相干光正交频分复用系统偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)具有良好的色散抑制性能及简单有效的信号均衡算法,是近年来光传输领域的研究热点之一。偏振模色散严重影响高速传输,色散均衡复杂,计算负荷较大。文章介绍了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)和偏振分集接收(Polarization Diversity Receiver,PDR)的CO-OFDM系统(MIMO CO-OFDM),可有效实抑制一阶PMD,并对系统信号传输机理及均衡算法以进行了数学分析。分析和仿真结果表明,在不需任何偏振控制器条件下,CO-OFDM系统可实现偏振光的不敏感接收,以10Gb/s的速率通过单模光纤传输800km,系统Q值保持在15dB以上。

相干光正交频分复用系统中的一阶偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)以其较好的色散抑制性能和简单有效的信号处理技术,是近年来光传输领域的研究热点。对于高速CO-OFDM传输系统,偏振模色散(Polarization-mode-dispersion,PMD)带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同,严重影响系统传输性能。文章对一阶PDM影响下CO-OFDM系统(PMD-CO-OFDM)的数学模型和作用机理进行分析,并通过仿真加以验证。结果表明,一阶PMD效应对OFDM信号附加与子载波频率相关的余弦因子,降低系统传输性能,通过信道均衡可有效去除此影响;另外,PMD效应一定程度上减弱子载波相关性,可抑制系统光纤非线性效应,在不考虑色散条件下PMD-CO-OFDM系统以10Gb/s的速率在单模光纤传输240km,差分群时延为50ps时较30ps系统Q值提高约0.2dB。

高速相干光正交频分复用系统实现方案研究

相干光正交频分复用系统(Coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM)作为未来高速光通信的重要解决方案,是近年来光传输领域的研究热点。高速CO-OFDM系统需要较高带宽的模数/数模转换器(DAC/ADC),目前技术水平难以达到。改进了正交频带复用技术(Orthogonalband multiplexing,OBM)的光域实现方案;结合偏振复用技术和偏振分集接收,提出了基于OBM的100 Gb/s高速CO-OFDM系统;并对系统传输性能进行数字仿真。结果表明:基于OBM技术的MIMO CO-OFDM系统可有效降低对DAC/ADC的处理速度要求,在不需任何在线色散补偿和偏振控制器件条件下,通过单模光纤传输800 km,系统Q值保持在13 dB以上。

相干光正交频分复用的多模光纤传输系统的研究

分析了多模光纤的传输特性,并采用相干光正交频分复用技术设计多模光纤传输系统,得到传输速率为21.4 Gbit/s的信号在多模光纤中传输距离达到200 km,这是传统意义上信道数据速率10 Gbit/s及以上的多模光纤传输系统传输距离的两个数量级.尽管这个实验不能表明多模光纤的所有优点,但是它可以证明采用相干光正交频分复用技术,多模光纤可以实现远距离,大容量的信号传输.

直接检测光正交频分复用系统一阶偏振模色散研究

基于直接检测的光OFDM系统(DDO-OFDM),实现简单、成本较低,对未来高速光传输具有重要的借鉴价值。而在高速传输中,偏振效应带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同,严重影响系统传输性能。对DDO-OFDM系统中的一阶偏振模色散(PMD)作用机理和数学模型进行分析,结果表明,DDO-OFDM系统中一阶PMD仅对OFDM信号子载波信号幅度附加余弦因子,通过信道均衡,可有效去除此噪声影响,差分群时延为50ps条件下,以10Gb/s的速率在单模光纤传输800km,DDO-OFDM系统Q值为16dB,较色度色散影响下系统性能仅有0.3dB降低。

基于实虚交替导频的CO-OFDM-OQAM通信系统激光器相位噪声抑制方法

针对偏移正交幅度调制的相干光正交频分复用(CO-OFDM-OQAM)通信系统,本文提出了一种基于实虚交替导频的相位噪声抑制算法。该算法利用激光器相位噪声的性质和固有虚部干扰(IMI)系数的对称性规律设计全新的实虚交替导频,结合线性拟合,能够准确估计每个频域符号的公共相位误差(CPE)。由于是在频域进行补偿,与时域相位噪声抑制算法相比,计算复杂度大幅下降。搭建了有效速率为65 GBits/s的偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的数值仿真平台,研究了不同激光器线宽和子载波个数下系统的传输性能,考察了所提方法对相位噪声的抑制效果。获得的结果证实:OSNR固定为25 dB,子载波总数分别为256、512和1024时,误码率达到FEC极限时所需要的线宽分别为801.1、349和138.4 kHz。对于使用16-QAM调制格式、子载波个数为256或512的系统,能较好补偿激光器的相位噪声,而且不会影响功率峰均比。

面向5G的偏振复用相干光MIMO-OFDM系统研究

相干光正交频分复用系统具有高效的数字信号处理能力,这是第5代移动通信骨干光网络实现高速传输的有效方案。首先探讨第五代移动互联网衡量指标、关键技术等,对基于偏振复用技术的相干光OFDM系统传输机理及数学模型进行分析,并在此基础上介绍了系统联合信号均衡算法。结果表明,PMD-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制偏振复用带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收。

40 Gbps OFDM-PON系统采用偏振复用技术实现上行链路传输(英文)

为了提高PM-CO-OFDM-PON系统中上行数据的传输速率,提出采用偏振复用结构与相干检测技术相结合,通过光载波源方式实现上行链路光网络单元无色化传输的技术方案.利用光学软件VPI和Matlab,搭建了基于偏振复用技术的40Gb/s PM-CO-OFDM-PON系统仿真平台,结果表明:该方案可有效提高PM-CO-OFDM-PON系统中上行数据传输速率,并实现光网络单元无色化;利用相干检测比直接检测可以更高地提高接收端的灵敏度.

相干光正交频分复用系统偏振效应研究

相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)是未来高速光传输的重要解决方案,而偏振模色散(PMD)与偏振相关损耗(PDL)相互作用严重影响传输性能。分析了CO-OFDM系统中的偏振效应和数学模型,并通过仿真加以验证。结果表明,一阶PMD效应对正交频分复用(OFDM)信号子载波幅度附加余弦因子;二阶PMD效应中,去偏振项(DR)占主要因素,且一定程度上可缓解色度色散带来的相位噪声;另外,由于PMD带来OFDM子载波偏振度随频率变化加强,也对PDL带来的系统损伤有一定抑制作用,在不考虑色度色散,相对损耗因子α=0.5,单模光纤传输距离为720km条件下,系统Q值约有2dB提高。

基于偏分复用技术的CO-OFDM系统模型分析

CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统具有高效的数字信号处理能力,是未来100Gbit/s高速光传输实现的备选方案。文章对PDM-CO-OFDM(基于PDM(偏分复用)技术的CO-OFDM)系统的传输机理及数学模型进行了分析,在此基础上对系统联合信号均衡算法进行了讨论,并通过数值仿真加以验证。结果表明,PDM-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制PDM带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收。在不需偏振控制器的条件下,通过SMF(单模光纤)传输960km后,系统Q值较CO-OFDM系统降低了0.3dB。

相干光OFDM系统中的偏振相关损耗效应

相干光正交频分复用系统(coherent optical OFDM system,CO-OFDM)是目前高速光传输领域的研究热点,但系统受偏振模色散(polarization mode dispersion,PMD)和偏振相关损耗(polarization dependent loss,PDL)影响严重.为此,通过数学分析和数值仿真,研究了CO-OFDM系统中PDL与一阶PMD相互作用的数学模型,对信号均衡等关键实现进行讨论,并加以验证.结果表明:偏振效应对光OFDM信号幅度及相位产生噪声干扰,通过发送导频序列可有效实现信号均衡,当传输距离为720km,相对损耗因子α=0.5时,较不考虑PDL影响(α=1)系统的Q值约降低0.8dB.由于输出偏振态随频率产生旋转,PMD效应在一定程度上可缓解PDL所致系统损伤.

基于偏振复用的WDM-OFDM-PON

波分复用无源光网络(WDM-PON)是一种容量大、易升级、网络安全性高的光接入网技术。利用正交频分复用(OFDM)调制技术在传输速率、距离和色散容限方面的优势,提出一种基于偏振复用的WDM-OFDM-PON,同时在光网络单元(ONU)中实现了无光源的无色设计。仿真实验表明该系统可以在50km单模光纤上利用每一波长实现下行10Gb/s、上行5Gb/s的双向传输。

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。

偏振FSO-OFDM系统中的LMS信道估计

本文首先设计了一种基于光偏振的基带FSO-OFDM系统模型,阐述了其发射和接收部分光偏振调制和解调工作原理,介绍了大气散射信道模型。由于大气散射信道为频域选择性衰落信道,在此信道中,每个子载波的信道冲激响应在相干时间内的值保持相关性,因此本文利用同一子载波中距离小于相干时间的连续若干个OFDM符号信道特性之间的相关性,采用LMS算法对未来符号位置迭代的初始值进行预测,再进行迭代得到信道冲击响应值。在本系统中,水平和垂直线偏振光经过的光路相同,因此信道特性基本一致,最后再通过对两路信道估计值进行加权,得到更加准确的信道预测值。通过仿真进行验证,结果表明,在散射信道中(最小均方)LMS算法可以很好的对信道进行跟踪,同时系统误码率可得到大约2dB的改善。

一种降低相干光正交频分复用系统序列相关性的方法

分析了相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中四波混频(FWM,four-wave mixing)效应对系统性能的影响,提出了一种新的降低CO-OFDM系统中各个子载波序列相关性的方法——偏载波填充法(PCF,partial carrier filling)与部分序列传输(PTS,partial sequence of transmission)相结合。理论分析和仿真表明,这种方法能有效降低CO-OFDM系统的序列相关性,从而抑制信道内FWM效应对CO-OFDM系统带来的损伤。研究结果表明,本文提出的方法在传输距离达103 km的情况下,误码率(BER)仍然低于10-3,与PTS方法相比,降低了将近1个数量级。

基于伪随机噪声序列相干光正交频分复用系统的定时同步算法

针对传统定时同步算法的副峰干扰和低信噪比(SNR)下定时不稳定的问题,提出了一种基于伪随机噪声(PN)序列的定时同步算法。根据PN序列良好的延迟相关性和对称相关性,重新设计了训练序列的结构,并优化了定时度量函数的计算方法。仿真结果表明,改进算法的定时度量估计曲线只存在一个峰值,消除了副峰干扰。在循环前缀为四分之一符号长度与低SNR的情况下,仍可实现准确和稳定的定时。

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.

偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的高频谱效率频域信道估计方法

研究对象是偏移正交幅度调制的相干光正交频分复用通信(CO-OFDM-OQAM)系统的信道估计方法。为了减少训练序列所占用的频谱资源,进一步提升频谱效率,为偏振复用CO-OFDM-OQAM系统提出了一种新的频域信道估计方法。该方法利用偏振复用系统的解调原理和固有虚部干扰系数的对称性规律设计全负载型实值导频方案,结合插值法,将每个偏振态上训练序列需要占用的频域符号个数降低为4。此外,该方法的另一个优势是具有更好的功率峰均比。搭建了偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的数值仿真平台,在背靠背(BtB)、100 km和200 km光纤传输3种场景下对所提方法的频谱效率、功率峰均比和信道估计性能进行了验证。获得的结果证实所提方法能够提高频谱效率,而且功率峰均比更加优良。

LDPC码的改进及在相干光OFDM系统中的应用

LDPC码(低密度奇偶校验码)是一种具有超强纠错性能和接近香农极限性能的码型,将改进后的准循环LDPC码(QC-LDPC)和LDPC卷积码应用于相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中,采用典型的光纤信道的简化模型,基于MATLAB仿真软件得到了系统的频谱图、星座图及LDPC编码前后的误码率曲线图。研究表明,LDPC码具有抑制信道色散、降低系统误码率和提高系统性能等优点。

直接检测光OFDM系统中的偏振相关损耗研究

对于高速光传输,直接检测的光正交频分复用系统(direct detection optical orthogonal frequency division multiplexing,DDO-OFDM)中的偏振相关损耗(polarization dependent loss,PDL)与偏振模色散相互作用,对系统传输带来较大影响。对DDO-OFDM系统中PDL与一阶PMD作用机理和数学模型进行了分析,并通过数字仿真加以验证。结果表明:在PDL与PMD联合作用下,对OFDM信号幅度及相位均产生影响,通过发送导频序列可有效实现信号均衡;由于输出偏振态随频率产生旋转,PMD效应一定程度上缓解PDL所致系统损伤,差分群时延为50ps条件下,以10Gb/s的速率在单模光纤传输480km,DDO-OFDM系统Q值提高约0.8dB。