激光通信中OOK/QPSK调制模式下图片传输特性的对比

针对目前信息爆炸式增长对于通信信道容量的更高需求,以图片传输为例,在MATLAB软件中仿真对比了激光通信中开关键控(On-Off Keying,OOK)调制和正交位移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制这两种常见的调制方式下,图片经过加性高斯噪声信道和莱斯信道传输后的传输结果;同时也对比了两种调制方式下的误码率曲线。仿真结果显示,无论是那种调制方式,接收到的图片都会随噪声的增加而出现明显劣化,但是加性高斯信道的劣化速度比莱斯信道更缓慢;在相同信道条件下,图片经过QPSK调制后的劣化程度优于OOK调制;误码率的对比结果显示QPSK调制方式的误码率明显优于OOK调制。通过仿真结果可以得出,QPSK调制在噪声环境下的性能相较OOK调制有其独特的优势,这为激光通信系统中调制方式的选择提供了参考。     

基于密集波分复用的20 Gbit/s大气激光通信

针对目前高速率信息传输的迫切需求,设计并实验了两路数字信号密集波分复用(DWDM)的大气激光通信结构。两路激光波长分别为1 539.76 nm和1 540.55 nm,采用强度调制,光信号经复用和放大后,由光学天线发射,经1 km大气信道传输,在接收端对光谱、波形和眼图进行了测量。实验结果显示,在弱湍流情况下,实现了两路光信号的解复用,并得到了较为清晰的波形图和眼图。两路数字信号的传输速率为20 Gbit/s时,Q因子仍达到5以上。     

水下激光通信上行传输特性研究

采用谱分析的方法,建立三维随机海浪的模型;根据大气折射率高度模型,对变折射率大气进行分层。在理论上分析激光通过随机起伏的海面和折射率不均匀分布的大气后,到达卫星接收机平面时形成的光斑的形状、位置和大小。仿真结果表明,海面随机起伏对上行光传输的影响取决于发射光束覆盖的海面区域,即海面光斑的尺寸与海浪波长的相对关系。当海面光斑的尺寸相对很大或很小时,对上行光传输的影响可忽略;在其它情况下通过适当调整发射光束的宽度可以提高通信的质量和稳定性。     

激光调制和激光通信原理的演示

给出了一种演示激光调制和激光通信原理的电路设计。     

HF/DF激光传输的大气衰减特性

 大气中的水汽对DF激光主要强线的吸收相对较小，而HF激光的大多数谱线受水汽和CO₂分子等的吸收较大。利用较新的HITRAN96数据库和我国不同地区的气象资料，采用逐线积分法计算了HF/DF 激光的大气衰减情况。所选的谱线中，在合肥地区（年平均）， HF的水汽吸收系数最大值可达到10km^-1的数量级，二氧化碳吸收系数最大可达10^-4~10^-3km^-1量级，P2(8)线吸收最弱；DF激光水汽吸收系数最大值可达到10^-1km^-1,比HF低2个量级，且随高度衰减很快，10km处就到10^-5~10^-4km^-1量级，P2(8)线吸收最弱。在我国，由南向北，由夏季到冬季，水汽浓度减少，大气对HF/DF激光的吸收率也相应地递减。     

HF/DF激光传输的大气衰减特性

大气中的水汽对DF激光主要强线的吸收相对较小,而HF激光的大多数谱线受水汽和CO2分子等的吸收较大。利用较新的HITRAN96数据库和我国不同地区的气象资料,采用逐线积分法计算了HF/DF 激光的大气衰减情况。所选的谱线中,在合肥地区（年平均）, HF的水汽吸收系数最大值可达到10km-1的数量级,二氧化碳吸收系数最大可达10-4~10-3km-1量级,P2(8)线吸收最弱;DF激光水汽吸收系数最大值可达到10-1km-1,比HF低2个量级,且随高度衰减很快,10km处就到10-5~10-4km-1量级,P2(8)线吸收最弱。在我国,由南向北,由夏季到冬季,水汽浓度减少,大气对HF/DF激光的吸收率也相应地递减。     

不同大气信道对大气激光通信的影响研究

对自由空间光通信技术的基本原理进行了分析,并对该项技术目前所存在的关键问题一自由空间衰减效应做了重点研究,为实现不同天气条件下语音信号的传输进行了初步探索。     

半导体激光器大气传输激光通信研究

描述一种激光大气传输通信系统。采用光作为载体,将声音和数据信息发送给接收器。与该系统相连的计算机能够通过一此接口与其它计算机连接。这种激光大气传输系统有体积小、重量轻、适应性强、便利、安全和抗干扰的特点。     

无线激光通信在高速视频传输中的应用

利用无线激光通信传输速率高的优势,设计并实现了一套622Mbps视频传输系统。将视频转换、数据处理、激光收发等功能集中在单块电路板上,提高了灵活性。使用片内异步先进先出队列（FIFO）组成乒乓操作,对连续视频数据流进行有效切换控制。采用曼彻斯特编码较好地从接收信号中恢复出数据和时钟,有利于接收串行数据流的边界检测和同步。实验表明,本系统可以稳定地传输视频,满足地面距离应用的需要,为进一步研究激光通信各项技术提供了平台。     

弱湍流大气激光通信中的光强闪烁研究

大气激光通信中，湍流引起的光强闪烁严重影响通信系统的性能指标（误码率）。通过对湍流条件下光强分布的数值仿真，得出弱湍流时接收光强服从对数正态分布，与Rytov理论一致。用随机过程分析的方法给出了系统误码率与光强闪烁的关系，并进行MATLAB数值模拟。研究表明误码率随对数振幅方差（湍流强度）的增加而上升，且当对数振幅方差在0～0．02时，误码率随对数振幅方差的变化较快，近似呈线性递增。在工程中，可采用自适应光学或多发射机等技术抑制湍流对大气激光通信的影响。     

40Gbit/s相干偏振复用QPSK传输中基于 Manakov方程的非线性补偿

在40 Gbit/s相干偏振复用正交相移键控(QPSK)传输系统中,为了补偿由于光纤中非线性效应引起的传输信号损伤,采用了基于Manakov方程的反向传播非线性补偿算法.传统的基于标量非线性薛定谔方程(NLSE)的反向传播算法忽略了偏振模色散(PMD)的作用,因此在偏振复用系统中不能补偿由于PMD引起的信号损伤;而基于...     

40 Gbit/s 相干偏振复用QPSK传输中基于Manakov方程的非线性补偿

 在40 Gbit/s相干偏振复用正交相移键控（QPSK）传输系统中,为了补偿由于光纤中非线性效应引起的传输信号损伤,采用了基于Manakov方程的反向传播非线性补偿算法.传统的基于标量非线性薛定谔方程（NLSE）的反向传播算法忽略了偏振模色散（PMD）的作用,因此在偏振复用系统中不能补偿由于PMD引起的信号损伤|而基于Manakov方程的数字信号处理方法能够对PMD与克尔非线性效应的耦合作用进行补偿.从仿真与实验两个方面对此方法在40 Gbit/s相干偏振复用QPSK传输系统中的补偿效果进行了验证.结果均表明,与NLSE相比,基于Manakov方程的反向传播算法在400 km长距离QPSK传输中显示出更好的性能.在光信噪比（OSNR）为18 dB时,基于Manakov方程的反向传播算法得到的Q值与NLSE相比提高约3dB.     

Realizing 20 Gbit/s OTDM Transmission over 50 km True-wave Fiber with Dispersion Compensation

20 Gbit/s OTDM transmission over 50 km true-wave fiber with dispersion compensation was realized for the first time in China. The power penalty is smaller than 8 dB. The following technology problems were solved: the generation and the compression of ultra-short optical pulse; low bits to high bits multiplexer; high bits to low bits demulitplexer; the clock extraction from high speed system, dispersion compensation.     

Realizing 20 Gbits OTDM Transmission over 50km Truewave Fiber with Dispersion Compensation

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ：ｏｐｔｉｃａｌｔｉｍｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＴＤＭ）ａｎｄｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＷＤＭ）．ＯＴＤＭｉｓｂｅｉｎｇｗｉｄｅｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｅｃａｕｓｅｏｆｓｏｍｅｖｉｒｔｕｅｓｉｎｏｐｔｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［１～４］．ＯＴＤＭｗｉｔｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅｃｈａｎ…     

Detection at Gbit/s rates with a TJS GaAlAs laser

Feasibility has been shown for using a GaAl-GaAlAs Transverse Junction Stripe (TJS) laser as a high performance optical detector. The impulse response of the device was measured to be 170 ps (FWHM), corresponding to a receiver capability of 5 Gbit/s (NRZ). The responsivity at the operating wavelength of the laser/detector (900 nm) and at a reverse bias voltage of 3 V was 0.1 A/W. As a comparison, measurements on a narrow-stripe DH laser showed an impulse response of 6 ns (FWHM) and a responsivity of 0.06 A/W. Using identical structures for both the laser and the detector offer a promising approach to monolithic integration.     

Gbit/s rate bipolar pulse modulation of semiconductor injection lasers

Using a bipolar drive current pulse shape and very low threshold (9 mA) lasers, zero-background pseudorandom optical pulses were generated and detected at a rate of up to 4 Gbit/s without a pattern effect. The drive current pulse consists of a forward pulse followed by a reverse pulse, each of 70 ps duration and about 400 mA amplitude. No DC bias was applied, which is a necessary condition for pattern-effect-free modulation.     

Optimal Dispersion of NZ-DSF in 40 Gbit/s DWDM Transmission

Numerical and experimental verification of optimal dispersion of NZ-DSF in 40Gb/s-based DWDM transmission are performed using 240km simple transmission line. The results show that dispersion of +8ps/nm/km is effective in 40Gb/s as well as 10Gb/s.     

Pump-probe analysis of the cross-phase modulation degradation induced by 10 Gbit/s amplitude-shift-keyed signals on 40 Gbit/s DPSK signals

A study of the cross-phase modulation (XPM) degradation of differential-phase-shift-keyed (DPSK) signals due to amplitude-shift-keyed signals is performed using pump-probe simulation. Approximate expressions for the contributions of the XPM-induced intensity and phase modulation to the electrical current fluctuations at the differential-phase-exchange-keyed receiver are presented. It is shown that, unlike prior works and similar to intensity-modulated signals, the contribution of XPM-induced intensity modulation is dominant in systems using standard fiber or high residual dispersion.     

100-Gb/s undersea transmission with high spectral efficiency using pre-filtered QPSK modulation format

We provide a review of our recent 100-Gb/s, high spectral efficiency (SE) experiment targeting transoceanic and regional undersea transmission distances. We demonstrated that simple pre-filtering at the transmitter together with a maximum a posteriori probability (MAP) detection algorithm can significantly improve SE. We transmitted 96×100-Gb/s pre-filtered polarization division multiplexed return-to-zero quadrature phase shift keyed (PDM-RZ-QPSK) channels with 300% SE over 10608 km using 52-km spans of 150-μm 2 fiber and simple single-stage erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs). We also achieved 400% SE over 4368 km using similar techniques.     

基于混沌激光产生1 Gbit/s的随机数

利用光反馈半导体激光器产生的混沌激光作为随机数发生器的物理熵源,通过8位 ADC将熵源信息转化为二进制码,并经后续差分运算处理改善其随机性,最终获得了1 Gbit/s的随机数.所产生的随机数通过了NIST Special Publication 800-22的全部测试项. 关键词： 混沌激光 随机数发生器 半导体激光器 模数转换