强激光与粒子束
2022, 34(9): 095012
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
2 国网信息通信产业集团安徽继远软件有限公司，安徽 合肥 230088
3 国网湖北省电力有限公司信息通信公司，湖北 武汉 430000
为提高光通信系统的物理层安全性能，设计并实现了一种基于双驱马赫-曾德尔调制器的加密调制一体化方案，该方案利用双驱马赫-曾德尔调制器中的矢量调制机制对明文和密钥在光域中进行异或加密操作，同时实现了加密和调制的功能复用。阐述了所提方案的基本工作原理和提升加密信号消光比的优化过程，并基于所提方案成功研制了加密调制一体化发射样机。实验结果表明，所提方案可以对传输速度为32 Gb/s的信号实现调制和加密，且信号消光比高达13.2 dB。仿真结果表明，在不同传输距离下，所提方案的接收信号消光比相比普通通断键控（OOK）系统有明显的提升。
光通信 信息安全传输 加密调制一体化 双驱马赫-曾德尔调制器 异或逻辑门加密 高消光比 光学学报
2022, 42(14): 1406001
北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
提出了一种基于两个并行相位调制器产生正交频分复用(OFDM)矢量毫米波信号的实现方案。与已有的方案相比,所提方案仅需要两个相位调制器,既不需要复杂的电路来控制调制器的直流偏置,也无需采用预编码技术,大幅降低了发射机的复杂度和系统成本。OFDM矢量信号和射频(RF)信号均采用数字信号处理(DSP)模块产生,以保证RF信号频率的灵活调节。在DSP模块中,通过对上变频后的OFDM矢量信号和无调制RF信号进行希尔伯特变换得到双单边带电信号,并将其加载到相位调制器上。采用光交错滤波器滤除光载波,在接收端用一个高速的光电探测器通过拍频得到OFDM矢量毫米波信号。基于所提方案,采用MATLAB和商业光通信仿真软件搭建了仿真平台,得到了50 GHz正交相移键控调制的OFDM矢量毫米波信号,并分析了测量结果与接收光功率和相位差偏移的关系。结果表明,该传输系统的误码率小于硬判决前向纠错门限(3.8×10 -3),这说明OFDM矢量毫米波信号的产生方案是可行的。
光通信 矢量毫米波产生 正交频分复用 相位调制器 希尔伯特变换 单边带调制 光学学报
2020, 40(18): 1806006
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 北京邮电大学理学院, 北京 100876
设计了基于调制相移法的色散测量样机,提高了色散测量的精度,降低了色散测量成本。设计了基于幅相检测芯片AD8302的双鉴相电路,实现了相位差的准确测量。应用最小二乘法对接收的数据进行拟合,得到了可靠的色散系数曲线。整体采用模块化的设计思想,使用基于芯片F2812的数字信号处理,实现了对各模块插板的控制,完成了数据的采集和处理,并在实验室虚拟仪器工程工作台(LabVIEW)开发平台完成界面设计。对样机的性能进行了实验验证,结果表明,对于不同长度的G.652光纤,在波长1550 nm处,累积色散测量的不确定度小于10 ps/nm。
光通信 调制相移法 双鉴相电路 数字信号处理 最小二乘法 LabVIEW
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 北京邮电大学理学院, 北京 100876
针对固定分析仪法在测量光纤偏振模色散时会引入误差、降低测量精度这一问题，提出了一种基于小波阈值的去噪方案，以提升固定分析仪法的测量精度。给出了算法的具体流程，并详细讨论了小波阈值、阈值函数、基函数以及分解层数的选取原则及方案。搭建了实验平台并进行测定，将测定结果与常用的傅里叶变换法及商用的偏振模色散测量仪的测量结果进行对比。实验结果表明，所提出的小波阈值去噪方案能够有效地降低噪声对测量结果的影响，且对于不同类型、不同长度的测试光纤样本均适用。以商用仪器的测量结果为参考，本方案测量结果的最大误差为2.27%，该数据表明本方案显著提升了固定分析仪法测量偏振模色散的精度。
光纤光学 信号处理 偏振模色散 小波阈值去噪 固定分析仪法 噪声 中国激光
2018, 45(11): 1106006
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 北京信息职业技术学院, 北京 100018
为了消除固定分析仪法测量偏振模色散系统中的噪声, 提高测量精度, 提出了一种基于经验模态分解自适应滤波法的偏振模色散测量方案。该滤波法将信号按照其频谱特征进行多层分解, 获得有限个频率从大到小的本征模态函数, 利用连续均方误差准则进行噪声滤除及信号重构, 有效地消除了噪声对测量结果的影响。实验对比了经验模态分解自适应滤波和维纳滤波2种滤波方案的测量结果, 并与商用偏振模色散测量仪的测量结果进行了比较。结果表明, 对不同种类、长度的光纤, 本方案的测量结果与参考值的误差最大为0.74%, 明显提高了测量结果的精度。
光通信 偏振模色散 经验模态分解 固定分析仪法
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
A new two-stage carrier-phase recovery scheme using a combination of an optical pilot-aided algorithm with the crossed constellation transformation algorithm for either square-framed or non-square-framed M-level-quadrature amplitude modulation (QAM) Nyquist systems is proposed. It is verified in 32- and 128-QAM systems that it can provide high linewidth tolerance with little complexity.
060.0060 Fiber optics and optical communications 060.1660 Coherent communications 060.2330 Fiber optics communications Chinese Optics Letters
2016, 14(2): 020601
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
We propose a modified-Viterbi and Viterbi phase estimation (VVPE) carrier phase recovery scheme that shows an effective capability of reducing the frequent and accumulated cycle slips induced by inter-symbol interference (ISI) in a faster-than-Nyquist (FTN) optical coherent communications system. In a 28-Gbaud FTN polarization-division multiplexed quadrature phase-shift keying optical communication system, the comparison of the proposed modified-VVPE scheme and the conventional VVPE scheme is carried out. It is proved that the proposed modified-VVPE scheme can effectively overcome the challenge of ISI induced error carrier phase estimation, which leads to a better bit error ratio performance.
060.1660 Coherent communications 060.2330 Fiber optics communications 060.4510 Optical communications Chinese Optics Letters
2016, 14(10): 100601
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
We propose a method of modulation format identification based on compressed sensing using a high-order cyclic cumulant combined with a binary tree classifier. Through computing the fourth-order cyclic cumulant of the pretreated band signal, which is obtained by compressed sensing with the sampling rate much less than the Nyquist sampling value, the feature vector for classification is extracted. Simulations are carried out in the optical coherent fiber communication system with different modulation formats of multiple phase-shift keying and multiple quadrature amplitude modulation. The results indicate that this method can identify these modulation formats correctly and efficiently. Meanwhile, the proposed method is insensitive to laser phase noise and signal noise.
060.1660 Coherent communications 060.2330 Fiber optics communications 060.4510 Optical communications Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 110602
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室， 北京 100876
2 北京信息职业技术学院， 北京 100018
为了提高光纤中色散的测量精度和降低测量成本，提出了一套基于数字鉴相的色度色散的测量方案。采用低速率的模数转换器和全相位快速傅里叶变换的数字相位鉴别算法替代传统的模拟鉴相器件，利用粒子群优化算法对接收数据进行曲线拟合处理，实现了高精度的色散测量。数值分析了采样率、信噪比和快速傅里叶变换长度等因素对数字相位鉴别精度的影响，实验验证了测量系统的准确性。实验结果表明，对于不同长度的G.652 光纤，在波长1550 nm处，累积色散测量不确定度小于10 ps/nm，结果优于目前城域网环境下的商用色散测试仪的测量精度。
测量 色散 数字鉴相 粒子群优化算法 中国激光
2016, 43(10): 1004003
