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。     

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.     

大容量光传输系统发展现状

 综述了大容量光传输系统的发展现状及最新技术研究进展。理论和实验研究表明,由于光纤的非线性及放大器的带宽等限制,通信容量已经接近了单模光纤的传输极限。因此,光纤通信的发展需要克服单载波传输中高速电器件的限制瓶颈。本文总结了多载波技术的产生方案：用频分复用（OFDM）或奈奎斯特波分复用（Nyquist-WDM）技术提高频谱的利用率,增加信道容量实现P bit/s甚至更高传输速率。另一方面需要从研究光纤本身的角度出发,在考虑成本效益和能源效率的前提下充分利用光纤的空间维度。空分复用技术（多模、多芯）及角动量复用技术（OAM）将成为未来超越单模光纤的容量极限、大幅度提高光纤传输容量的研究重点。     

我国超大容量光传输再创新纪录

由武汉邮电科学研究院、光纤通信和网络国家重点实验室、烽火通信合作在国内首次实现一根普通单模光纤中C+L波段368路,每路183.3Gbit/s的超大容量超密集波分复用传输160km,传输总容量达到67.44Tbit/s,相当于8.1亿对人在一根光纤上同时通话。其传输容量达到目前世界先进水平。     

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.     

一根光纤可供2．1亿对人同时通话——我国首次实现168×103Gb／s光纤传输2240公里

8月19日从武汉邮电科学研究院传来消息，国家973计划项日“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”取得霞人进展。任围内首次实现一根普通单模光纤中C波段168路，每路103Gb／s的超大容量超密集波分复用传输2240公里，传输总窬量达到17．32Tb／s，相当于2．1亿对人存一恨光纤上同时通话。     

全光纤波分复用通信系统

光纤通信是本世纪最伟大的成就之一,光纤波分复用是实现超高速、超大容量通信的最佳方式．本文提出一种新颖模式的波分复用通信系统—全光纤集成型系统．光发射机由全光纤激光器构成,光接收机使用的是全光纤光栅ＡＤＭ,传输中继则由光纤ＥＤＦＡ 完成．首次对这类系统及其各组成部分进行了成功地研制,并在实验上成功地实现了４×２．５Ｇｂ／ｓ速率、１００ｋｍ 距离的信息传输．     

单模光纤中偏振模色散的研究

目前光纤通信系统正在向大容量、高速率、长距离等方向发展,使得原本对低速率系统而言可以忽略不计的非线性效应和偏振模色散(PMD)等光纤性能缺陷成为限制系统升级和传输距离的主要因素。因此,偏振模色散是目前国际上在光纤通信领域中讨论的热门话题之一。介绍了单模光纤中的偏振模色散及其产生的原因、偏振模色散的干涉法测量方法和测量原理,以及如何在实际应用中利用偏振模色散测量保偏光纤的拍长。     

光纤通信技术发展动向评析

概述信息业务种类和数量需求的增长趋势，说明通信扩大建设对光纤技术发展的原则性要求，包括延长传输距离，加大传输容量，发掘利用已设光纤的潜力和设计今后应用的新型光纤，光子器件和集成的加快研究开发，以及新技术必须提高可靠性和降低成本等要求。介绍光纤通信新技术近年研究，实验和应用的进展趋向，包括光纤放大器，密集波分多路，非零色散光纤和高性能光子器件与集成等新技术的进展。     

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。     

光通信用塑料光纤的性能及系统应用

随着用户对数据通信需求的日益增大，传输数据容量正在迅速增长，网络运营商都在积极发展高速传输系统，为此急待一种新型传输介质来适合短距离高速传输要求。目前在计算机网络通信中光纤通信具有无可比拟的优势，它具有传输速率高，抗电磁干扰能力强和安全保密性好等优点。但由于石英光纤的易碎性，难以连接和价格高等原因，并不适合在短距离通信中应用。近年来国外一些著名大学和研究机构竞相开发价格便宜、接续简捷、工作可靠的塑料光纤和通信系统。本文通过对新型塑料光纤的性能分析，得出结论，塑料光纤以其较高的性能价格比将广泛应用于短距离通信中。     

单模光纤极化模传输对PSK相干通信系统性能的影响

本文分析了单模极化光纤中线性极化模和圆极化模的传输特性,研究了单模光纤的极化特性对相干检测效率的影响以及对相干系统误码率的影响。同时还给出了单模光纤传输函数曲线,并对PSK相干检测系统与强度调制-直接检测(IM-DD)系统的性能进行了比较。     

高速光纤通信系统中二阶PMD补偿方案的研究

偏振模色散效应严重制约着长距离高速光纤通信的发展,偏振模色散的自适应补偿成为光通信领域研究的焦点。在分析目前高速光通信系统中常用的几种PMD补偿技术局限性的同时,对高阶PMD及其补偿问题进行了分析与讨论,提出了二阶PMD补偿方案,并对该方案进行了推导。     

S波段光纤放大器研究进展

迅速膨胀的数字信息服务量使拓展光纤通讯带宽成为迫切需求，S波段光纤通讯窗口的开发利用已迫在眉睫，本文介绍了掺铥光纤放大器(TDFA)、增益位移掺铥光纤放大器(GSTDFA)、拉曼放大器(RFA)等S波段光纤放大器的工作原理及研究进展情况。     

色散补偿光纤应用技术的探讨

在分析色散补偿光纤（ＤＣＦ）应用原理的基础上,对ＤＣＦ特性的评价、ＤＣＦ和常规单模光纤连接损耗的降低、ＤＣＦ和掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）与常规单模光纤线路的连接方式以及色散补偿传输系统中继距离的估算等应用技术进行了探讨,并提出了一些新的看法和建议。