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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • [IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议（ICTON）- 布加勒斯特（2018年7月1日-2018年7月5日）] 2018年第20届透明光网络国际会议（ICTON）- 面向空分复用光网络的光学与数字关键使能技术

    摘要： 为以经济高效的方式满足未来5G网络环境下的数据容量需求，需要探索一系列先进技术，例如空分复用（SDM）以及基于能效相干检测的调制格式。本文展示了基于SDM实现高容量光网络（兼容5G网络基础设施和数据中心连接）的最新研究成果。特别地，我们论证了在多芯光纤（MCF）中采用长周期光栅（LPG）开发多芯SDM系统不同组件（如泵浦耦合器、芯/波长选择型多芯开关及耦合器）的可行性。此外，我们还展示并表征了支持SDM系统中光相干检测的不同数字信号处理（DSP）算法及子系统的性能。

    关键词： 相干检测、长周期光栅、广义斯托克斯空间、数字信号处理、空分复用、空分解复用

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 采用不同调制技术的湍流自由空间光通信系统的解析与仿真比较

    摘要： 本文从误码率(BER)角度，对比分析了自由空间光通信(FSO)系统中强度调制/直接检测(IM/DD)与相干检测调制技术的性能表现。研究系统包括：对应IM/DD的M进制脉冲位置调制(M-PPM)，以及对应相干检测的M进制相移键控(M-PSK)和M进制正交幅度调制(M-QAM)。该系统工作于闪烁指数小于0.75的对数正态弱湍流信道。除IM/DD基于光子强度（即构成脉冲的光子数量）外，相干技术主要通过特定时间内传输的信号脉冲量来实现信号生成。值得注意的是，先前研究均通过光子计数波动统计来评估IM/DD技术性能，但从未讨论过信道衰落强度对信号强度的影响。本研究通过推导基于信号强度概率密度函数的M-PPM误码率表达式，在考虑衰落强度、闪烁指数、热噪声及中断概率等系统参数的基础上，实现了这两种检测方式的客观等效性分析。

    关键词： M元脉冲位置调制（MPPM）、M元相移键控（MPSK）、M元正交幅度调制（M-QAM）、强度调制/直接检测（IM/DD）、闪烁指数、相干检测

    更新于2025-09-23 09:25:02

  • [IEEE 2019 SBFoton国际光学与光子学会议(SBFoton IOPC) - 巴西圣保罗(2019.10.7-2019.10.9)] 2019 SBFoton国际光学与光子学会议(SBFoton IOPC) - 基于OFDM和Nyquist FDM的1Tb/s单激光相干光系统比较研究

    摘要： 评估了两种复用技术——数字频率复用的奈奎斯特FDM和OFDM在高数据速率相干光传输中的表现。通过双偏振64QAM（速率为100GBd）和256QAM（速率为75GBd）的仿真，实现了1Tb/s的净数据速率。系统性能从OSNR与发射/接收激光器线宽、子载波数量、DAC/ADC量化位数及带宽等维度进行评估。尽管两种技术性能相近，但相干奈奎斯特FDM可能实现更低成本的部署。

    关键词： 地铁、正交频分复用、长途传输、相干检测、数字信号处理、非正交频分复用

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 利用数字信号处理提升大容量相干DWDM自由空间光通信链路的性能

    摘要： 本文研究了一种1.28 Tbps（32×40 Gbps）大容量DWDM-FSO链路，通过采用相干检测和数字信号处理（DSP）技术提升其性能。针对恶劣天气和大气湍流条件，分析了采用DP-16QAM调制的DWDM-FSO链路。研究发现：当链路同时面临强湍流和恶劣天气时，DSP辅助的相干DWDM-FSO接收机在36.4 dB信噪比（SNR）下即可实现10^-4的目标误码率（BER）；而相同条件下，基于IM/DD的DWDM-FSO链路所需SNR骤增12.8 dB至49.2 dB。在传输距离方面，该链路即使在强湍流条件下仍能实现1.88 km的工作距离，相比之下IM/DD链路要达到10^-4的误码率目标仅能维持1.12 km，由此获得了760米的显著距离提升。本链路采用OptiSystem? 14.2进行设计与研究。

    关键词： 大气湍流、相干检测、数字信号处理、自由空间光通信、伽马-伽马信道建模、密集波分复用

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 混合C-RAN中基于SDN的自适应调制与编码技术

    摘要： 在这篇特邀论文中，我们描述了最近提出的软件定义网络（SDN）使能的自适应资源分配框架（包括混合信令方案），该框架适用于同时采用相干检测（CD）和直接检测（DD）技术的移动前传（MFH）网络。为优化应用性能和网络效率，我们提出采用相位编码三级脉冲幅度调制（PAM-3）向CD和DD节点传输组播流量。我们在SDN前传测试平台上实现了基于典型和改进型PAM-3的多种连接场景，并测试了25 Gbaud信号的前向纠错（FEC）前误码率（BER）性能。通过使用低密度奇偶校验（LDPC）码实现所需的FEC后误码率水平，我们研究了动态波长路由MFH网络中码率自适应带来的性能增益。

    关键词： 相干检测（CD）、集中式无线接入网络（C-RAN）、移动前传（MFH）、软件定义网络（SDN）、直接检测（DD）、低密度奇偶校验（LDPC）编码

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于相干光纤通信的高级数字信号处理技术

    摘要： 本文综述了高容量长距离相干光纤传输系统中先进数字信号处理（DSP）技术的最新进展。不仅需要补偿光传输链路中的线性损伤，非线性损伤也需通过适当算法进行抑制——因其已成为长距离大容量光传输系统的主要限制因素。除时域均衡（TDE）外，频域均衡（FDE）DSP也能实现相近性能，且计算复杂度大幅降低。先进DSP对实现空分复用（SDM）同样至关重要。近期发展的SDM技术可将系统容量提升至少一个数量级，部分研究成果已超越单模光纤（SMF）的非线性香农极限。SDM为空纤通信引入了空间维度，少模光纤（FMF）与多芯光纤（MCF）的制造推动了模式分复用（MDM）和多芯复用（MCM）等新型复用技术的发展。每个模式或纤芯虽可视为独立自由度，但信号传输过程中会产生严重耦合。多输入多输出（MIMO）DSP能均衡信号耦合，使SDM传输成为可能?；餮埃∕L）技术因受全球关注，亦被探索应用于先进DSP领域。本文首先介绍相干检测原理与方案，阐释DSP技术补偿传输损伤的机理；继而讨论非线性补偿、FDE、SDM及ML等相关DSP技术，分析关键技术并展示代表性成果与实验验证；最后给出简要结论与展望。

    关键词： 相干检测、神经网络、空分复用、数字信号处理、非线性补偿、机器学习、光纤通信、均衡

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用色散和相干检测实现数学导数的光学计算

    摘要： 光学计算领域早期的尝试之所以徒劳无功，是因为它们旨在构建数字计算机的纯光学等效物[1]。然而，光子学确实在模拟域执行某些计算功能方面具有潜力[1]。这些模拟光子硬件加速器无需进行光电转换，就能缓解后续电子器件在带宽、动态范围和功耗方面的瓶颈[2]。光子硬件加速器远非通用计算机，而是专门设计用于实时模拟域内特定信号变换的定制设备。这些模拟光学计算原语已实现的计算操作包括积分[3]、数据压缩[4]和距离压缩[7]。时间微分的光学时-带宽实现已通过两种方式得到验证：采用微环谐振器实现的场微分器[8]，以及利用相位调制实现的强度微分器[9]。受光子时间拉伸技术物理原理[10]及其衍生技术相位拉伸变换[11,12]的启发，我们提出了一种计算数学导数的新方法。如图1所示，所提出的全光微分器由群延迟色散原语和相干检测组成。通过简单控制施加的群延迟色散光谱，即可实现计算不同阶微分的可重构性。图2所示的仿真结果表明，该方案能够计算输入信号的任意阶微分。如图2所示，输出的虚部给出第m阶微分，而实部则还原输入信号。该方法在信号分类领域具有应用前景，且易于实施，可实现实时、低功耗、宽带的光学微分功能。

    关键词： 光子时间拉伸、相干检测、相位拉伸变换、光计算、数学导数、色散

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 面向高容量密集波分复用网络的VCSEL技术

    摘要： 长波长垂直腔面发射激光器（VCSEL）技术可为超高速大容量城域系统提供一种低成本、低功耗、小尺寸的发射机替代方案。通过采用直接调制（DM）和离散多音（DMT）等先进调制格式，并利用绝缘体上硅（SOI）芯片上的密集波分复用器（WDM）聚合多个工作在C波段的DM-VCSEL，可实现具有25GHz间隔的多太比特/秒发射机模块[1]。VCSEL直接调制产生的频率啁啾与网络WDM复用器的严格滤波之间的相互作用对传输性能起着关键作用。本文比较了两种长波长InP VCSEL技术的应用：高带宽短腔器件和基于MEMS的宽调谐VCSEL[1]。我们评估了它们在采用DMT调制的直接调制情况下的性能，每个波长提供超过50-Gb/s的容量；通过数字信号处理（DSP）色散（CD）补偿，采用相干检测（COH-D）实现数百公里传输距离。

    关键词： 波分复用、离散多音调制、直接调制、相干检测、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 相干自由空间光通信系统349单元自适应光学性能分析

    摘要： 作为对我们先前工作[《光学快报》25卷15229页(2017年)]的延续——该工作已验证采用97单元自适应光学(AO)系统的相干自由空间光通信(FSOC)系统性能——本文评估了使用349单元连续表面变形镜的大规模高速AO系统对相干FSOC系统的性能提升效果。通过计算不同格林伍德频率(GF)下的混频效率(ME)和误码率(BER)作为相干FSOC系统的性能指标，首次对该大规模AO系统在FSOC中的应用性能进行了定量验证。结果表明：采用更大规模的高速AO系统能显著提升相干FSOC系统性能。该分析结果为FSOC系统用大规模高速AO系统提供了性能验证，有助于相干FSOC系统的参数设计。

    关键词： 误码率、自适应光学、自由空间光通信、相干检测、混频效率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于动态数模转换的高速光链路低分辨率数字预补偿

    摘要： 数字预补偿（DPC）被认为是实现高吞吐量光通信系统的一项前景广阔的技术。发射端的数字信号处理（DSP）依赖于高速、高分辨率数模转换器来生成复杂模拟波形。然而当前DAC技术面临的主要挑战是分辨率有限，当实施复杂DSP时会产生显著的量化失真。本文提出一种称为"数字分辨率增强器（DRE）"的动态量化（DQ）方法，可有效抑制量化失真效应。该方法基于量化作为非线性确定性操作的基本假设，意味着其传输影响可被预测并最小化。我们通过理论分析与实验研究重点探讨了带宽受限系统的线性预补偿方案。仿真结果表明DRE能将信噪比（SQNR）提升高达8dB，因此可采用更低位数DAC实现DPC。反之，在相同DAC硬件条件下，DRE能支持更复杂的DPC方案，从而延长传输距离并提高传输速率。大量实验室实验验证了数值模拟结果：在13GHz模拟带宽的电背靠背传输中，仅使用4位DAC实现了45Gbaud QAM-64；在光电总带宽不足5GHz的光背靠背系统中，仅采用2.6位DAC实现了32Gbaud QAM-4。

    关键词： 数字信号处理、数模转换器、正交幅度调制、相干检测、数字预补偿

    更新于2025-09-10 09:29:36