种限制因素。仿真结果表明偏振复用系统比非偏振复用系统更易受到PMD、CD和非线性效应的影响。整体来看,PM-CSRZ-DQPSK调制格式的传输性能比PM-33%RZ-DQPSK更为优秀。

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。

100G WDM系统设计方法及其在试验网工程中的应用

在对100G WDM关键技术和设计特点分析的基础上,结合中国联通100G WDM系统试验网工程,提出了100G WDM系统在现网环境下的工程设计方法:对光纤类型分析、客户侧接口选择、极限传输能力验证以及网络保护方式等与工程建设相关的内容进行了总结说明,同时对系统指标要求给出了明确建议。

40Gb/s传输的几种主流调制码型应用浅析

核心路由器互联成为40Gb/s的关键驱动力,推动了骨干网DWDM传输系统的40Gb/s调制码型技术的飞速发展。本文简要介绍了几种主流调制码型、应用情况、以及发展趋势。

100Gb/sPM-QPSK相干光接收系统中改进的带内OSNR监测方法（英文）

为保证偏分复用正交相移键控（PM-QPSK）相干光通信系统的传输性能,提出了一种改进的基于高阶统计矩的光信噪比监测方案.该方案针对不同调制格式给出了不同的修正值,因此对调制格式透明.在搭建的100Gb/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：当光信噪比在5~25dB的范围内,不同占空比调制码型的监测误差均小于0.5dB;光信噪比参考值为14dB时,在0.5dB的监测范围内,色散容忍度为2 400ps/nm,对一阶偏振模色散的容忍度为62ps.

基于POLMUX-CSRZ-DQPSK/DB的新光标记流研究

针对现有的正交调制OLS(光标记交换)系统传输容量小且标记和净荷间串扰大的问题,提出了一种以POLMUX(偏振复用)-CSRZ(载波抑制归零)-DQPSK(差分正交相移键控)为净荷、DB(双二进制)为标记的新型正交调制光标记流编码方案。研究结果表明:当误码率为10-9时,系统最大传输距离达到了1 380km,净荷和标记的接收机灵敏度分别为-4.364和-4.268dBm,标记和净荷的传输功率代价均未超过1.8dB,净荷携带标记的功率代价未超过0.8dB。

基于DQPSK的40Gbit/sWDM系统传输性能研究

40 Gbit/s波分复用系统已开始商用,在这种系统中,差分正交相移键控(DQPSK)比开关键控有更高的谱效率并且对色散和偏振模色散等有更高的鲁棒性。文章从40 Gbit/s波分复用系统传输性能要求入手,对DQPSK的原理和实现方式进行了分析,并用精确的仿真验证了40 Gbit/s DQPSK系统的传输性能。