相干光通信

摘要： 针对梯度下降(GD)算法收敛速度较慢的问题,提出了一种基于GD优化算法的有限脉冲响应(FIR)色散均衡器。采用动量梯度下降(MGD)算法在每次更新迭代时对梯度进行指数加权平均优化(简称CMGD算法)并进行偏差修正,利用Opti System搭建单载波相干光传输系统并与Matlab联合仿真。仿真结果表明:在学习速率为0.1、动量系数为0.98时,CMGD算法收敛值达到0.015461;在不同信噪比条件下,采用CMGD算法设计的均衡器的均衡效果优于GD-FIR和经典时域FIR的均衡器,且降低了硬件实现复杂度。

摘要： 针对概率成型双偏振64-正交幅度调制相干光传输系统,实验研究了可重构光分插复用器(reconfigurable optical add-drop multiplexer,ROADM)级联引起的带宽变窄对系统比特级可实现信息速率(bit-wise achievable information rate,BW AIR)的影响。发射端采用基于麦克斯韦玻尔兹曼分布的3个概率成型分布信号。实验装置包括概率成型符号序列的产生、模拟ROADM级联引起整体频率响应带宽变窄的可变带宽光滤波器、简化检测和BW AIR计算。结果表明:对于不同的星座熵,带宽变窄的影响是相似的;对于给定光信噪比,产生最大BW AIR的星座熵取决于ROADM级联导致带宽变窄的程度。通过选择合适的概率成型星座分布,系统可获得最大化BW AIR。

摘要： 针对克尔非线性效应限制系统性能的问题,文章提出概率整形(PS)与相位共轭孪生波(PCTW)相结合的非线性抑制方案,以提高光通信系统的性能。利用Optisystem和Matlab软件,在十六进制、六十四进制正交幅度调制(QAM)两种调制格式下,搭建由两种编码PS(哈夫曼编码和标志取反编码)和3种维度PCTW(时域、偏振域和子载波域)组合的PCTW-PS系统。仿真结果表明,PCTW和PS结合的方案最小误码率(BER)大幅度减小;16QAM-时域PCTW方案BER较小。得到以下结论:PS和PCTW都可改善系统性能,两者相结合可大幅扩大改善程度;16QAM-时域PCTW方案性能较优。仿真结果同时表明,PCTW系统中,同相分量I和正交分量Q的BER存在一定差异,据此,文章提出PCTW-IQ不均衡的概念,这种不均衡性在偏振域PCTW方案中尤其明显。

摘要： 针对目前卷积神经网络在弹性光网络中间节点监测时硬件成本高,占用内存大的问题,提出一种基于二值卷积神经网络与异步延时抽头采样技术的嵌入式光性能监测系统。结果表明,对于16QAM、32QAM、64QAM信号,调制格式识别准确率均为100%,光信噪比识别准确率分别为99.1%、98.5%和97.4%。这些结果证明了在嵌入式平台上将异步延时抽头采样技术和二值卷积神经网络用于中间节点进行链路监测的可行性。此外,本系统的内存占用减少为浮点型卷积神经网络的1/4,识别时间缩短为它的1/3,更适合部署于资源有限的弹性光网络中间节点。

摘要： 由于长距离光传输系统中常使用的线性复用技术,常将非线性视为一种干扰因素。非线性频分复用(Nonlinear Frequency Division Multiplexing,NFDM)近年来受到广泛关注,这种技术在非线性傅立叶域中对数据进行调制,被视为克服克尔非线性的一种潜在方法。本文详细介绍了相干光NFDM的理论推导和传输过程,并描述了b系数调制的概念和优化设计。在本文中,使用训练序列来实现基于b系数调制的NFDM系统的信道估计,并通过蒙特卡洛仿真进行验证。基于改进后的b系数调制方法相比于传统b系数调制方法具有更低的误码率并且可以传输更远的距离。此外,它的性能明显优于传统的调制反射系数的方法。

摘要： 针对空间激光通信系统高能效高灵敏度的调制问题,对差分脉冲位置调制(DPPM)格式进行研究,并将其运用在相干光通信系统中,通过仿真及实验在系统功耗、误码(BER)性能和占用带宽中找到平衡点。实验结果表明,在直调直检和相干光通信传输系统中,在相同的传输信道,相同的传输速率为1.25 Gbit/s的DPPM信号时,两者达到硬判线所需的信号路光功率分别为-36.5和-60.0 dBm。相干传输系统对比直调直检传输系统提升了约24 dB的光功率裕度。对于实现硬判线的传输目标,传输3、6、12和24 Gbit/s速率的DPPM信号需要接收端光功率分别约为-49、-47、-42和-36 dBm。论证了采用DPPM格式/相干探测能够得到更高的灵敏度及更低的误码率。

摘要： 提出并通过实验验证了一种新颖的带内光信噪比(OSNR)监测技术,该技术利用商用的大带宽可调谐光带通滤波器进行采样,将得到的光功率测量值作为高斯过程回归(GPR)的输入特征值,能够准确地估计出大动态范围OSNR值,并且不受光链路的配置影响,具有分布式低成本的特点.针对32 Gbaud PDM-16QAM信号的实验结果表明,在-1 dB～30 dB的大OSNR范围内,光信噪比监测的均方根误差(RMSE)为0.429 dB,平均绝对误差(MAE)为0.294 dB.此外,本文提出的技术被证明对色散、偏振模色散、非线性效应和级联滤波效应(CFE)均不敏感.实验表明,本文提出的技术有潜力被用于在传输信息未知的情况下对中间节点实施链路监控,且由于不需要校准而更易于操作.

摘要： 针对光纤非线性补偿中低通滤波器对数字后向传输(DBP)算法复杂度与补偿精度的影响,研究了256 Gb/s偏振复用16阶正交振幅调制(PDM-16QAM)信号在采用贝塞尔、高斯和巴特沃斯低通滤波器时的非线性补偿特性.实验结果表明:当步长较小时,3种低通滤波器对DBP算法影响基本一致;当步长较大时,高阶贝塞尔低通滤波器的性能最佳.此外,当低通滤波器阶数为1、3 dB带宽固定为8 GHz和步长大于40 km时,高斯低通滤波器比其它2种低通滤波器的Q因子高约0.1 dB.

摘要： 为了确保光纤通信系统运行的可靠性和稳定性,提出一种与调制格式无关和对色散和偏振不敏感的带内光信噪比(OSNR)监测技术.通过调节宽带可调谐光带通滤波器的中心波长,对链路上的信道光功率进行了采样,得到的光功率测量值作为机器学习算法高斯过程回归(GPR)的输入特征,精确地估计并监测链路上信道的OSNR.实验结果表明:在2～30 dB的OSNR范围内,该技术能够实现准确的OSNR监测,同时对色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)和级联滤波效应(CFE)均具有鲁棒性和与调制格式、速率无关的特性.

摘要： 针对相干光纤通信系统中匹配滤波(如根升余弦滤波器)对系统的影响,文章在不同光学带宽、残余色散以及非线性情况下,对不同滚降因子Rf的系统特性进行了研究.文章分别仿真研究了256 Gbit/s偏振复用16阶正交幅度调制(PDM-16QAM)信号在光学带宽为33、50及100 GHz时的传输特性、残余色散在-300～300 ps/nm区间内的特性和注入功率为-3～4 dBm情况下传输1200 km光纤链路的特性.仿真结果表明,对于光学带宽受限的系统,Rf选取(1+Rf)B(B为信号波特率)与系统光学带宽相近的值为宜;对于光学带宽接近两倍波特率的系统,滚降因子Rf选取0.2～0.5为宜.

摘要： 相干光通信技术是提高通信容量,解决网络瓶颈的重要技术之一.窄线宽激光器是相干光通信系统的重要光源,激光器的线宽直接影响相干光通信系统的容量.本文对一种基于等效切趾光栅的窄线宽半导体激光器进行了理论和实验的研究.利用重构-等效啁啾技术设计了等效切趾光栅,通过理论仿真分析了等效切趾光栅结构对抑制激光器空间烧孔的作用.利用等效切趾结构光栅设计了腔长为1mm的DFB激光器,室温下激光器阈值34mA,斜效率0.155mW/mA,并利用延迟自外差法测得了激光器的线宽为201kHz.

摘要： 本文通过DSP系统实现简化M次幂算法,研制成2.5Gbit/s相干传输设备,并进行试验验证系统在350km以上距离传输时系统参数及富裕度情况,验证其在极限距离情况下的传输性能.试验表明,在350km下,系统可有6.5dB富裕度.

摘要： 本文通过DSP系统实现简化M次幂算法,研制成2.5Gbit/s相干传输设备,并进行试验验证系统在350km以上距离传输时系统参数及富裕度情况,验证其在极限距离情况下的传输性能.试验表明,在350km下,系统可有6.5dB富裕度.

摘要： 本文通过DSP系统实现简化M次幂算法,研制成2.5Gbit/s相干传输设备,并进行试验验证系统在350km以上距离传输时系统参数及富裕度情况,验证其在极限距离情况下的传输性能.试验表明,在350km下,系统可有6.5dB富裕度.

摘要： 本文通过DSP系统实现简化M次幂算法,研制成2.5Gbit/s相干传输设备,并进行试验验证系统在350km以上距离传输时系统参数及富裕度情况,验证其在极限距离情况下的传输性能.试验表明,在350km下,系统可有6.5dB富裕度.

摘要： 本文通过DSP系统实现简化M次幂算法,研制成2.5Gbit/s相干传输设备,并进行试验验证系统在350km以上距离传输时系统参数及富裕度情况,验证其在极限距离情况下的传输性能.试验表明,在350km下,系统可有6.5dB富裕度.

摘要： 相对于相干光接收设备，在将第一信号设置到第一偏振光波并且将第二信号设置到第二偏振光波的情况下，在发射侧将偏振复用的光信号偏振分离，并且不能与发射侧相对应地接收第一信号和第二信号。因此，公开了一种相干光接收设备，包括：相干光接收单元，检测相干光；以及信号处理单元，执行由控制系数设置的信号处理。所述相干光接收单元接收由第一发射信号调制的第一偏振光并且输出第一检测信号，以及同时接收由第二发射信号调制的第一偏振光和第二偏振光并且输出第二检测信号。所述信号处理单元基于第一检测信号建立第一控制系数，基于第一控制系数和第二检测信号建立第二控制系数，并且采用第二控制系数输出与第一发射信号相对应的第一接收信号和与第二发射信号相对应的第二接收信号。

摘要： 相对于相干光接收设备，在将第一信号设置到第一偏振光波并且将第二信号设置到第二偏振光波的情况下，在发射侧将偏振复用的光信号偏振分离，并且不能与发射侧相对应地接收第一信号和第二信号。因此，公开了一种相干光接收设备，包括：相干光接收单元，检测相干光；以及信号处理单元，执行由控制系数设置的信号处理。所述相干光接收单元接收由第一发射信号调制的第一偏振光并且输出第一检测信号，以及同时接收由第二发射信号调制的第一偏振光和第二偏振光并且输出第二检测信号。所述信号处理单元基于第一检测信号建立第一控制系数，基于第一控制系数和第二检测信号建立第二控制系数，并且采用第二控制系数输出与第一发射信号相对应的第一接收信号和与第二发射信号相对应的第二接收信号。

摘要： 本发明公开了一种消除相干光通信系统功率振荡的方法，涉及光通信技术领域，该方法包括步骤：对接收的光信号进行放大后，通过可变光衰减器进行信号衰减，将衰减后的光信号和本振光一起输入到接收机中，接收机输出若干组模拟电信号，并将若干组模拟电信号转换为对应的数字信号；根据若干组数字信号实时计算得到信号平均功率值；根据预设的阈值和信号平均功率值，调节所述可变光衰减器的衰减系数；同时，根据预设的最佳平均功率和信号平均功率值，得到数字信号的补偿系数，并将该数字信号的补偿系数分别乘以若干组数字信号后进行输出。本发明提供的消除相干光通信系统功率振荡的方法，可以消除残余振荡，使得接收机的性能更好。

摘要： 本申请提供了一种多路相干光通信装置的发射端及多路相干光通信装置，该发射端包括：基板，设置在基板上的多路光数字信号处理器，以及设置在基板上的多路调制器模块；还包括将多路光数字信号处理器以及多路调制器模块封装在基板上的封装层；其中，多路调制器模块包括与多路光数字信号处理器的每路通道一一对应连接的调制器。在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的发射端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个发射端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

摘要： 本申请提供了一种多路相干光通信装置的接收端及多路相干光通信装置，该接收端包括：基板，设置在基板上的多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块，以及混频器模块；其中，跨阻放大器模块包括与多路光数字信号处理器的每路通道电连接的跨阻放大器；光路探测器模块包括与每个跨阻放大器电连接的光路探测器；混频器模块包括与每个光路探测器耦合的混频器。通过将接收端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个接收端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将接收端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰。

摘要： 本发明公开了一种星载大气相干长度测试方法及星地相干光通信方法，(1)、根据地面测试设备，测试接收随机通道的大气湍流参数；(2)、根据地面测试的大气湍流参数，在捕跟建立的过程中，地面接收星上发射的光束，自适应光学系统可以反演出上行链路中的大气预失真补偿；(3)、星载光通信接收设备根据本方法测试光波面；(4)、光波面测试可以对星地光通信的上行链路是否建立进行判断，所以达到自适应通信建立的目的。采用本发明可以在随时随地进行星地相干光通信的上行链路自适应通信建立，并且可以在激光通信链路捕跟建立的过程中得到有效的判断是否进行通信。实现了星地光通信上行链路可靠性和可行性。

摘要： 本发明公开了一种消除相干光通信系统功率振荡的方法，涉及光通信技术领域，该方法包括步骤：对接收的光信号进行放大后，通过可变光衰减器进行信号衰减，将衰减后的光信号和本振光一起输入到接收机中，接收机输出若干组模拟电信号，并将若干组模拟电信号转换为对应的数字信号；根据若干组数字信号实时计算得到信号平均功率值；根据预设的阈值和信号平均功率值，调节所述可变光衰减器的衰减系数；同时，根据预设的最佳平均功率和信号平均功率值，得到数字信号的补偿系数，并将该数字信号的补偿系数分别乘以若干组数字信号后进行输出。本发明提供的消除相干光通信系统功率振荡的方法，可以消除残余振荡，使得接收机的性能更好。

摘要： 本申请提供了一种多路相干光通信装置的接收端及多路相干光通信装置，该接收端包括：基板，设置在基板上的多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块，以及混频器模块；其中，跨阻放大器模块包括与多路光数字信号处理器的每路通道电连接的跨阻放大器；光路探测器模块包括与每个跨阻放大器电连接的光路探测器；混频器模块包括与每个光路探测器耦合的混频器。通过将接收端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个接收端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将接收端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰。

摘要： 本申请提供了一种多路相干光通信装置的发射端及多路相干光通信装置，该发射端包括：基板，设置在基板上的多路光数字信号处理器，以及设置在基板上的多路调制器模块；还包括将多路光数字信号处理器以及多路调制器模块封装在基板上的封装层；其中，多路调制器模块包括与多路光数字信号处理器的每路通道一一对应连接的调制器。在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的发射端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个发射端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

摘要： 本发明公开了一种星载大气相干长度测试方法及星地相干光通信方法，(1)根据地面测试设备，测试接收随机通道的大气湍流参数；(2)根据地面测试的大气湍流参数，在捕跟建立的过程中，地面接收星上发射的光束，自适应光学系统可以反演出上行链路中的大气预失真补偿；(3)星载光通信接收设备根据本方法测试光波面；(4)光波面测试可以对星地光通信的上行链路是否建立进行判断，所以达到自适应通信建立的目的。采用本发明可以在随时随地进行星地相干光通信的上行链路自适应通信建立，并且可以在激光通信链路捕跟建立的过程中得到有效的判断是否进行通信。实现了星地光通信上行链路可靠性和可行性。