利用非线性光纤环镜160Gb/s到10Gb/s解时分复用

研究了160 Gb/s光时分复用(OTDM)系统的解复用技术.针对160 Gb/s速率的特点,对高非线性光纤(HNLF)的光纤环镜(NOLM)特性及解复用进行了数值仿真.计算了低信号光时间抖动下解复用误码特性对时钟与信号的走离及时钟功率的依赖关系.计算了三种走离值消光比随时钟功率增加的变化趋势并给出:存在一个能获得最大的解复用窗口消光比、并能降低相邻信道串扰的合适的时钟功率范围.利用自制的基于电吸收调制器和压缩技术的超短光脉冲源建立了160 Gb/s OTDM实验系统,测量了不同信号光功率下NOLM的消光比,它基本不随信号增大而变化,在信号功率为7.3 dBm时仍大于23 dB.利用上述装置实现了无误码的160 Gb/s到10 Gb/s全光解复用.     

基于色散位移光纤中四波混频效应的2×40 Gb/s全光3R再生系统

利用色散位移光纤(DSF)中四波混频效应在闲频光波长处增益的指数增长特性及增益饱和特性,提出了一种基于恶化信号抽运的2×40Gb/s的双波长全光3R(再放大、再整形、再定时)再生实验方案。对再生原理做了理论分析和实验验证,完成了1550.92nm和1557.36nm两个波长上不同恶化信号的全光再生实验,将恶化信号的接收机灵敏度分别由-20.3dBm、-20.4dBm改善到-27.3dBm、-25.6dBm,灵敏度改善量为7.0dB和5.2dB。系统实验验证了理论分析的结果,对于解决波分复用(WDM)系统中多路信号的同时再生问题提出了一种可行的解决方案。     

波分复用孤子通信系统容量研究

在波分复用(WDM)孤子通信系统中,不同信道的孤子由于载波频率不一样而会发生周期性的碰撞,碰撞将引起孤子到达接收端时间的移动,这个现象限制着邻近信道的最小频率间隔和可以被复用的最大频率范围,即决定了WDM孤子通信系统的最大通信容量。     

半导体光放大器引起的串扰及其抑制技术

由于半导体光放大器(SOA)的增益饱和效应,在波分复用系统中.每个信道的增益受到复用的其它信道的影响.SOA引起的各信道之间的串扰严重限制了其应用.理论研究了SOA增益饱和效应引起的信道间串扰.数值模拟了多路信道复用时系统的误码率随复用信道数和光功率的变化情况,发现随着复用信道数的增加SOA增益饱和引起的信道间串扰越来越严重.对SOA中串扰的抑制方法进行了理论和实验研究.数值模拟发现连续光注入可以抑制输出功率的波动,从而减小误码率,当复用10个信道时,连续光注入可以使功率代价减小2 dB;实验验证了两信道的40 Gb/s系统中,注入连续光可以减少SOA引起的信道间串扰.     

抑制信道间干涉的40 Gb/s光码分复用系统

成功演示了码片速率高达280 Gchip/s的全光编解码,编解码光栅是采用"等效相移"方法制作而成的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG).考虑和分析了信道间干涉,实验验证了40 Gb/s×2的光码分复用(OCDM)信号复用.引入非线性光学环镜(NOLM))来抑制信道问干涉,利用非线性光学环镜的非线性开关特性将解码输出脉冲的宽度由7.7 ps压缩至3.8 ps,并同时有效的减小了干扰噪声,进而提高系统性能.理论计算和实验结果表明了采用超结构光纤布拉格光栅和非线性光学环镜实现高效编解码的可行性.高速的全光编解码可以应用于点到点的光码分复用系统以及光标签交换网络.     

正交多载波产生技术研究

相干且频率锁定的正交多载波光源产生技术在光通信领域有着诸多应用,能广泛用于微波光子学、全光信号处理以及波分复用(WDM)技术和正交频分复用(OFDM)技术.互联网数据业务的快速增长使得超宽带大容量骨干网传输技术越来越受到世界各国的重视,而要实现Tb/s超大容量传输,目前使用的最主要的方法是光的波分复用(WDM)或正交频分复用(OFDM)技术.作为实现光WDM或OFDM的一项关键技术,相干和频率锁定的正交多波长光源技术引起了国内外各大科研机构的强烈关注.介绍了国内外多载波技术的现状以及多载波产生的多种方案,并对每一个方案进行了对比分析,为未来的研究提供了一些参考.     

实现20Gbit/s的OTDM孤子信号56km色散位移光纤的传输

在国内最先采用孤子的方式将8×2.5Gb/s的OTDM信号在色散位移光纤中传输了56.1km,对8×2.5Gb/s的OTDM进行解复用后进行了误码测量,系统功率代价为2.9dB.系统采用增益开关半导体激光器作光孤子源,高Q电滤波方式提取时钟,非线性光学环路镜解复用。孤子脉冲最大半宽度为20ps,传输光纤平均色散1.2ps/nm/km。     

等幅均匀复用OTDM信号的单路和群路时钟提取

提出了针对等幅均匀复用的光时分复用信号进行全光时钟提取的一种新方案,理论上分析了该方案的可行性,并给出了各次谐波时钟频率分量大小的表达式.实验上利用该方案成功地从等幅均匀复用的8×2.5 GHz信号中提取出了2.5 GHz单路时钟和20 GHz群路时钟光脉冲.此技术可应用于高速OTDM信号的时钟提取.     

利用非线性光纤环路镜将20Gb/s的OTDM信号变换26nm

本文利用非线性光纤环路镜成功地将中心波长为1533.9nm的20Gb/s(8×2.5Gb/s)的OTDM信号变换到1553.3nm和1560.3nm,变换的最大间距达26nm,测量了变换后信号光的眼图和光谱图,并对实验结果进行了分析。     

40 Gb/s超短光脉冲序列的四相编解码实验研究

采用3码片的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)作为编/解码器,该编/解码器光栅包含3段子光栅(空间码片),在相邻的空间码片的边界处存在离散的四相相移(0,π/2,π,3π/2)。利用四相编解码所具有的良好自相关和互相关特性,成功实现了单信道速率高达40 Gb/s,码片速率高达240 Gchip/s的全光编解码实验。据我们所知,这是利用光纤布拉格光栅作为编/解码器的全光码分复用(OCDM)系统所达到的最高单信道传输速率。理论计算和实验结果表明了利用超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)实现多相高速全光编解码的可行性。这样高速的全光编解码可以应用于光码分复用系统和分组交换网络。     

偏分复用系统中偏振模色散补偿与偏分解复用一体化方案

本文建立了偏分复用系统中偏振模色散与信号偏振态变化引起信道串扰的数学模型, 分析了偏振模色散对偏分复用信道射频功率的影响, 并提出了适用于偏分复用系统的光域偏振模色散补偿与偏分解复用同时进行的方案: 用信道的射频功率作为反馈控制信号, 监测链路中偏振模色散和偏振态变化引起的信道串扰的大小, 用改进的粒子群优化算法对偏振控制器进行自适应控制, 同时完成偏振模色散补偿与偏分解复用. 在112 Gb/s偏分复用-差分正交相移键控(PDM-DQPSK)传输系统中仿真验证了该方案的有效性. 结果表明该方案可以使112 Gb/s-PDM-DQPSK传输系统完成自适应偏分解复用的同时, 在1 dB的光信噪比代价下, 使系统对偏振模色散的容忍度提高20 ps. 关键词： 偏分复用系统 信道串扰 偏振模色散 偏分解复用     

基于Optisystem的单模光纤WDM系统性能仿真

利用Optisystem实现了单模光纤波分复用(WDM)通信系统。在发送端,产生了四路复用的WDM信号,信道采用单模光纤及光放大器,接收端采用光电二极管。利用光谱显示模块显示了关键节点的光谱,利用眼图模块显示了接收端恢复的电信号的眼图。实验表明,建立的单模光纤通信系统具有良好的可靠性,Optisystem非常适合光纤通信系统课程实验。     

光子晶体方形谐振器波分解复用的特性

光通信系统设计中波分解复用器是分离光信号的一种关键部件,用于分离光信号的微型谐振器特性直接关系到波分复用(WDM,wavelength division multiplexing)解复用系统的工作性能。在二维光子晶体中逐步优化设计了基于光子晶体方形谐振器(PCSR,photonic crystal square resonator)的单信道WDM解复用结构,借助于耦合模理论(CMT,coupled-mode theory)定性分析了波导与谐振腔结构的电磁波耦合相互作用,并用时域有限差分法(FDTD,finite-difference time-domain)数值模拟了其结构工作特性。结果表明:基于PCSR设计的单输出端口WDM解复用结构在设计的参数范围中具有单谐振峰、中心波长宽调谐范围(1 501.4 nm~1 591.0 nm)、通带带宽窄(3.3 nm~9.1 nm)的特性。该结构可应用于WDM解复用光通信系统设计和光路集成设计等方面。     

多波长双二进制载波抑制归零码光分组产生方法研究

为了简化多波长光分组交换系统的发送端结构,提出了一种基于马赫-曾德尔延时干涉仪(MZDI)器件实现多波长双二进制载波抑制归零码(DCS-RZ)格式的光分组产生方法。该方法采用单个MZDI器件将波分复用(WDM)差分相移键控(DPSK)净荷信号转换成WDM DCS-RZ净荷信号,同时完成WDM非归零码(NRZ)标签与净荷信号的耦合,得到WDM DCS-RZ光分组信号。通过4×40 Gb/s DCS-RZ光分组信号产生、传输和分离仿真实验,验证了方法的可行性。仿真结果表明:240 km光纤传输后,净荷在经过法布里-珀罗(F-P)滤波器分离后接收灵敏度仅下降1.8 d B。     

多波长双二进制载波抑制归零码光分组产生方法研究EI北大核心CSCD

为了简化多波长光分组交换系统的发送端结构,提出了一种基于马赫-曾德尔延时干涉仪(MZDI)器件实现多波长双二进制载波抑制归零码(DCS-RZ)格式的光分组产生方法。该方法采用单个MZDI器件将波分复用(WDM)差分相移键控(DPSK)净荷信号转换成WDM DCS-RZ净荷信号,同时完成WDM非归零码(NRZ)标签与净荷信号的耦合,得到WDM DCS-RZ光分组信号。通过4×40 Gb/s DCS-RZ光分组信号产生、传输和分离仿真实验,验证了方法的可行性。仿真结果表明:240 km光纤传输后,净荷在经过法布里-珀罗(F-P)滤波器分离后接收灵敏度仅下降1.8 d B。     

基于相向工作方式下交叉增益调制型波长转换器特性的研究

全光波长转换器是密集波分复用系统中的关键光电子器件,也是混合WDM/OTDM光网络实用化的关键部分。从脉冲传输方程和载流子密度方程出发,详细分析了相向工作方式下交叉增益调制型波长转换器转换后光的消光比和啁啾特性。在分段动态模型中考虑了剩余端面反射和自发辐射噪声的影响,模拟结果为交叉增益调制型波长转换器的性能优化提供理论依据。     

光子灯笼模分复用系统MIMO-free高速传输实验

为考察无需多输入多输出模分复用系统的高速信号传输能力,采用模式选择光子灯笼型模式复用/解复用器构建了2×100 Gb/s双偏振正交相移键控模分复用通信实验系统,系统中用到的少模偏振控制器状态可由LP₀₁和LP_11b两个模式信道的信串比参数准确表征。测试了系统误码率与信串比关系,实现两个信道纠后无误码传输的条件为信串比约大于8 dB。当两个信道的信串比分别为14.25 dB和13.81 dB时,与背对背收发系统相比,纠后无误码阈值(10^-2)的接收光功率代价分别为1.40 dB和4.76 dB。分析了光纤衰减、偏振模色散和模式串扰对高速传输系统的影响,估算了串扰受限系统可支持的少模光纤传输距离约为30 km。     

偏振模色散对多信道光纤通信系统信号的影响

利用耦合非线性薛定谔方程,计算了考虑PMD和非线性效应情况下8×40 Gb/s波分复用光纤通信系统中的波形及频谱.与不考虑PMD结果的比较表明:由于PMD的影响使得波形变宽,频谱分裂,同时通过比较还发现PMD对各信道的影响是不同的,这将有利于开发WDM系统中PMD补偿系统.     

使用高非线性光纤在高速环境下实现超连续谱的实验研究

为了得到适用于40 Gb×N WDM的相干光源,对40 Gb/s超短脉冲源的1 550 nm波段利用高非线性光纤(HNLF)进行展谱.并且,通过与标准单模光纤级联的啁啾脉冲压缩的优化方案在抽运光平均功率有限的情况下实现了C波段的光谱展宽,3 dB带宽达到9.32 nm.在获得超连续谱后,按100 GHz(0.8 nm)的信道间隔进行谱切片即可得到WDM所需要的光源,从而为实现超高速光纤通信系统的通信用光源提出了一个解决方案.     

基于码移键控-光码分多址技术的光隐匿通信系统实验

为进一步提高光隐匿通信系统的安全性,提出了基于码移键控-光码分多址(CSK-OCDMA)技术的光隐匿通信方案,搭建了2.5Gb/s的实验系统。实验装置中采用低成本的分布反馈半导体激光器作为隐匿光源,宿主光源采用贴近波分复用(WDM)光网络实际的光波长转换板(OTU)。实验结果表明,隐匿信道可实现背靠背无误码传输,且隐匿信道的引入对宿主信道接收机灵敏度的影响仅为0.1dBm。在保证隐匿信道无误码传输的情况下,宿主与隐匿信号功率差最大可以达24.6dBm。加入前向纠错设备(FEC)后,实现了光隐匿通信系统100km无误码传输。