1 中国地质大学 机械与电子信息学院，武汉 430074
2 中国信息通信科技集团有限公司 光纤通信技术和网络全国重点实验室，武汉 430074
【目的】高速无源光接入网络中存在光纤色散、非线性损伤和带宽限制等问题，导致传统强度调制和直接检测技术的功率预算损失较高，难以满足高速无源光接入网络的要求。
【方法】为了更好地提升强度调制和直接检测光接入系统的速率和性能，文章在Volterra判决反馈均衡器（VDFE）的基础上，研究了基于递推最小二乘估计（RLS）算法的VDFE-RLS信道均衡方法。该均衡器采用RLS算法对其中的抽头系数进行更新。该均衡器包含了一、二、三阶Volterra级数，其中一阶Volterra级数对线性损伤进行补偿，二阶和三阶Volterra级数能够对非线性损伤进行补偿。文章将该均衡器应用于经过20 km传输后的单波长为200 Gbit/s的O波段强度调制和直接检测技术的下行光接入系统中。
【结果】实验结果表明，RLS算法相比传统的最小均方（LMS）算法在均衡器中表现出来的性能更好。此外，VDFE-RLS可以实现>29 dB的功率预算。VDFE-RLS相比于传统的基于Volterra的前馈均衡器（VFFE），当VDFE-RLS和VFFE-RLS均衡器长度相同时，可以实现2.2 dB功率预算的提升。当VDFE-RLS的均衡器长度为VFFE-RLS的一半时，前者相比后者仍可以提升0.5 dB的功率预算。
【结论】文章所述系统相比其他传统系统在能够缩短均衡器长度的同时，能提高系统的功率预算，还能最终恢复出准确度较高的信号。
Volterra判决反馈均衡器 递推最小二乘估计 Volterra级数 自适应滤波算法 VDFE RLS Volterra series adaptive filtering algorithms 光通信研究
2024, 50(1): 23013601
1 中国信息通信科技集团有限公司 光纤通信技术和网络国家重点实验室，武汉 430074
2 中国信息通信科技集团有限公司 国家信息光电子创新中心，武汉 430074
3 鹏城实验室，广东 深圳 518000
基于多波段的光传输系统被认为是有效提升光通信传输容量的方法之一，在C和L波段的基础上，利用其他波段进行传输可以充分挖掘现有光纤网络的传输潜力，解决大容量通信网络的瓶颈问题，其关键技术及系统的实现有利于推动相关技术的产业化进程，具有广阔的经济效益。文章对当前全波段光传输技术的研究现状进行了分析和探讨，重点对S、C和L波段的性能差异进行了实验分析研究，采用C和L波段常规器件，使用偏振复用16进制正交幅度调制（PDM-16QAM）格式完成了波长范围覆盖S、C和L，容量可达到122.4 Tbit/s的40 km光传输系统实验。验证了G.652.D光纤的多波段传输能力，为进一步研究多波段光传输技术提供了实验基础。
全波段 单模光纤 光纤通信 all-band single mode fiber optical fiber communication
设计并制备了一种面向25Gbit/s长距离传输用背面进光高速InAlAs雪崩光电二极管(APD), 芯片采用垂直台面吸收-渐变-电荷-倍增层分离(SAGCM)结构, 通过刻蚀工艺形成三层台面, 将电场限制在最大台面倍增层的中心, 有效降低了台面边缘击穿风险。器件采用倒装焊结构, 背面集成微透镜, 以提高光耦合孔径。研制的APD芯片在增益M=1时, 对1310nm波长光的响应度为0.84A/W; 在M=10时, 3dB带宽达到19GHz; 增益带宽积为180GHz; 在5×10-5误码率下最佳灵敏度为-22.3dBm, 可支持100GBASE-ER4通信标准。
雪崩光电二极管 微透镜 25Gbit/s 25Gbit/s APD InAlAs InAlAs SAGCM SAGCM microlens 100GBASE-ER4 100GBASE-ER4
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
为了对时间间隔进行高精度测量, 设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的时间数字转换器。整个系统分为“粗”测量模块和“细”测量模块两部分。“粗”测量模块的基本原理为直接计数法, “细”测量模块利用了FPGA内部的进位链构造 了延迟链。采用了位置约束和多链联合测量的方法对延迟模块进行了优化。最后经过实物测试得知时间数字转换器的测量分 辨率为6.757 ps, 测量精度为33.802 ps, 微分非线性DNL的范围为(-1, 3.322)LSB, 积分非线性INL的范围为(-11.055, 9.594)LSB。该项技术可用于光电信号传输过程中延时的校准。
时间数字转换器 现场可编程逻辑门阵列 延迟链 位置约束 多链联合测量 time to digital converter programmable gate array delay chain position restriction wave-union
1 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
将空分复用技术与DWDM(密集波分复用)技术相结合, 在国内首次实现了560 Tbit/s相干光双偏振DFT-s(离散傅里叶变换)OFDM(正交频分复用) 32QAM(正交幅度调制)信号传输10 km单模7芯光纤的演示实验。系统使用了16个独立光源产生375个25 GHz栅格的DWDM信道, 单芯传输容量为85.91 Tbit/s, 7芯传输总容量为601.36 Tbit/s。系统使用普通FEC(前向纠错)编码, 解码门限为3.8×10-3, 编码冗余为7%, 系统净传输速率为562.02 Tbit/s, 净谱效率为59.95 bit/s/Hz。
单模7芯光纤 相干光 OFDM 密集波分复用 single-mode 7 core fiber coherent optical OFDM DWDM
1 武汉邮电科学研究院, 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
3 华中科技大学 电子信息与通信学院, 武汉 430074
为了解决RFID(射频识别)系统中多标签通信时的碰撞问题, 人们提出了各种防碰撞的算法, 而动态时隙ALOHA算法是其中效率较高的一类。文章对动态时隙ALOHA算法中的最优帧长进行了研究, 考虑到在使用曼彻斯特编码的前提下, 标签发送的信息之间发生某些特殊的碰撞, 阅读器依然能够正确识别标签的情形, 提出了一种优化新算法。数学分析和仿真结果表明, 与现有的动态时隙ALOHA算法相比, 该算法的系统效率更高。
射频识别 防碰撞 动态时隙ALOHA RFID anti-collision DFSA
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks, Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications, Wuhan 430074, China
From 2010 to 2015, the Wuhan Institute of Posts and Telecommunications (WRI) had undertaken the national key basic research development program project ‘ultra-high speed, ultra-large capacity, ultra-long distance (3U) optical transmission based research’ as the leading agency. Under the support of the project, we have obtained a series of achievements in scientific research and engineering. Some of the results have been widely used in commercial systems. This Review will make a preliminary summary of the achievements during the past 5 years.
060.0060 Fiber optics and optical communications 250.0250 Optoelectronics 070.0070 Fourier optics and signal processing Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 120003
1 烽火藤仓光纤科技有限公司, 武汉 430073
2 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
介绍了一种大有效面积单模光纤的数值设计分析与PCVD(等离子体化学气相沉积)制备工艺, 该光纤的有效面积达到133 μm2, 同时在1 550 nm处衰减系数优化到0.183 dB/km, 弯曲损耗优化至0.45 dB/圈(弯曲半径7.5 mm)。在双偏振DFT-S CO-OFDM 4QAM/16QAM(4进制/16进制正交振幅调制的离散傅里叶变换扩展相干光正交频分复用)调制信号下, 对该光纤在100 Gbit/s和400 Gbit/s系统的误码率和Q值等传输性能进行了验证。结果表明, 该光纤能有效改善最佳入纤功率和非线性效应, 可使传输距离提升30%, 能有效优化400 Gbit/s传输系统, 并且在FTTx领域有着广泛的应用前景。
大有效面积 400 Gbit/s系统 低损耗 光纤 光纤到户 large effective area 400 Gbit/s system low loss optical fiber FTTH
1 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
2 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
文章介绍了基于31.786 Gbaud/s 光收发模块实现的32×100 Gbit/s信号速率、2 080 km标准单模光纤的实时相干光传输试验, 信号采用PM-QPSK(偏振复用四相相移键控)调制格式。信号光源为单个激光器产生的32路波分复用子光载波, 频率间隔为32 GHz, 频谱效率达到3.11 bit/s/Hz。信号传输2 080 km后, 采用20%的FEC(前向纠错)编码时, Q值仍有1.2 dB的余量。此外, 还研究了光滤波器带宽与OSNR(光信噪比)代价的关系。25 h挂机试验结果显示, 信号接收纠错前误码率在1E-2以下, 表明该传输系统稳定可靠。该系统为国内首个单光源3.2 Tbit/s实时传输试验系统,对提升现有100 Gbit/s商用光纤传输系统的传输效率有较大的指导意义。
相干探测 实时传输 100 Gbit/s光收发模块 偏振复用四相相移键控 coherent detection real-time transmission 100 Gbit/s transponder PM-QPSK
