1 复旦大学通信与信息工程学院通信科学与工程系，上海 200433
2 长飞光纤光缆股份有限公司，湖北 武汉 430073
为了解决急剧提升的通信系统容量需求与长距离传输等问题，通过实验验证了超大容量的少模光纤传输。在超大容量需求的背景下，同时使用波分复用、模分复用、偏振复用三种复用技术进行信号传输，凭借自研的低损耗六模渐变型光纤（各模式衰减约为0.2 dB/km），实现了覆盖C波段共80个通道，每个通道双模双偏振信号的1000 km传输。考虑到超长距离传输带来的色散和双模双偏振带来的串扰，在进行接收端离线数字信号处理（DSP）时首先使用频域色散补偿算法进行色散补偿，并在下采样和时钟恢复后联合利用多输入多输出-频域最小均方算法（MIMO-FDLMS）和多输入多输出-时域最小均方算法（MIMO-TDLMS）进行信道均衡和色散补偿。在28%冗余的低密度奇偶校验（LDPC）信道编码软判决前向纠错（SD-FEC）阈值5.2×10-2条件下，实现了总的线传输速率40.96 Tbit/s，净速率高达32 Tbit/s。
光通信 波分复用 模分复用 偏振复用 长距离传输 超大容量传输 中国激光
2023, 50(23): 2306001
研究对象是偏移正交幅度调制的相干光正交频分复用通信（CO-OFDM-OQAM）系统的信道估计方法。为了减少训练序列所占用的频谱资源，进一步提升频谱效率，为偏振复用CO-OFDM-OQAM系统提出了一种新的频域信道估计方法。该方法利用偏振复用系统的解调原理和固有虚部干扰系数的对称性规律设计全负载型实值导频方案，结合插值法，将每个偏振态上训练序列需要占用的频域符号个数降低为4。此外，该方法的另一个优势是具有更好的功率峰均比。搭建了偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的数值仿真平台，在背靠背（BtB）、100 km和200 km光纤传输3种场景下对所提方法的频谱效率、功率峰均比和信道估计性能进行了验证。获得的结果证实所提方法能够提高频谱效率，而且功率峰均比更加优良。
正交频分复用 偏振复用 信道估计 光通信系统 光学学报
2023, 43(13): 1306003
杭州电子科技大学通信工程学院，浙江 杭州 310016
光标签交换（OLS）对基于分组的光交换是一种有吸引力的解决方案。标记比率调制（MRM）的方法是将标签信息叠加到载荷信息上。为了提高有效比特率，对标记比率调制进行了改进，将原来的四脉冲位置调制（4PPM）码改为一个新的5b8b码，使编码效率提高到了62.5%。同时，将偏振复用（PDM）与MRM结合使用，使比特率提高了一倍。标签接收器通过低速接收器直接接收来自偏振复用的标签信号，不需要使用偏振解复用，从而降低了成本。改进后的MRM在保持了MRM优点的同时，载荷的有效比特率比4PPM码的MRM提高了250%。仿真结果验证了改进的基于MRM的OLS的可行性。
光通信 光标签交换 标记比率调制 高编码效率 偏振复用
广东工业大学信息工程学院，广东 广州 510006
提出了一种可重构双输出微波光子变频器，该变频器可以实现上变频、下变频和同相/正交（I/Q）上变频。通过改变偏振复用‐双平行马赫曾德尔调制器的驱动信号，可以重构生成上、下变频信号以及上变频的上、下边带信号或矢量信号，且能同时单独输出两路变频信号。利用偏振控制器在正交偏振方向上巧妙地消除了本振信号的正/负一阶光边带，避免了滤波器的使用，进而实现了频率的大范围可调谐。仿真结果表明：所提变频器可在1~59 GHz带宽范围内单独输出两路任意频率的信号，杂散边带抑制比大于30 dB；加载I/Q基带信号可以进行I/Q上变频，生成两路高频64阶正交振幅调制（64QAM）矢量信号，误差矢量幅度小于3.5%。所提变频方案能消除光纤色散引起的功率周期性衰落效应，系统的无杂散动态范围为107.1 dB·Hz2/3。此外，分析了直流偏置电压漂移、电移相器相位不平衡、偏振控制器偏振漂移等非理想因素对变频器性能的影响。
光通信 变频 双输出 无滤波 偏振复用‐双平行马赫曾德尔调制器 中国激光
2023, 50(10): 1006005
咸阳师范学院物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000
针对基于光梳的微波光子信道化方案中多梳线平坦光梳生成不易且信道化效率低的问题，提出一种基于信号偏振复用的微波光子信道化接收机。利用2套频率不同的2线本振光梳对处在正交偏振态的射频信号进行解调，可同时接收16个1 GHz带宽的子信道。实验结果表明：系统的镜像抑制比可达到24 dB，三阶无杂散动态范围可达到95.2 dB·Hz 2∕3。该方案具有子信道数量较多且信道化效率高的优势，在宽带无线通信、雷达、电子战系统中具有较大的应用潜力。
微波光子 信道化接收机 偏振复用 声光移频器 镜像抑制 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2106004
Author Affiliations
Abstract
1 IPSI RAS-Branch of the FSRC "Crystallography and Photonics" RAS, Samara 443001, Russia
2 Samara National Research University, Samara 443086, Russia
3 Warsaw University of Technology, Institute of Microelectronics and Optoelectronics, Koszykowa 75, Warszawa 00-662, Poland
Herein, an attention-grabbing and up-to-date review related to major multiplexing techniques is presented which includes wavelength division multiplexing (WDM), polarization division multiplexing (PDM), space division multiplexing (SDM), mode division multiplexing (MDM) and orbital angular momentum multiplexing (OAMM). Multiplexing is a mechanism by which multiple signals are combined into a shared channel used to showcase the maximum capacity of the optical links. However, it is critical to develop hybrid multiplexing methods to allow enhanced channel numbers. In this review, we have also included hybrid multiplexing techniques such as WDM-PDM, WDM-MDM and PDM-MDM. It is probable to attain N×M channels by utilizing N wavelengths and M guided-modes by simply utilizing hybrid WDM-MDM (de)multiplexers. To the best of our knowledge, this review paper is one of its kind which has highlighted the most prominent and recent signs of progress in multiplexing techniques in one place. Herein, an attention-grabbing and up-to-date review related to major multiplexing techniques is presented which includes wavelength division multiplexing (WDM), polarization division multiplexing (PDM), space division multiplexing (SDM), mode division multiplexing (MDM) and orbital angular momentum multiplexing (OAMM). Multiplexing is a mechanism by which multiple signals are combined into a shared channel used to showcase the maximum capacity of the optical links. However, it is critical to develop hybrid multiplexing methods to allow enhanced channel numbers. In this review, we have also included hybrid multiplexing techniques such as WDM-PDM, WDM-MDM and PDM-MDM. It is probable to attain N×M channels by utilizing N wavelengths and M guided-modes by simply utilizing hybrid WDM-MDM (de)multiplexers. To the best of our knowledge, this review paper is one of its kind which has highlighted the most prominent and recent signs of progress in multiplexing techniques in one place.
wavelength division multiplexing mode division multiplexing polarization division multiplexing space-division multiplexing and hybrid multiplexing Opto-Electronic Advances
2022, 5(8): 210127
复旦大学通信科学与工程系电磁波信息科学教育部重点实验室，上海 200433
光载无线通信（RoF）系统结合了光纤和无线通信的优势，具有大带宽、低损耗、灵活移动等特性，在未来超5G/6G通信网络中有广阔的发展前景。这里实现了传输速率超过100 Gbit/s的偏振复用正交相移键控（PDM-QPSK）信号在基于商用光传送网（OTN）实时处理的RoF系统中的有效传输。分别实验演示了频率为22 GHz、传输速率为125.52 Gbit/s的PDM-QPSK信号在20 km+25 km两跨光纤和频率为60 GHz、传输速率为125.52 Gbit/s的PDM-QPSK信号在20 km+25 km两跨光纤和1 cm无线链路中的传输。结果显示启用开销为15%的软判决前向纠错（SD-FEC）编码可以实现无差错传输。另外，提出在实时处理的RoF系统中采用集成的双极化马赫-曾德尔调制器（DP-MZM）进行偏振调制的新方法，RoF系统降低了系统复杂度，在未来移动数据通信网络中有很大的应用价值。
光通信 实时处理 光载无线通信 双极化马赫-曾德尔调制器 偏振复用正交相移键控 光学学报
2022, 42(15): 1506003
广东工业大学信息工程学院，广东 广州 510006
提出一种基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器的可调倍频因子微波移相信号生成新方案。在不使用滤波器的情况下，通过改变调制器的射频驱动信号和直流偏置电压，可以生成2倍频、4倍频、6倍频、8倍频微波信号，同时控制检偏器与调制器主轴之间的夹角，就能实现相位0°~360°连续可调。仿真结果表明，频率为5 GHz的射频信号可以转换为10、20、30、40 GHz的全范围线性相移微波信号，相位连续变化过程中，功率波动小于0.5 dB，并且该方案具有良好的频率可调谐性。此外，研究分析了该方案的工作频率范围，以及调制器消光比、直流偏置电压漂移和电移相器幅相不平衡对系统性能的影响。
傅里叶光学与信号处理 移相 可调倍频因子 微波光子 偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1307002
1 复旦大学通信科学与工程系和电磁波信息科学教育部重点实验室,上海 200433
2 复旦大学上海先进通信与数据科学研究院,上海 200433
提出了一种采用单个光调制器产生频率稳定、偏振复用的矢量毫米波信号新方案。通过将双极化马赫-曾德尔调制(DP-MZM)和偏振复用16阶正交幅度调制(PDM-16QAM)相结合,实现了PDM-16QAM信号在系统链路中的有效传输,传输速率为64 Gbit/s@28 GHz,误码率被控制在4.2×10 -2以内。系统结构简单,频谱效率高,传输速率大幅提升,在未来光载无线通信网络中具有巨大的应用价值。
光通信 偏振复用 双极化马赫-曾德尔调制器 偏振复用16阶正交幅度调制 光载无线 光学学报
2020, 40(23): 2306002
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 中国空间技术研究院西安分院, 陕西 西安 710077
提出了基于偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器(PDM-DPMZM)的基频/倍频三角波和方波产生方案。DPMZM1加载驱动射频信号,DPMZM2不加载驱动射频信号仅进行光载波相移时,检偏拍频后可产生载波基频的三角波和方波信号;当DPMZM1和DPMZM2同时加载驱动射频信号,且相位差控制为90°时,两路偏振光独立拍频后,可以产生载波二倍频的三角波和方波信号。通过改变射频信号的相位差和连接方式,仿真中分别产生了重复频率为10 GHz和20 GHz的三角波方波信号,通过射频信号幅度偏移和直流偏置漂移验证了方案的稳定性。所提方案采用了单调制器,且无需光电滤波处理,具有产生信号格式可重构、信号参数可调谐的优势,可满足未来高频电子系统的应用需求。
光通信 微波光子 三角波 方波 偏振复用调制器 激光与光电子学进展
2020, 57(17): 170603
