光纤通信系统中CSRZ码多级相位调制技术的研究

研究了一种基于CSRZ(载波抑制归零码)的多级相位调制技术在光纤通信系统中的应用.分析了CSRZ、DQPSK(正交差分相移键控)、8DPSK(八差分相移键控)调制格式的特征,理论上推导出了CSRZ-DQPSK和CSRZ-8DPSK的调制解调原理公式,给出了其调制解调方式及具体过程的实现,并用Matlab仿真得到了CSRZ、 CSRZ-DQPSK和CSRZ-8DPSK调制后的频谱图和解调后的眼图.性能分析的结果表明,CSRZ-DQPSK和CSRZ-8DPSK作为新型多级相位调制格式,具有更窄的频谱宽度、更高的频谱效率,因此具有更高的色散、非线性损耗容限和更低的信道间串扰,解调后的眼图性能也很好,有望成为下一代光纤通信系统的首选传输码型.     

高速光纤通信系统中抑制偏振模色散的新机制

重点研究了偏振模色散、群速度色散、自相位调制三者之间在高速光纤通信系统中的相互作用，从时域角度分析脉冲的演变，从频域角度分析频谱的变化，提出一定条件下，啁啾、色散、自相位调制可以部分补偿偏振模色散的思想。通过对40Gbit／s系统进行偏振模色散、群速度色散和自相位调制共同作用的仿真，从统计意义上验证了它们之间的相互影响，并找到最佳传输方案，对系统设计提供了参考。     

偏振复用光纤通信系统色散均衡器及算法的研究

设计了一种适用于偏振复用相干解调光纤通信系统的色散均衡器,用于补偿信道传输的色散损伤。该均衡器采用半码元间隔的蝶形有限脉冲响应滤波器结构,与此结构配合的自适应算法分别采用最小均方算法和递归最小二乘算法。通过仿真实验,分析了两种算法对残留色度色散和偏振模色散的补偿容限。仿真结果表明,递归最小二乘算法的补偿效果优于最小均方算法,它可以同时补偿1760ps/nm的残留色度色散和104.9ps偏振模色散引起的差分群时延,比同等条件的最小均方算法提升性能2.23dB。     

不同调制格式的偏振模色散补偿性能分析

研究了不同调制格式的产生及其偏振模色散补偿性能。首先从实验上得到了不同调制格式的频谱和眼图,并将其输入偏振模色散补偿系统,实现了缓解与补偿的动态结合。其次,从数值上比较和分析了不同调制格式应用于以偏振度做反馈信号的偏振模色散补偿系统后的补偿性能,结果表明,差分相移键控对偏振度的响应度和偏振模色散补偿效果要比传统开关键控好,因此差分相移键控非常适合于以偏振度做反馈信号的偏振模色散补偿系统;而载波抑制码差分相移键控结合了载波抑制码载波抑制特性和差分相移键控的特殊频谱特性,具有最好的偏振模色散补偿效果。     

基于色散器件的波束形成网络中的色散限制

利用强度—频率混合调制模型研究了基于色散器件的波束形成网络中色散导致的相位误差的变化规律.基于相位误差的分析,得到了0.5 ps延时精度下系统对最大色散值的限制,并指出存在最优的频率调制系数使系统色散容限最大;随着强度调制系数增大,频率调制系数的最优值也增大.     

基于25G级光器件的50Gbit/s NRZ IM-DD下行传输系统

4阶脉冲幅度调制信号对光电器件的线性度要求较高,色散容限较小;10G级光器件的带宽限制严重影响系统性能。描述了采用商用25G级光器件实现50 Gbit/s非归零码(NRZ)信号的传输实验方案。分别在背靠背和25 km标准单模光纤传输情况下,使用最大似然序列估计和基于最小均方误差算法的判决反馈均衡进行译码。通过比较不同接收光功率条件下的误码率性能,证明了基于25G级光器件的50 Gbit/s NRZ信号传输能够作为单路50 Gbit/s的候选方案。     

能够补偿二阶偏振模色散的三阶段偏振模色散补偿器

简要分析了偏振相关色散对光通信系统性能的影响,提出了一种三阶段高阶偏振模色散补偿方案,从理论上分析了它同时补偿偏振相关色散和偏振主态旋转的可能性,并提出了其可能存在的两种工作方式.通过数值模拟与两阶段补偿方案进行了性能比较,其偏振模色散容限比两阶段补偿提高约17%个比特周期 关键词： 光通信 光偏振 光纤色散     

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.     

折射率直流分量调制对光纤Bragg光栅的影响

从耦合模理论出发,推导了折射率直流分量调制函数与光纤Bragg光栅相位之间的关系式,分析了折射率直流分量调制对光纤Bragg光栅时延特性的影响.利用传输矩阵法进行了数值仿真,仿真结果与理论分析一致.在理论分析基础上,提出采用同一块均匀相位掩膜版灵活制作具有不同线性或非线性时延特性的啁啾光纤光栅的方法,可用于高速光通信系统中不同色散和色散斜率的补偿.     

零色散附近的交叉相位调制不稳定性分析

以三、四阶色散项的耦合非线性薛定谔方程为基础,考虑光纤损耗及高阶色散,研究了双光束在零色散附近的交叉相位调制不稳定性.理论上导出描述交叉相位调制不稳定性的色散方程,并进行数值模拟计算.结果表明：由于四阶色散的影响,在光纤的正常、反常色散区,交叉相位调制不稳定性均发生在两个频谱区.如光脉冲工作在最小群速度色散附近时,四阶色散对光纤的交叉相位调制不稳定性将起决定性作用,可使增益谱出现一个新的峰值.光纤损耗使增益的谱宽变窄.对给定的传输距离,随着光纤向零色散附近靠近,两个频谱区谱宽增加直到相互重叠.数值分析了两光波有差别时的交叉相位调制不稳定性.     

电光调制器输入端光纤温度对光纤频率调制光谱影响的研究

激光光谱技术由于其高灵敏、高分辨、可在线检测等优点被广泛的应用与痕量气体探测领域,而频率调制光谱(FMS)技术由于其除了探测灵敏度高的优点外且可同时探测气体样品的吸收和色散,通常还被应用于原子分子物理、量子光学等领域。发展全光纤FMS可以在保持气体探测灵敏度的同时有效简化实验装置,然而FMS是一项偏振态敏感技术,光纤温度变化等引起不适当的偏振态变化会诱发残余幅度调制(RAM),该RAM不仅使FMS线型扭曲,同时对其色散信号产生直流偏置,因此研究光纤温度对RAM特性的影响具有非常重要的意义。研究首先通过理论和实验验证了相位可控波片模型解释保偏光纤特性的可行性,然后实验测量了进入电光调制器(EOM)前保偏光纤温度对RAM的影响,发现由RAM引起的色散光谱直流偏置随温度呈正弦变化,且在24和26.8 ℃时直流偏置为零,即无RAM的状态,然而基于温度的直接RAM消除无法替代Wong-Hall提出的伺服反馈控制来实现其长期抑制,这种温度诱发RAM的变化也是所有FMS色散信号背景漂移的主要原因。     

Multi-amplitude minimum shift keying modulation format for optical communications

We present the multi-amplitude level minimum shift keying (M-ary MSK) modulation scheme for long haul optically amplified transmission systems. New configurations of optical M-ary MSK transmitters using two cascaded electro-optic phase modulators are proposed and its detailed operation principles are expressed. The optical receiver for optical multi-amplitude MSK modulation format requires both amplitude direct-detection and differential phase balanced-detection. Numerical results on spectral characteristics, dispersion tolerance and the relationship between amplitude and phase with launched average power for long-haul transmission of multi-level MSK modulation format are presented. The dispersion tolerance shows that the 2-amplitude MSK at 80 Gb/s is well compared with 40 Gb/s binary MSK modulation format.     

干涉型光纤水听器相位载波调制及解调方案研究

概述了直接调制光源产生相位载波的马赫－曾德尔（Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ）干涉型光纤水听器调制解调技术。重点在于通过严密的数学推导, 定量分析了直接调制光源伴生的调幅现象对于解调过程和结果的影响, 并有针对性地提出了解决办法。同时就采用直接调制光源的相位载波零差检测方案时, 设计中如何合理选择各相关参数, 以达到最佳匹配进行了原理性探讨。给出了有关实验结果, 这些理论分析和实验结果对于全光纤化水听器阵列的研究及检测系统的设计具有十分重要的意义。     

时间位相调制对高强度三次谐波转换的影响

在惯性约束聚变研究中,为了利用光谱色散进行光束匀滑以及抑制KDP晶体等大口径光学元件中的横向受激布里渊散射,通常需要对激光脉冲进行时间位相调制.详细讨论了高功率条件下KDP晶体Ⅰ/Ⅱ角度失谐三倍频方案中,时间位相调制对三次谐波转换效率和脉冲频谱的影响.研究结果表明,时间位相调制会导致三次谐波转换效率明显下降.     

相位调制锁定光学谐振腔

通过对单频激光的相位调制，利用光学谐振腔的色散曲线得到鉴频信号，将一个环形谐振腔和一个驻波揩振腔锁定在激光的频率上。     

一种改进的双边带调制产生光毫米波的方案

提出了应用于光纤无线通信系统中一种改进的双边带调制产生光毫米波方案。在中心站采用强度调制将射频信号调制到光载波上产生一个双边带信号,滤掉中心载波后,利用光交叉复用器把双边带信号的上下边带模分开,将数据速率为2.5Gbit/s的基带信号调制到下边带模后,再与未调信号耦合后产生光毫米波,然后通过单模光纤传输至基站,在基站经过光电转换后产生电毫米波信号。从理论上对该毫米波的色散特性进行了分析,发现毫米波的接收功率不会周期的衰减。同时通过实验研究表明,下行链路信号通过光纤能传输50km而不需要色散补偿,功率代价小于1dBm。因此,该方法产生的光毫米波能有效克服光纤色散引起的信号时延而导致的基带信号退化,适合于远距离传输。     

Generation, detection and characterization of optical minimum shift keying data format

This paper presents the detailed principle on the generation and detection of optical minimum shift keying (MSK) format for high-speed and high spectral efficiency WDM systems. 10.7 Gb/s optical MSK data is successfully generated by experiment using the proposed scheme. The results show that optical MSK signal exhibits very compact optical spectrum, which is promising for high spectral efficiency WDM applications. Simulation results on dispersion and nonlinear tolerance comparison confirm that MSK signal has better dispersion tolerance and nonlinear tolerance compared with 50% duty cycle return-to-zero differential phase shift keying (RZ-DPSK) and 50% duty cycle RZ on-off-keying (RZ-OOK) formats.     

Theoretical study of gain distortions in dual-pump fiber optical parametric amplifiers

We study analytically and numerically the small signal gain in dual-pump fiber optical parametric amplifiers by including the phase modulation of the pump waves needed for practically increasing the stimulated Brillouin scattering threshold. As for the single-pump case, we show that large signal gain distortions are generated under co-phase modulation, which depend on the rise/fall time of the phase modulation and on the fiber dispersion slope. However, it is clearly confirmed that the counter-phase modulation scheme allows to efficiently suppress these gain distortions over the whole flat gain region. In addition, we demonstrate through realistic numerical simulations that this useful technique overcomes the additional impact of pump-phase modulation to amplitude modulation conversion and zero-dispersion wavelength variations.     

基于光纤交叉相位调制效应的全光位时钟提取技术

对利用光纤交叉相位调制效应实现全光位时钟提取的过程进行了说明和分析;重点分析了色散位移光纤的长度和入射信号的脉宽和强度、以及走离对输出时钟信号的影响;对时钟信号的啁啾特性进行了讨论和分析。     

新型四倍频光生毫米波矢量信号调制技术

提出一种基于双并联马赫-曾德尔调制器(MZM)的新型四倍频光生毫米波技术,并用于矢量信号调制。传统的四倍频调制技术,由于数据信号同时调制到+2,-2阶边带上,拍频检测后两个边带上数据信号会产生相位叠加,只适用于不归零码(NRZ)等强度调制格式。提出的矢量信号调制技术将数据信号调制在一个-1阶边带上,另一个+3阶边带不携带数据,在拍频检测后幅度和相位信息被正确保留。同时,四倍频模块降低了传输过程中对电和光器件的带宽需求。理论分析和仿真结果表明,通过此方法产生的携带在60GHz载波上的6.25×108 symbol/s的四相相移键控(QPSK)信号,经过20km单模光纤传输后,误差向量幅度(EVM)损耗可以忽略。