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。     

基于LabVIEW的频分复用系统仿真

介绍了频分复用的原理,提出一种用LabVIEW实现的适用于实验教学的频分复用系统方案。该系统以三路调制信号模拟信道的频分复用为例,说明频分复用的基本原理及其在LabVIEW中实现的仿真过程。基于LabVIEW的频分复用系统实现简单,有助于学生更好地掌握频分复用技术。     

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。     

软件复用技术及其展望

软件复用是提高软件开发生产率和软件产品质量的一条行之有效的途径 .本文阐述了软件复用技术的产生背景 ,可复用软件库及其功能 ;描述了RSL可复用软件库的设计、组织和管理 ;介绍了基于可复用软件库的软件复用过程 ;指出了软件复用技术存在的一些主要问题及解决途径 ,展望了软件复用技术的发展趋势     

基于绝对极性占空比复用技术的光纤通信系统研究

本文介绍了一种利用不同占空比实现信道复用的新型复用技术,即绝对极性占空比复用技术(APDCDM),并分析了APDCDM的复用与解复用原理.利用Matlab设计了APDCDM系统的解复用器,利用软件Matlab与Optisys-tem进行联合仿真,设计了基于APDCDM的光纤通信系统,并验证了APDCDM在光纤通信系统中的可行性.     

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。     

软件复用技术及其展望

软件复用是提高软件开发生产率和软件产品质量的一条行之有效的途径。本文阐述了软件复用的产生背景，可复用软件库及其功能；描述了RSL可复用软件库的设计、组织和管理；介绍了基于可复用软件库的软件复用过程；指出了软件复用技术存在的一些主要问题及解决途径，展望了软件复用技术的发展趋势。     

浅谈波分复用器及其在光纤通信中的应用

在光纤通信领域中使用波分复用技术,可以极大地提高网络的传输容量及速率,是解决现代通信技术带宽危机的有效方法.本文介绍了波分复用器件的类型、特性、波分复用技术的原理及其在光纤通信中的应用和优势.     

基于QPSO的自适应均衡算法

自适应均衡技术能有效地克服光纤信道的色散和光纤非线性等效应引起的符号间干扰。但传统的自适应均衡算法存在收敛速度慢、稳定性差、均衡效果不理想等缺点,从而使自适应均衡器在高速光纤通信系统中的应用受到限制。提出了一种基于QPSO的自适应均衡算法。仿真实验表明,QPSO具有收敛速度快、计算精度高等优点,将其作为自适应均衡器的控制算法可收到很好的均衡效果,优于传统的控制算法。     

掺铒光纤放大器的均衡光滤波器设计

应用改进的遗传算法（GA）设计掺铒光纤放大器（EDFA）的均衡光滤波器,这种方法计算简单,快速,避免了用经验方法设计均衡光滤波器时的主观性,对一个典型EDFA的数值计算结果表明,通过改进的GA算法设计所得的均衡光滤波器可以有效地展宽EDFA的带宽,使加入均锋措施后的EDFA更加适合应用于WDM系统。     

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。     

光纤通信浅谈

简要介绍了有关光纤通信的若干问题，包括光纤的类型、光纤的损耗特性和色散特性、光路的光器件、光纤通信系统以及光纤通信系统的工程设计。     

小型光纤通信网

光纤通信系统具有高速、抗干扰、传输距离远等明显优点，采用USB、FPGA和HOTLink技术设计的小型光纤通信网，实现高速通信，并采用异步传输模式，来实现高效通信，由于模块化设计和大规模可编程器件的采用，因此使系统具备较强的可扩展性。     

数字光纤通信系统的建模与仿真

建立了数字光纤通信系统各部分的数学模型,并利用这些模型编程实现了丛电发端到电收端整个系统的特性仿真,还建立了一个可用于评估光纤通信系统性能及开展理论研究的实验平台,能够显示信号波形、性能眼图,给出了系统的误码率等,运用该仿真软件对已有系统进行了性能测试与评估,仿真结果与实际性能相符合。     

波分复用光纤通信系统中偏振模色散及其补偿方法

当光纤通信系统单信道速率升级到40Gbit/s以上时,偏振模色散(PMD)的影响已经成为严重影响系统性能的主要因素。本文分析了波分复用(WDM)系统中PMD的影响,对WDM系统中现有的PMD补偿方法进行了评述,认为多信道PMD同时均衡法是一种可行的方法。     

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。     

光通信光纤光栅的研究和应用

介绍了国外光栅研究的最新进展和光纤光栅被应用于光通信系统中的新动向。阐明了布拉格光栅可以通过位于２４４ｎｍ的二束紫外光（ＵＶ－Ｌａｓｅｒ）从光纤侧面对光纤曝光直接被写入光纤的芯中；分析了光纤光栅产生的原因，并指出光纤光栅具有很高的反射率，可以将这种布拉格光栅做为频率反射镜；还系统地分析了光纤光栅应用于光通信系统中的光源、放大器、波分复用（ＷＤＭ）以及光孤子（Ｓｏｌｉｔｏｎ）通信的原因