相干光通信的实用化研究

本文简要论述了相干光通信的最新实用化技术，包括调制技术，窄谱线光源，ＬＤ稳频技术，偏振控制技术等。并列举了采用这些实用技术的相干光通信系统。     

自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究

自由空间光通信（FSO）具有高带宽、不需要铺设光纤、部署迅速、低功率损耗等优点,得到了广泛的关注。在Gamma-Gamma大气湍流信道下,分别考虑弱、中、强三种大气湍流强度,结合相位噪声,研究了相干探测的圆偏振调制系统的性能,推导出了误码率和中断概率的闭合表达式。在不同的大气湍流强度和相位噪声的情况下,仿真分析了相干探测的圆偏振调制系统的性能,并与直接探测系统的误码性能进行比较,结果表明,采用相干探测系统的误码性能优于直接探测系统。因此,在圆偏振调制系统中,采用相干探测方式可减小大气湍流的影响,大大降低了误码率,提高了系统的通信性能。     

偏振失配对空间相干光通信系统性能的影响

基于琼斯偏振理论,对通信系统光端机和大气传输信道进行了偏振建模,定量分析了传输过程中二者对信号光的偏振改变作用,并推导出信号光和本振光的偏振失配与混频效率之间的关系.在此基础上,利用偏振调控反馈算法和PCD-M02型压电陶瓷式偏振控制器(PCD),提出了一种自动反馈式偏振调控补偿装置,能够有效避免偏振失配现象的发生,保证了较高的混频效率,进而提高了空间相干光通信系统的整体性能.     

高速光通信相干接收系统中偏振模色散均衡算法的分析与优化

在高速光通信系统中,对于偏振模色散对信号失真的影响,利用恒模算法来修正补偿,可以使误码率降低。通过对该算法原理的分析,设计了仿真系统并进行仿真。得出结论：由于硬件的限制,恒模算法的参数并不是越大越好。在选择参数时,要考虑2点：1）可以发送的最大训练系统的长度;2）硬件可支持FIR抽头参数范围。     

高速相干光通信系统中的关键技术

随着世界技术水平的不断发展,现如今全球已经进入了信息化时代,随着通信业务容量不断上涨,对于通信系统的容量需求也有了新的要求.目前已经逐渐开始推行100G规模进入商用领域,并且伴随着ADC、DSP等信息技术的不断深入,相干光通信成为了研究的重点技术,为了支持100G技术的发展,推动未来光通信发展,需要专业研究人员不断加强研究,促进信息工业发展.     

偏振复用光通信系统中一种极化交织器

由于高阶调制具有比特相关性,从而导致极化码在光通信系统中无法有效的进行信 道极化。本文提出了一种适用于偏振复用光通信系统的极化交织器。该极化交织器使用一个 统一的编码器对系统的信息比特进行极化编码,再对编码后的序列进行比特交织,打破了高 阶调制的比特相关性,降低了对极化码信道极化的影响,提升了通信系统的性能。同时,对 比分析了2D和4D调制编码方案,并在解码符号度量计算时加入缩放因子,提升了系统的 误码性能。仿真显示,信道为加性高斯白噪声 (additive white Gaussian noise,AWGN) 时,极化交织方式与传统比特交织编码调制(bit interleaved coded modulation, BICM)相比,在相同的信噪 比下误码性能提升了约1个数量级,在加入缩放因子后,系统的误码性能提升了约0.5 dB。 在偏振复用16进制正交幅度调制(polarization multiplexing 16quadrature amplitude modulation,DP-16QAM) 相干光通信系统中,在误码率为10－4的情况下,4D极化交织方案相比传统BICM方案,性能提升了约1.3 dB。且在不同偏振模色散(polarization mode dispersion, PMD) 下,4D调制方 案对系统PMD的容忍度比2D调制方案更优。     

相干光通信

目前实用化的光纤通信系统都是采用强度调制一直接检测（IM─DD）的方式，这种方式具有结构简单、成本低的优点，但是它不能充分发挥光纤通信的优越性，频带利用率很低，接收灵敏度不高，通信中继距离较短。在无线通信中，由于采用外差通信带来了一系列优越之处，如避免了高频放大滤波的困难，具有混频增益和出色的信道选择性及可调性等等。相干光通信系统（又称为外差光纤通信系统）便是采用单一频率的相干光做光源，利用无线电技术中的外差接收方式，再配合幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等凋制方式的一种新型…     

星间相干光通信技术的发展历程与趋势

对星间相干光通信体制和IM/DD体制进行了对比分析,总结了相干体制应用于卫星光通信的优势。介绍了国内外星间相干光通信的研究历程、目前的技术水平和发展趋势。     

星间相干光通信中的光学锁相环

在相干体制下,二进制相移键控(BPSK)信号调制的零差接收机可实现理论上的最高灵敏度,是星间相干光通信的研究和应用重点.零差接收机要求本振波和信号波严格相位同步,常用的相位同步技术是光学锁相环(OPLL).阐述了光学锁相环的基本原理,介绍了近20年来光学锁相环的发展,在此基础上总结了各种类型锁相环的性能和适用范围.回顾了欧洲国家在星间相干光通信计划中通信终端使用光学锁相环的情况.最后对光学锁相环技术进行了总结,对该技术的前景进行了展望.     

光通信中卫星振动抑制的自适应复合控制

在星地光通信中为了获得较高的性能,需要捕获对准跟踪(APT)系统具有高精度,而卫星振动是影响APT精度的最主要因素。传统反馈控制对卫星振动的中高频抑制效果较差。针对这种情况,将自适应算法引入前馈控制,设计了最小均方(LMS)和递推最小二乘(RLS)两种自适应反馈复合控制算法。仿真验证了反馈控制、LMS复合控制以及RLS复合控制三种算法的性能,结果表明自适应前馈复合控制算法对中高频振动抑制效果明显,采用更快收敛速度以及更高稳态精度的自适应算法可以提高抑制效果。     

时间分辨飞秒相干光谱技术的发展与展望

本文概述超短脉冲激光相干光谱技术的基本原理及发展分析了与这些技术相关的理论，同时指出了以往相干光谱技术中存在的问题。针对本课题组fs或亚氏fs相干光谱实验技术中存在的主要问题提出了具体的改进思路；减少延时线的误差，提高泵浦和探测光斑在样品上的重合度；对探测光进行调制；获取fs脉冲激光与物质相互作用的振幅、相位和波矢的信息；对相干光谱的实验结果进行多方位的理论分析。     

自由空间相干光通信技术及发展

对比了相干探测和直接探测,以及自由空间相干光通信和光纤相干通信,对相干自由空间激光通信系统的特点和关键技术进行了讨论,回顾了近年来国外在自由空间相干光通信领域内开展的有关研究计划.最后对相干光通信技术的应用前景进行了展望.     

用于光纤通信的新型BOA电光开关结构的设计

本文提出了一种新型的ＢＯＡ（ＢｉｆｕｒｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｑｕｅＡｃｔｉｖｅ）型电光开关结构。该结构采用了低传输耗损的ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料和高注入效率的电学注入方法。本文根据双模干涉机理和等离子体色散效应分析了这种开关的电光调制机理，根据大注入效应和双注入效应分析了这种开关的电学性质；并根据大截面单模脊形波导理论和上述分析，对这种开关的结构参数和电学参数进行了优化设计，其开关电流密度为１０２Ａ／ｃｍ２量级。     

相干光正交频分复用系统中光调制的优化设计

相干光正交频分复用(COOFDM)是目前光传输领域的研究热点之一。COOFDM系统采用马赫-曾德尔光调制器(MZM)实现射频(RF)信号到光的转换,而正交频分复用(OFDM)信号对非线性十分敏感,所以在系统设计上最关键的就是实现信号的线性传输。从理论上分析了COOFDM系统中MZM对OFDM信号的非线性影响,通过对MZM偏置点及调制指数优化,实现COOFDM系统的最佳传输,同时对COOFDM系统品质因子Q与偏置点及调制指数关系进行了仿真。结果表明,为了实现最佳线性传输,不同于传统的基于强度调制/直接检测系统(偏置点选在积分点),COOFDM系统中MZM最佳偏置点选在零点;MZM调制指数的选择也会对系统性能产生影响,当COOFDM系统中MZM调制指数为0 dB时,系统性能达到最佳。     

用于光通信的微电子机械系统技术进展

以光开关为主介绍了几种典型的用于光通信的微电子机械系统光器件的研究现状,并介绍了微电子机械系统技术进展。基于微电子机械系统技术,可以获得多种光通信器件。与传统器件相比,微电子机械系统光器件具有体积小、响应速度快、集成度高、成本低等优点,将在光通信领域发挥重要作用。     

低偏振灵敏度行波半导体光放大器的实验研究

本文报导了一种具有低偏振灵敏度的行波半导体光放大器。通过有效地设计放大器的端面增透膜系，使得端面残余反射率低于１０－４，从而获得低于２ｄＢ的偏振灵敏度。     

Key Techniques in Adaptive Polarization Mode Dispersion Compensation: Sampling and Feedback Control

This paper presents the sampling and feedback control techniques, which are the kernel of our experiment on adaptive Polarization Mode Dispersion (PMD) compensation for optical fiber communication systems. Some key points on sampling and feedback techniques are discussed and practical resolutions for them are put forward.