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WDM-PON系统调制码型传输性能仿真分析

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电信科学 2017年第S2期33卷 123-128页

作者：凌俊余向阳中国电信股份有限公司广东分公司广东广州510081 中山大学物理学院光电材料与技术国家重点实验室广东广州510275

高速长距离大容量光纤传输系统中,调制码型的选择直接影响了对光纤色度色散容限、偏振膜色散容限以及抗非线性效应的能力。高速长距离WDM-PON系统中,针对NRZ、RZ、CSRZ、NRZ-DPSK、RZ-DPSK、CSRZ-DPSK 6种码型的下行传输性能以及上行信... 详细信息

高速长距离大容量光纤传输系统中,调制码型的选择直接影响了对光纤色度色散容限、偏振膜色散容限以及抗非线性效应的能力。高速长距离WDM-PON系统中,针对NRZ、RZ、CSRZ、NRZ-DPSK、RZ-DPSK、CSRZ-DPSK 6种码型的下行传输性能以及上行信号利用MZM再调制的ONU无色化技术的传输性能进行仿真分析,得出了采用SMF+EDFA+DCF+EDFA的"背靠背"后置色散补偿方法,系统的抗色散性能提升了2倍以上,由非线性效应引起的信道干扰得到了抑制。下行采用CSRZ-DPSK码型时,上行采用NRZ码型再调制无色化,系统的色散容限达到最好,B-B传输线路抑制了非线性效应,适用于高速长距离光传输系统。

关键词： WDM-PON 调制码型再调制色散非线性

不同调制码型在高速长距光传输系统的仿真研究

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电信科学 2017年第S2期33卷 147-151页

作者：凌俊余向阳中国电信股份有限公司广东分公司网络监控维护中心广东广州510081 中山大学物理学院光电材料与技术国家重点实验室广东广州510275

阐述了光传输调制格式中NRZ、RZ、CSRZ、NRZ-DPSK、RZ-DPSK、CSRZ-DPSK6种码型产生的原理,建立了6种码型在高速长距光传输系统的仿真模型。利用Optisystem软件,仿真对比分析了6种码型在高速长距离传输系统中抗色散能力和非线性效应的影... 详细信息

阐述了光传输调制格式中NRZ、RZ、CSRZ、NRZ-DPSK、RZ-DPSK、CSRZ-DPSK6种码型产生的原理,建立了6种码型在高速长距光传输系统的仿真模型。利用Optisystem软件,仿真对比分析了6种码型在高速长距离传输系统中抗色散能力和非线性效应的影响。仿真结果表明,在高速长距离传输系统中,CSRZ-DPSK的抗色散能力最佳,RZ码型受非线性影响最低,RZ-DPSK非线性容限最优,综合考虑传输系统的色度色散、PMD和非线性效应的影响,在高速长距离传输系统中CSRZ-DPSK码型较合适。

关键词：光通信调制码型仿真分析 CSRZ-DPSK 抗色散能力非线性影响

相干光通信系统中调制码型及自动偏振控制技术的研究

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相干光通信系统中调制码型及自动偏振控制技术的研究

作者：朱冉北京邮电大学

学位级别：硕士

与使用强度调制直接检测的传统光通信系统相比,相干光通信系统具有高灵敏度、出色的频率选择性、多种调制码型应用等特点。作为相干光通信系统中的关键技术,调制码型技术和偏振控制技术与系统的性能密切相关。本文主要对调幅信号的相位... 详细信息

与使用强度调制直接检测的传统光通信系统相比,相干光通信系统具有高灵敏度、出色的频率选择性、多种调制码型应用等特点。作为相干光通信系统中的关键技术,调制码型技术和偏振控制技术与系统的性能密切相关。本文主要对调幅信号的相位分集接收,正交幅度调制(QAM)信号在相干光通信系统中的应用,以及相干光系统中的自动偏振控制技术进行了研究。论文主要工作如下: 1.论文提出了一种可用于解调调幅信号的零差相位分集接收技术,即零差异步解调技术。理论分析表明该技术可用于相位噪声消除,并具有良好的接收灵敏度。基于该方案,成功实现了速率为2.5Gbit/s的信号接收,测试结果表明误码率在10时的灵敏度为-24.9dBm。 2.论文研究了方型QAM调制信号的相干外差传输技术,实现了10GHz中频,单路2.5Gbit/s信号的传输,灵敏度在误码率10时为-21.4dBm。以此为基础,论文还提出了一种相干QAM副载波系统,对其频谱利用率和相位噪声容忍度进行了详细的理论分析,分析结果表明该系统具有良好的频谱利用率,对于4-QAM信号,即QPSK信号可达到0.8bit/s/Hz以上。 3.论文实现了一种用于相干光通信系统的自动偏振控制技术。该技术能在10秒内将接收到的任意偏振态信号改变为固定的线偏光输出,并保持稳定。对偏振算法进行优化后,可在4秒内恢复。稳定后偏振态将被持续进行跟踪,微小波动的恢复时间在毫秒量级。

关键词：相干光通信系统调制码型相位分集接收正交幅度调制副载波复用自动偏振控制

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高速全光调制码型转换的研究与应用

高速全光调制码型转换的研究与应用

作者：卢媛媛上海交通大学

学位级别：硕士

全光信号处理技术,由于不需要进行光-电-光转换,逐渐成为全光网络系统中前景广阔的领域之一。如今已有大量的研究集中于全光信号再生和波长转换。全光调制码型转换也开始引起人们的注意,它是采用不同码型的两个光网络互联的关键技术之... 详细信息

全光信号处理技术,由于不需要进行光-电-光转换,逐渐成为全光网络系统中前景广阔的领域之一。如今已有大量的研究集中于全光信号再生和波长转换。全光调制码型转换也开始引起人们的注意,它是采用不同码型的两个光网络互联的关键技术之一。除了传统的调制码型——非归零码（NRZ）与归零码（RZ）之外,大量的研究集中于各种特殊码型,它们具有不同的抗色散性能和抗非线性性能,根据网络需要被应用于不同的传输系统中。本文首先介绍了各种光调制码型的调制与解调方法,并分析了它们的传输性能。然后我们揭示了各种码型之间的内在关系。最后我们集中研究了四种新型的全光码型转换方案: 1. NRZ到二相移键控码（BPSK）及四相移键控码（QPSK）的转换 NRZ由于发射接收简单,被广泛地应用于覆盖距离较短的区域光网络中;BPSK和QPSK由于接收灵敏度高,抗色散、抗非线性性能好,成为长途传输系统的首选码型。为了实现这两种网络的互联,有必要在其中间节点进行NRZ到BPSK或QPSK的码型转换。本文利用级联的硅基微环形谐振腔的非线性相移大和幅度响应平坦的特性,实现了160 Gb/s NRZ到BPSK的全光码型转换。将两个NRZ/BPSK转换器置于马赫曾德干涉仪的两臂,又配置成了NRZ/QPSK转换器。 2. NRZ到频移键控码（FSK）的转换由于FSK具有恒定的幅度和良好的抗非线性性能,经常被用于无源光网络中,传输下行数据,并且作为上行数据的载波进行再调制。因此,为了实现区域光网与无源光网络的互联,有必要在其中间节点实现NRZ到FSK的转换。本文利用半导体光放大器中的交叉增益调制成功地实现了NRZ到FSK的转换,并提出了基于NRZ/FSK转换器的区域网与无源光网的全光接口技术。 3.载波抑制归零码（CSRZ）到双二进制码（Duobinary）的转换 CSRZ能很好地抵制长途传输链路中的线性滤波效应和非线性损伤;Duobinary频谱带宽窄,具有很大的色散容忍度,特别适合无色散补偿的城域网或局域网。本文首次提出并实验验证了基于马赫曾德延迟干涉仪的CSRZ到Duobinary的转换方案,并能实现多通道同时转换。 4.差分相移键控（DPSK）到FSK的转换在长途传输系统与无源光网互联时,有必要实现DPSK到FSK的转换。本文提出了利用两个平行配置的马赫曾德调制器实现DPSK到FSK的转换方案,并利用VPI Transmission Maker软件进行了仿真验证。

关键词：调制码型码型转换全光器件全光信号处理光传输系统

高速光纤通信系统中新型调制码型的研究与实现

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高速光纤通信系统中新型调制码型的研究与实现

作者：高俊明上海交通大学

学位级别：硕士

光纤通信是人类建设信息化社会所依赖的主要技术之一。从20世纪70年代光纤通信技术成功实现商用以来,人类社会的信息化进程大大加快,这也反过来促进了光纤通信技术的发展。随着宽带数据业务和新型因特网应用的出现和发展,人们对现有的... 详细信息

光纤通信是人类建设信息化社会所依赖的主要技术之一。从20世纪70年代光纤通信技术成功实现商用以来,人类社会的信息化进程大大加快,这也反过来促进了光纤通信技术的发展。随着宽带数据业务和新型因特网应用的出现和发展,人们对现有的光纤通信系统的容量提出了更高的要求,40-Gb/s、160-Gb/s和100G以太网（100 GbE）等高速光纤通信技术已经成为研究的热点。随着速率的提高,信号所受到的传输损伤也越来越明显。典型的传输损伤包括色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）、非线性效应、窄带滤波效应等。研究表明,信号在传输过程中对CD的容忍度与波特率的平方成反比,对PMD的容忍度与波特率成反比。在高速系统中,信道内的非线性效应如信道内交叉相位调制（IXPM）和信道内四波混频（IFWM）开始变得明显。另外,当速率提高时,单个信道所占的频谱也相应地增大,信道之间的频谱重叠增加,窄带滤波效应变得不容忽视。在解决上面的传输损伤的方案中,新型调制码型是一个非常重要的研究技术。例如,差分正交相移键控（DQPSK）信号每个符号携带2个比特的信息,其波特率和所占的频谱是二进制调制码型的一半,从而提高了其对CD、PMD和窄带滤波效应的容忍度。DQPSK调制码型和偏振复用技术相结合,可以进一步提高信号对这些传输损伤的抵抗能力。更高阶的调制码型,如十六进制正交幅度调制（16-QAM）信号,每个符号携带4个比特的信息,频谱效率非常高,进一步增强了其对CD、PMD和窄带滤波效应的容忍度。为了克服非线性效应,尤其是IFWM,人们也设计了一些新型的调制码型。研究表明,相位反转归零（APRZ）信号能够有效地抑制IFWM所带来的传输损伤。本文主要对高速光纤通信系统中一些新型调制码型进行研究和实现。在第一章中,对高速光纤通信系统的发展状况进行了简要的介绍,并对一些常用调制码型的实现方法和性能进行了总结。在第二章中,为了克服现有的APRZ光发射机实现复杂的缺点,我们提出并实现了一种简单而高效的发射机方案。该方案基于单个双平行马赫-曾德调制器（DPMZM）,通过数据预编码技术,在调制数据的同时,自动将NRZ电信号转换为RZ光信号,并且通过设置调制器的偏置电压,改变相邻比特之间的相位,生成所需的APRZ信号。基于本方案,我们使用一个10-GHz的DPMZM,实验产生了20-Gb/s的APRZ光信号,并通过仿真验证了该信号对非线性损伤的抵抗能力。在第三章中,为了克服现有的星形16-QAM光信号不易产生的难点,我们提出并实现了一种简单而高效的星形16-QAM光发射机。该方案基于单个双驱动马赫-曾德调制器（DDMZM）,利用两路4-电平驱动信号产生独立的两路QPSK光信号,然后通过调节偏置电压,使这两路光信号之间有一个π/4相位差,合路后可以产生星形16-QAM信号。根据这个原理,我们搭建了一个实验系统,基于10-GHz的DDMZM,生成40-Gb/s的星形16-QAM光信号。通过仿真,我们验证了该信号在相干接收条件下,经过80-km单模光纤（SMF）传输后具有较好的性能。在第四章中,为了降低高速系统的实现成本,我们采用低速的光电器件,提出并实验验证了一个100-Gb/s高速光传输系统。使用四倍频技术调制单个激光器,产生频率间隔为50-GHz的两个光载波。通过RZ-DQPSK调制码型和偏振复用技术,基于12.5-GHz的光电器件,实现了100-Gb/s的光发射机。根据这个方案,我们搭建了一套100-Gb/s高速光传输实验系统。实验结果表明,在没有色散补偿的条件下,经过25-km的SMF传输后,信号的性能仍然比较好,表现出很好的抗色散能力。我们也通过仿真验证了该系统对CD、PMD和非线性损伤的抵抗能力。

关键词：高速光纤通信系统色度色散偏振模色散非线性损伤窄带滤波效应调制码型频谱效率

光DQPSK在高速传输中三种调制码型的研究

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华东交通大学学报 2010年第1期27卷 36-41页

作者：殷爱菡焦曰里陈燕燕吴凡刘方仁华东交通大学信息工程学院江西南昌330013

采用DQPSK调制方式对NRZ,RZ和CSRZ3种码型进行调制,研究40 Gb/s高速传输系统中这3种不同类型的光信号。使用色散补偿方式对高速光纤传输系统进行200 kM的模拟仿真,比较不同码型的系统传输特性。分析表明CS-RZ-DQP-SK调制格式,在较宽的... 详细信息

采用DQPSK调制方式对NRZ,RZ和CSRZ3种码型进行调制,研究40 Gb/s高速传输系统中这3种不同类型的光信号。使用色散补偿方式对高速光纤传输系统进行200 kM的模拟仿真,比较不同码型的系统传输特性。分析表明CS-RZ-DQP-SK调制格式,在较宽的入纤功率范围内都能取得最小的眼图张开代价。

关键词： DQPSK 调制码型色散眼图

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偏振模色散缓解技术中调制码型的实验研究

光子技术 2005年第4期 193-196页

作者：段高燕张晓光于丽张茹杨伯君北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室

本文通过巧妙地调节LiNbO3调制器的偏置电压,利用两个调制器实验得出占空比分别为33%和50%的归零(RZ)码、占空比66%的载波抑制归零(CSRZ)码,并利用这几种码型分别测出偏振度(DOP)与差分群时延(DGD)之间的关系。结果证实CSRZ码的DOP的变... 详细信息

本文通过巧妙地调节LiNbO3调制器的偏置电压,利用两个调制器实验得出占空比分别为33%和50%的归零(RZ)码、占空比66%的载波抑制归零(CSRZ)码,并利用这几种码型分别测出偏振度(DOP)与差分群时延(DGD)之间的关系。结果证实CSRZ码的DOP的变化范围较大,在抑制偏振模色散方面较优越。

关键词：光纤通信技术调制码型偏振模色散

40Gb/s DQPSK调制码型技术的研究

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40Gb/s DQPSK调制码型技术的研究

40 Gbit/s 50 GHz间隔DWDM DPSK系统优化

2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学...

作者：冯慧婷高繁荣邹晖胡毅光纤通信技术和网络国家重点实验室武汉电信器件有限公司

本文简单比较了40Gb/s系统中各种传输码型的性能,得出DQPSK因频谱带宽窄效率高,能够有效的抑制各种非线性效应,提高光接收机的灵敏度,从总体上是最适合40G系统的传输码型;并且对DQPSK的调制解调原理也进行了的说明.

关键词：光纤通信调制码型预编码调制解调 DQPSK

来源： cnki会议评论

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北京邮电大学学报 2008年第2期31卷 34-37页

作者：谢幸初陈雪周伟勤施社平北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室北京100876

针对差分相移键控(DPSK)信号频谱宽、传输性能受光通道带宽影响大的特点,通过VPItransmission Maker(VPI)仿真对DPSK系统性能受光通道带宽的影响进行了分析和优化.指出对于40 Gbit/s速率50 GHz通道间隔的密集波分复用(DWDM)网络,DPSK解... 详细信息

针对差分相移键控(DPSK)信号频谱宽、传输性能受光通道带宽影响大的特点,通过VPItransmission Maker(VPI)仿真对DPSK系统性能受光通道带宽的影响进行了分析和优化.指出对于40 Gbit/s速率50 GHz通道间隔的密集波分复用(DWDM)网络,DPSK解调器马赫-曾德尔延迟干涉仪(MZDI)的延迟时间应小于1 bit周期,带宽越窄延迟时间应越小;建议通过监测传输性能参数反馈调节延迟时间,适应光信号途经光分插复用设备级数的变化,使传输性能达到最佳.

关键词：光通信调制码型差分相移键控马赫-曾德尔延迟干涉仪延迟时间 VPItransmissionMaker仿真