基于少模光纤的模分复用光传输技术

 基于少模光纤的模分复用技术可将现有单模光纤通信传输系统容量提高数倍乃至数十倍,被公认为能够突破传统单模光纤通信系统传输容量瓶颈的有效技术手段。本文综述了用于对光纤中模式进行复用和解复用的模分复用器、传输用少模光纤、长距离传输提供中继的少模光放大器等方面的研究进展,介绍了利用上述器件开展的模式复用光传输系统实验,展望了模分复用光传输的未来研究方向。     

DWDM系统传输容量分析

采用波分复用技术和光纤放大器是增加光纤系统传输容量的有效方法.本文对1.55μm波长用普通单模光纤和多级光纤放大器的波分复用系统,由色散补偿光纤补偿单模光纤色散,通过保持光纤放大器的输出功率小于饱和功率来限制光纤放大器的非线性和光纤的非线性效应.对波分复用系统中波道间串话和信噪比进行了分析和计算,得到了在波道间距和光滤波器带宽优化选择时的波道间串话和信噪比随复用波道数及级联光纤放大器数的关系曲线,并计算得到每个波道信号速率为10Gb/s的密集波分复用系统的传输容量.     

模分复用系统中少模复用(解复用)技术研究

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器(LCOS-based SLM)的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点.     

模分复用系统中的少模光纤研究新进展

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMF)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMF)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模光纤结构设计、特性及应用.分析讨论了折射率阶跃分布和折射率渐变分布单芯少模光纤、用于无MIMO数据传输的椭圆芯少模光纤、用于光学参量放大的椭圆芯少模光纤、由中心圆孔和椭圆环芯组成的保偏少模光纤、具有10种保偏模式的PANDA环芯光纤、用于模分复用传输的低损耗少模环形光纤以及超模光纤的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的三环芯FMF以及FMF研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,少模光纤研究中的采用特殊材料和光纤结构设计来实现大有效折射率差、低衰减、低色散、大有效模场面积和低非线性系数等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点.     

模分复用光传输技术研究

结合课题组开展的通信领域研究热点模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用光传输研究过程中相对经典的部分研究工作和最新进展,以模式复用器和解复用器的发展为主线,分类讨论了准单模少模光纤单跨距传输、准单模少模光纤控制环传输、基于分立模式复用器和解复用器的少模光纤单跨距传输、基于分立模式复用器和解复用器的少模光纤控制环传输、基于平面光转换模式复用器和解复用器的少模光纤传输、基于3D波导模式复用器和解复用器的少模光纤单跨距传输、基于3D波导模式复用器和解复用器的少模光纤控制环传输、基于光子灯笼的全光纤复用器的少模光纤单跨距传输、基于光子灯笼的全光纤复用器的少模光纤控制环传输、基于全光纤耦合器的少模光纤单跨距传输、基于全光纤耦合器的少模光纤控制环传输;最后,给出了本课题组近期合作研究工作中的准单模少模光纤长跨距传输、单通道信号少模光纤传输研究、多通道波分复用信号少模光纤传输研究。     

模式分集复用通信技术研究进展

 模式分集复用技术是当前光纤通信领域的研究热点之一,该技术以少模光纤中相互正交的独立模式为信道,同时承载多路信号,可以成倍提升光纤通信系统的容量,近年来备受关注。从系统建模、信号均衡和实验进展等方面总结了模分复用通信领域近年来的主要研究成果,重点分析了模分复用系统输出信号的主要均衡方法及其复杂度;从系统结构的角度,总结了模分复用系统的主要类型及其主要实验结果;对模分复用技术的未来研究动向和发展前景进行了展望。     

基于OFDM和SC—FDE技术的水声通信系统研究

在介绍正交额分复用（OFDM）技术和单载波频域均衡（SC—FDE）技术原理的基础上，分析了两种技术的特点。以克服多途干扰、实现水声通信的高速率传输为目的，研究了在现有水声信道模型中两种技术的可靠性、有效性及抗多径能力。仿真结果表明，它们均具有较强的抗多径干扰能力。正交额分复用和单载波频域均衡技术在现代高速水声通信中应具有很好的发展前景。     

低压电力线数据通信正交频分复用（OFDM）技术研究

正交频分复用技术利用相互正交的多个子载波传送信息,具有频谱利用率高、调制方式灵活、抗多径干扰等特点,已成为第四代移动通信系统的关键技术。本文介绍了正交频分复用（OFDM）系统的基本原理,并说明了低压电力线介质上,改进OFDM技术实现方法。     

DWDM与CWDM技术优越性的初步探讨

随着信息时代的到来，人们对光通信带宽的需求日益增加，波分复用技术（WDM：Wavelength—Division Muhiplexing）以其巨大带宽和传输数据的透明性成为当今光纤应用领域的首选技术。密集波分复用（DWDM：DenseWDM）技术具有大容量、数据透明传输、升级扩容方便、灵活等特点，成为长途骨干传输网和核心城域网的首选技术。随着宽带城域网（BMAN）成为信息化建设的热点，粗波分复用（CWDM：CoarseWDM）技术应运而生，并以低成本、拓扑灵活、接入业务类型多、短距传输等特点成为城域及边缘接入层的一种低成本解决方案。     

浅谈WDM关键技术及发展

随着Intemet业务的飞速增长,宽带高速率和多业务已经成为通信网络的发展目标,但现有的通信传输技术和交换技术却越来越不能满足这种要求。于是利用光纤近30THz的巨大带宽容量来传输信息就自然成为当今通信发展的潮流。光纤波分复用技术（Wavelength Derision Multiplexing）的发展,为光纤通信提供了广阔的天地。     

全息光栅型波分复用器的研究进展

密集波分复用(DWDM)是光纤通信增容的首选方案，而波分复用，解复用器是波分复用系统中的关键元件之一，本文综述了全息光栅(HG)型波分复用器的原理以及它的发展，并预言了其在今后一段时间内的发展趋势．     

波分复用和频分复用光纤通信技术研究

波分复用(WDM)和频分复用(FDM)技术可用来充分开发光纤的宽频带特性,实现超大容量信息传输。在“八五”期间科研成果基础上,完成了4×2.488Gbit/s双向154km无中继波分复用光纤通信系统,并已安装于京九九光缆干线广州-深圳段通信线路上作现场试验和试运行。该系统工作稳定可靠,在5个多月试运行中未发现误码。同时,完成4×155Mbit/s频分复用光纤通信实验系统的研制。该系统频道间距为0.1nm,传输距离为18km。系统实现了模块化结构,具有良好的稳定性,实测24小时无误码。这一成果为FDM的应用打下了基础。     

光纤通信中非线性香农极限的突破——光频梳应用及发展趋势

 受限于光纤克尔非线性效应对传输信号质量的影响,光纤通信系统的传输速率和容量难以突破非线性香农极限的限制。利用光频梳的相干特性结合数字信号处理技术突破了早期非线性香农极限的传输性能,有望开启光频梳在下一代光纤通信领域研究的新时代。本文介绍光频梳的定义及产生机制、光频梳在信息通信系统中的最新典型应用、基于光频梳和通信信号处理技术在其他物理科学领域中的交叉应用,探讨了光频梳技术的未来发展方向。     

浅谈光纤通信的发展与展望

光纤通信一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一,是现代电信网络的基础。本文对光纤通信的发展趋势作一简述与展望,包括光纤通信、光交换、PON技术、光孤子通信、光波分复用（WDM）技术。光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。     

相干光正交频分系统CO-OFDM的原理及仿真分析

光纤通信具有其它通信方式无可比拟的优点,因而倍受青睐,不断获得发展。相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)融合了正交频分复用技术(OFDM)和相干检测的双重优势。对于高速的光纤传输中存在的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)有很好的抑制作用,具有很高的频谱利用率。本文首先介绍了CO-OFDM的原理,利用仿真软件Optisystem建立了仿真模型,得到了系统的星座图和误码率曲线,并与传统QAM调制进行了比较。CO-OFDM将会在未来高速率、大容量和长距离传输系统中有广阔应用前景。     

系统仿真在光纤传输特性教学中的应用

单信道速率愈来愈高以及采用密集波分复用技术使光纤中的各种非线性和色散效应对长途干线光纤通信系统性能的影响愈来愈大．如何使学生较好地掌握各种非线性和色散效应影响下的光脉冲传输规律对光纤通信课程教学具有重要意义．为此,教学实践中,采用布置大型作业,进行综合训练,引导学生进行系统仿真的方法,使学生较好地掌握相关的理论基础知识,同时增强了学生的创新能力、应用能力和实践能力,取得了较好的教学效果．     

基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统

 可见光通信（VLC）是一种新型无线光通信技术,它将照明和通信结合起来,因此具有极其广阔的应用前景,成为近年来研究的热点。目前VLC发展的主要瓶颈在于,LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。为解决这一问题,可见光通信系统中使用了硬件预均衡电路,设计并使用了单双级联桥T幅度均衡器,结合自适应比特功率加载正交频分复用（OFDM）技术,有效地提高了可见光通信系统的调制带宽和传输速率。