Investigation of Dispersion Compensation in 2.5 Gbit/s OOK Label and 40 Gbit/s RZ-DPSK Payload Optical Label Switching System Based on Optical Carrier Suppression and Separation

Three dispersion compensation schemes of an optical label switching transmission system were investigated, which employs 40 Gbit/s return zero differential phase-shift keying（RZ-DPSK） payload labeled with 2.5 Gbit/s on-off keying（OOK） signal based on the optical carrier suppression and separation（OCSS） techniq ue, In the system, proposed are the receiver sensi ti vity oS payload and label, achieving -- 32. 4 dBm and --38.5 dBm, respectively. Using the optimal dispersion compensation scheme, after transmitted over 160 km and 320 km SMF respectively, the label can be recovered without power penalty, while the payload can be recovered with less than 2 dB and 5 dB penalty, respectively.

基于U波段光波产生频率可调谐的微波载波

【目的】具有可调谐能力的高频微波载波(GHz)在第五代移动通信技术(5G)/第六代移动通信技术(6G)无线网络、雷达系统和卫星通信领域中有着广泛的应用。由于比较简单的系统结构、大带宽和低损耗的优点,基于光子技术生成高频可调谐微波载波的技术方案吸引了国内外研究团队的广泛关注。由于目前C波段有着成熟的商用器件,因此目前光生微波实验多在C波段进行。随着波分复用(WDM)—光载射频(ROF)技术借助WDM系统在光频域的合/分波来灵活实现微波频段的合/分波,利用ROF系统采用光生微波技术来简化基站配置,使得C波段的有限带宽资源(35 nm, 1 530~1 565 nm)越来越紧张。因此,光生微波技术的研究有着向更宽光谱范围扩展的驱动力。U波段可以提供宽至50 nm(1 625~1 675 nm)的信道带宽来缓解C波段的信道利用压力。在U波段,标准单模光纤已实现低至0.195 dB/km(@1 625 nm)的光功率损耗,特别是,掺铥光纤放大器在U波段也可实现达到18.7 dB(@1 655 nm)的大带宽增益。因此,基于标准单模光纤的WDM系统可向U波段扩展,从而促使WDM-ROF技术向这一波段延伸,进而带动光生微波技术向U波段拓展。文章研究了U波段的光生微波技术。【方法】从数学模型上看,现有光生微波技术对所应用的光载波波段是透明的,只需选择对应工作波段的光子学器件就可在任意波段使用这些方法来产生微波载波。从原理上看,C波段的光子学器件(如偏振控制器、相位调制器(PM)和光纤移相器(FPS)等)可以工作在U波段,这些器件的工艺技术成熟并易于购置。因此,文章采用C波段的PM、FPS和光耦合器等光子学器件,基于U波段光载波搭建了光生微波载波系统。【结果】最终基于该系统产生了调谐范围覆盖7.5~12.0 GHz、杂散抑制比达29.6~35.2 dB的可调谐微波载波。【结论】文章通过公式原理分析和实验验证,实现了将光生微波载波技术的工作波段扩展至U波段。

谐振式光纤陀螺双光路调相谱最优参数确定方法

调相谱检测技术是谐振式光纤陀螺(R-FOG)角速率信号提取的关键技术,通过选取合适的调制参数,可大大提升陀螺的综合性能。利用相位调制频谱展开式,依据调相谱载波分量和调制信号的幅度关系,提出了双光路调相谱最优参数的确定方法,该方法在保证陀螺最佳灵敏度工作点的同时,有效地抑制了背向散射噪声的影响;在正弦波调相谱下,采用自外差法实测了相位调制器的半波电压,得到了调相谱载波分量与调制电压幅度的关系曲线,与理论分析相符;以长度为12 m的保偏光纤熔接环为敏感谐振腔,直径为0.15 m,耦合系数为50%,进行了不同角速率的转动测试,得到了动态范围为±480(°)/s、非线性度为3%的转动结果。

一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法

为了延长光毫米波的传输距离,提出了一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法。在中心站采用马赫-曾德尔调制器将射频信号调制到光载波上产生光载波抑制调制光信号,再将产生光信号的2个边带分离,将2.5Gb it/s数据信号调制到其中1个边带上,再与未调信号耦合后产生光毫米波并通过光纤传送至基站。在基站中通过光电转换器产生电毫米波。从理论上分析了这种光毫米波的传输特性并通过实验验证了光毫米波在光纤中可以传输40km。仿真和实验结果表明,这种方式产生的光毫米波具有很好的抗色散能力,延长了传输距离。

基于啁啾FBG的三角形光脉冲发生器的优化设计

提出了利用啁啾光纤布拉格光栅(FBG)和马赫增德尔调制器产生三角形光脉冲的优化方案。方案采用FBG模拟单模光纤的色散特性,结合光载波抑制调制产生了三角形光脉冲,并通过仿真分析,选择FBG的长度、调制深度、适当的折射率切趾函数对三角形光脉冲的线性特征进行了优化。仿真结果表明,在同一啁啾系数下,产生的三角形光脉冲的失真程度随啁啾光纤光栅的调制深度增大而增大,光栅长度、折射率切趾函数对三角形光脉冲的影响也比较明显。与现有系统相比,由于将FBG引入系统,省去长距离的光纤,优化方案系统结构更为简单,三角形光脉冲线性特征更好。

双级单边带调制产生光纤载太赫兹信号的系统性能分析

提出了一种应用于光纤载太赫兹通信系统(ToF)中双级级联单边带(DSSB)调制的新方案。该方案首先抑制载波双边带调制产生太赫兹波;然后选择载波抑制双边带中的一个边带进行一级单边带数据调制,在数据调制过程中再次采用基带单边带调制技术,由此产生双级级联单边带调制。另外,为了实现系统的优化,对系统中的一些关键参数进行了调整及性能测试,例如:上下边带的衰减比、复用器的带宽、滤波器的带宽等。最后,在系统性能最佳的状态下进行分析,结果显示:对0.1THz中频载波、数据速率为5Gbit/s的光载太赫兹信号进行80km光纤传输,无色散补偿的误码率(BER)仅为1×10-11数量级、接收机灵敏度为-28.8dBm。

0.1THz光载太赫兹信号产生的新方法及特性分析

针对备受国际通信行业关注的接入网成本压缩问题,本文研究了ToF系统中4倍频产生0.1THz光载太赫兹信号的新方法,并对该方案进行了详细的特性分析。本文提出的太赫兹波产生方法,既满足超宽带,又满足系统稳定性,最大程度降低了成本。该方法根据马赫曾德尔调制器的响应函数,采用数学理论推导和仿真实验相结合的方法,提出了干扰信号抑制比的重要参数,阐明了串联后的调制器输出信号的倍频原理和模拟实验结果分析。结果表明,在如下参数区间内?Φ(87°,93°)∪(267°,273°)、DCbias(1.31V,1.68V),系统可以保证产生性能良好的4倍频信号,为器件的研究提供可靠依据。

基于光载波抑制的光标记交换新技术

介绍一种新的光标记交换技术,它是利用光载波的抑制来产生具有固定频率间隔的双波长光波,并对这两路光波分别进行调制,以加载光标记和光数据载荷。在网络的节点处使用波长变换技术进行标记交换。该技术结构简单,易于实现,克服了现有的光标记交换技术中的一些不足之处。

光分组交换中光标记技术研究

光标记交换是一种光交换新技术,能有效克服光交换中的电子瓶颈,其技术关键是光标记的产生和提取。本文对新型副载波复用、载波抑制和分离、正交调制这3种光标记新技术进行了描述与讨论,并比较分析了各自的优缺点及实用化前景。

一种基于暗脉冲光布里渊时域分析仪的延长传感距离的方法

基于暗脉冲的布里渊时域分析仪系统中泵浦光和探测光的功率较高,相互作用强烈,严重限制了系统的有效传感距离。而现有的系统众多采用利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法,降低每段光纤上的受激布里渊散射效应,延长有效传感距离,但这种方案会增加的系统的复杂度,影响实际应用.本文提出一种简单的暗脉冲光布里渊时域分析仪的结构,可在满足高空间分辨率的条件下,有效的延长系统的传感距离,取代通常的利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法.利用基于光抑制载波的技术,产生具有两个边带的斯托克斯光.斯托克斯光的两个边带和泵浦光相互作用,同时激发布里渊散射增益和衰减效应,在接收端利用两者接收信号的差,可抵消原有暗脉冲泵浦信号中准连续光对传感距离的影响,从而有效地延长系统的传感距离,并利用数值仿真的方法验证了此方法的有效性.

马赫-曾德尔调制器有限消光比对光生毫米波的影响

光生毫米波在光纤无线电,毫米波成像,射电天文学等领域都有广泛的应用前景。本文对基于单极型马赫-曾德尔调制器(MZM)采用双边带光载波抑制调制的光生毫米波方法进行了理论分析。详细分析了马赫-曾德尔调制器的有限消光比对产生的毫米波的影响。建立了基于单极型马赫-曾德尔调制器采用双边带调制光载波抑制的光生毫米波的实验平台。输入驱动信号频率在23到30GHz之间调节时,获得46到60GHz之间连续可调的毫米波信号,其功率抖动小于1.5dB。

SCM/WDM系统中抑制载波的光学单边带调制技术

为了有效抑制SCM/WDM光纤通信系统中的群速度色散和非线性效应,利用SCM/WDM光纤通信系统中信号经过两次调制这一特性,提出了一种在SCM/WDM系统中容易实现的抑制载波的光学单边带调制技术。抑制载波的光学单边带调制信号具有很大的调制深度,即通过抑制载波可以有效增大调制深度,进而可以减小调制器的外加电压升高而激发的一系列有害的非线性效应。实测的调制信号的频谱只剩下了半个边频,有效地减小了光信号的频带宽度,从而可以有效地减小群速度色散对信号的劣化。接收机灵敏度的实测图表明,利用抑制载波的光学单边带调制技术可以有效地提高接收机的灵敏度达3~5 dB。

有线无线混合接入RoF系统的Optisystem实验仿真

随着光纤无线(Radio-over-Fiber,RoF)技术逐渐成熟,下一代光接入网致力于提供有线和无线双重服务。采用Optisystem光通信仿真软件搭建了加载差分相移键控(DPSK)相位调制数据格式的有线与无线混合接入RoF系统模型,利用光分插复用器(IL)实现毫米波与基带信号的同时调制与传输。毫米波和基带信号的频谱图和眼图的仿真结果验证了该系统的有效性与可靠性。

高性价比偏振复用OFDM信号全光波长变换的研究

采用单个连续激光器和一个射频信号源在马赫增德尔调制器进行调制,使其中心载波和偶阶边带被抑制且忽略高阶奇数边带,得到的一阶奇数边带作为平行抽运光.采用载波抑制方法产生的平行抽运光具有偏振方向相同、相位锁定的特点,实现了基于四波混频效应的偏振复用OFDM信号全光波长变换的研究.对接收信号功率、SOA电流、抽运光间距这3种影响系统转换效率的因素进行了分析,通过与传统平行双抽运系统进行比较,发现无论接收信号功率、输入电流和抽运光间距如何变化,x和y 2个偏振方向误码率相差小,系统稳定且转换效率高,成本与复杂度低.

10 Gbit/s CSRZ码3040km无电再生光传输实验

文章介绍了10Gbit/s载波抑制归零(CSRZ)码在实际的3040kmG.652光纤上传输的实验情况.线路发送符合G.709OTU2格式的线路速率,系统应用了分布拉曼放大技术.实验结果:经3040km传输后,Q值>4.76,光通道代价<1.78dB,连续观察48h无误码.

一种12倍频全双工RoF系统

为提高光载无线(RoF)通信系统倍频系数,提出了一种基于集成双平行马赫曾德尔调制器(MZM)和抑制载波光双边带调制的12倍频光生毫米波方案。理论分析了光生毫米波信号产生机理,讨论了相关参数对光生毫米波信号的影响,理论分析与仿真结果基本吻合。在此基础上设计了一种基于该方案的全双工RoF系统,通过调整基站(BS)线偏振器(Pol)偏振角度即可恢复出下行数据和上行载波。仿真结果表明,在误码率(BER)为10-9时,传输90 km后上行链路功率代价为0.86 dB,相同条件下下行链路功率代价仅为0.47 dB。

基于光载波抑制产生6倍频毫米波的RoF系统

搭建了一种基于光载波抑制产生6倍频毫米波的RoF系统。系统采用马赫-曾德尔强度调制器(MZM)和滤波器抑制了偶次和一阶光边带,2个三阶光边带在基站端的光电检测器中进行拍频,得到了6倍频毫米波信号。仿真结果表明,采用10 GHz的微波信号,可以产生60 GHz的毫米波,2.5 GB/s的信号可以在单模光纤中传输15 km以上。

三角波调制对谐振微光学陀螺偏置稳定性的影响(英文)

谐振式微光学陀螺是一种新型的惯性传感仪器,与传统的机械陀螺与其他光学陀螺相比具有很多理论上的优势。通过分析抑制载波和提高信噪比,深入地研究了三角波调制频率和幅度对谐振式微光学陀螺偏置稳定性的影响。通过理论计算和仿真分析,考虑得到更好的载波抑制效果,调制幅度应选为15.44V;考虑提高信噪比,调制频率应设为1 MHz。搭建了谐振式微光学陀螺系统,实验测试结果与理论分析吻合较好。此外,采用优化的调制参数,陀螺的偏置稳定性由0.39(°)/s提高到0.18(°)/s(10s积分时间)。研究结果表明:选择优化的调制三角波参数可以将陀螺偏置稳定性提高一倍,对于其他调制方案,如正弦波相位调制方案,同样可以通过分析载波抑制和信噪比优化调制参数,改善陀螺偏置稳定性。

一种单光源ROF系统的分析

降低基站的建设成本,实现低成本的ROF系统。采用光载波抑制调制产生光毫米波,利用光纤光栅的滤波特性,将毫米波上下边带分离。在中心站,将5Gbit/s下行数据只调制到上边带。在基站,将从天线接收下来的上行数据信号经过混频后调制到下边带。本文给出了系统关键点的眼图、频谱,及系统的误码曲线。利用该方法实现了单光源ROF系统,上行数据传输30km的功率代价为0.33dB,下行数据传输30km的功率代价是1.1dB。单光源ROF系统由于基站不需要另外安装光源而变得更简单,而且效率增加。

光载无线通信系统的传输限制与抑制方法

针对光载无线通信(RoF)系统的传输限制因素,文章提出并实验证明两种传输距离长性能高的RoF系统。一种是采用抑制奇数边带的基于外部调制的40GHz的RoF系统;另一种是采用载波抑制(OCS)的外部调制的40GHz光正交频分复用(OFDM)RoF系统。理论与实验证明这两个系统不仅抗色散能力强,而且可以实现远距离传输。