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.     

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。     

模分复用系统中模式耦合与模式色散的统计特性研究

对模分复用系统中模式耦合和模式色散的统计规律及特性进行了研究。利用基于密度矩阵理论的模式色散统计模型,借助数值模拟分析得到了六模光纤中模式耦合引起的光场能量分布和相干性变化的规律以及与模式色散相关的各物理量的统计分布。结果表明,光纤的随机扰动会造成光场在不同模式之间的相干性于很短的传输距离内迅速衰减为零,因此在相干光通信系统中对模式信号进行处理时,不仅根据能量耦合强度进行分组,需要同时考虑模式间的能量耦合与相干性变化以作全局处理。同时发现,六模光纤中一阶、二阶模式色散的统计分布能够用修正的偏振模色散公式加以描述。以上结论将为模分复用光信号的性能恢复提供理论依据,并有效推动模分复用技术的实用化进程。     

光纤布拉格光栅传感复用模式发展方向

系统分析讨论光纤布拉格光栅传感复用模式,通过研究波分复用、时分复用及空分复用模式的发展历史和现状,抽象出典型结构,建立数学模型,并总结出工程应用概况;通过分析波分复用、时分复用及空分复用模式的技术瓶颈,找出复用模式的改进方式,即3种经典复用模式的联合复用和复用结构系统的改进。最后,通过总结光纤光栅传感复用模式的发展,构建复用设计的体系结构。提出基于光纤布拉格光栅传感器实时数据提取的数字设计工程将是数字制造的一个重大科学前沿,提出光纤光栅传感复用模式的发展方向,即实现分布式传感系统、构建大规模传感网络和建立统一机理模型。     

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。     

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。     

一种大模场光子晶体光纤的传输特性分析

编程实现用于分析光子晶体光纤的频域有限差分法,数值模拟分析了典型的商用大模场光子晶体光纤(LMA-20型)的传输特性,包括模场分布、模场半径、截止特性、模场有效面积和数值孔径等,模拟计算结果与实际测试结果吻合很好。为商用PCF的理论分析提供了参考。     

相移光纤光栅传输谱的研究

相移光纤光栅可作为密集波分复用 (DWDM)系统中的解复用器 ,相移的大小、位置和相移点的多少对该解复用器的性能有重要影响。应用传输矩阵理论分析了相移光纤光栅的相移大小、相移位置不同和多点相移对光纤光栅传输谱的影响     

频分复用系统中的五次非线性效应

在光路密集的频分复用系统中,当光纤中入射光功率非常大的时候,五次非线性效应不能忽略.重点考虑了五次非线性对调制不稳定性(MI)的影响,结果表明:当光场强度非常大时,由于五次非线性效应的影响,在光纤的反常色散区,MI并非总能发生.这为有效地避免频分复用系统中四波混频的不利影响提供了思路.计算表明,为了降低MI不能发生的功率阈值,需要充分利用具有高五次非线性系数的光纤做传输介质.     

光频分复用技术

本文介绍了光频分复用通信系统组成，并就系统中光源频率稳定和光载波的复用与解复用作了进一步的分析，特别对马克·曾德尔干涉仪用作为光滤波器作了理论上的说明。最后阐述了光频分复用方式在大容量通信干线和本地分布网络中的应用。     

使用多路复用技术控制可变形反射镜

提出了将多路复用技术应用于可变形反射镜控制的思想,并以实验验证了其可行性.结果显示,仅用一个高压放大器,对于12个执行器的可变形反射镜,最大镜面刷新频率可达700 Hz;此数据外推可知,对于20个执行器的可变形反射镜最大刷新频率可达400 Hz.而对于400个执行器的情况,若使用20个高压放大器,最大刷新频率仍为400 Hz.与传统控制方法相比,该系统具有低功耗、低成本的优点,可用于大型、超大型自适应光学系统中变形反射镜的控制.     

Precoding for Multiuser Spatial Multiplexing MIMO Downlink

Introduction Spatial multiplexing is a simple technique that allows multiple-input multiple-output (MIMO) wireless sys- tems to attain high spectral efficiencies. Unfortunately, the lack of spatial redundancy makes spatial multiplex- ing susceptible to ra…     

正交频分复用与Weyl-Heisenberg框架

分析讨论L^2(R^s)上Weyl-Heisenberg框架的有关性质，阐明了OFDM系统与Weyl-Heisenberg框架的关系。在深入研究Weyl-Heisenberg框架的基础上，给出了文[21]中提出的OFDM系统设计的理论根据。     

宽带波分复用IP光通信网

建立适用于互联网协议（ＩＰ）业务传输的波分复用（ＷＤＭ）传递网是全球信息化建设的必然。分析了出现这一趋势的原因，并从技术角度阐述了ＩＰ信息流直接在ＷＤＭ光网上传递的可能性和必然性，以及ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ技术的研究现状和发展趋势，并指出确切的提法应为ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ ＯＮ（Ｏｐｅｔｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）。     

保证QoS的多流复用VoMPLS方案

针对已有的VoIP方案包利用率不高，不保证QoS的问题，提出一个高效、可靠的VoMPLS方案。该方案在IP子网对RTP/UDP／IP包结构进行多流复用，在MPLS骨干网对RTP/MPLS包结构进行多流复用，提高包利用率。在子网使用DiffSen，模型，在骨干网使用可变比特率服务保证QoS。分析了DiffServ模型和可变比特率服务之间的映射关系。计算了复用后的包利用率，描述了整个方案的工作过程。分析表明，基于DiffServ、可变比特率服务和多流复用的VoMPLS方案能有效地提高包利用率，保证OoS。     

硅基片上模式复用技术进展

模式复用作为光通信的一个复用维度,最近成为国际上的研究热点。本文综述了最近应用于硅基片上模式复用的相关进展,并介绍了一些核心器件及其性能,如:总线波导、复用/解复用器、光纤接口以及多模光开关等。本文从这些器件的工作原理,分析比较了他们的性能特点和优缺点,并展望了硅基片上模式复用的发展趋势。     

光波分复用系统及其应用

分析了波分复用系统的组成原理,介绍了其技术特征,如频率划分、光 通路频率分配、目标距离、衰减、色散以及输出功率等,最后给出了一些基本应用形式。     

码分复用数字音频水印嵌入方案

结合人耳听觉特性，用扩频方法在音频信号中的听觉不敏感区域嵌入多路数字水印，从而实现码分复用．在对嵌入信息的检测中，除了少量系统参数外，数字水印的提取不需要原始信号，并且毋需精确同步．实验表明，该水印具有很好的隐蔽性；尤其是对常见攻击，MP3编码具有良好的稳健性．