高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究
发布时间：2021-06-16 08:02
随着信息时代到来,虚拟现实、物联网、高清视频直播等技术和业务深入人们的日常生活和工作,光纤通信系统时刻面对着巨大的带宽需求。研究人员通过提高单通道速率、优化频谱效率以及开发新的复用维度等方法不断增加系统容量,总结近30年来OFC会议上Post Deadline文章,可以发现实验室中的光纤通信系统容量平均每四年提高10倍。使用多种技术相结合的方式可以非常有效地提高通信系统容量,但也将同时大幅增加网络节点复杂度,进而对光信号处理能力提出更高的要求,如高质量光信号源生成、多路信号同时处理、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等。能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中的超大容量系统成功商用化的关键因素。本文结合参与课题内容,对正常色散区超连续谱生成机理、光时分复用（Optical Time Division Multiplexing,OTDM）分插复用器、全光波长转换、宽度调谐脉冲生成以及全光相关器等这些光信号处理相关技术进行理论和实验研究,得到一些有益的结论和成果,主要的创新点和研究成果如下:（1）理论研究了脉冲在高非线性光纤（Highly Non-linear ...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
2016-2021年全球IP数据流量增?
ＭＤＭ）以及轨道角动量模式复用（Ｏｒｂｉｔａｌ?Ａｎｇｕｌａｒ?Ｍｏｍｅｎｔｕｍ，?ＯＡＭ）等空分复用??（Ｓｐａｃｅ?Ｄｉｖｉｓｉｏｎ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，?ＳＤＭ）技术的深入研究，为系统容量和频谱效率的??提升打开了巨大空间，如图１－２，?２０１８年日本ＫＤＤＩ的Ｄ．Ｓｏｍａ等人采用６模１９??芯光纤，在Ｃ＋Ｌ波段实现了?１０．１６?Ｐｂｉｔ／ｓ密集ＳＤＭ和波分复用（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，?ＷＤＭ）系统的１１．３?ｋｍ传输，其频谱效率达到了惊人的１０９９．９?ｂ／ｓ／Ｈｚ，??是目前报道的实验室中实现的单纤最大系统容量和最髙频谱效率［１９，?＆２７］。使用多??种复用技术相结合的方式可以非常有效的提高传输系统容量，但也将同时大幅增??加了网络节点复杂度，对光信号处理能力提出更高的要求，例如生成高质量光信??号源、同时处理多路信号、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等要求。因??此，能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中??的超大容量光纤通信系统成功商用化的关键因素。??一｜?ｓ?ｆ￣ｊ?Ｃｌ?ｒ＾＜｜＞＾ＬＰ〇１?ＩＰ。，?ＬＰ…ｔ．Ｐ？??ｊ?ｉ?ｔｏｒ?ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｃｈ?ｐＭＥ?ＦＩ?｜?ｘ??ｉ?１２．ＳＧＨ＾?Ｓｐａｃｉｎｇ?Ｐ＾ＬＸＩｌ?＾?／?１?１?－而供－－丨?ＬＰ？．?ＬＰ？
简化结构、降低成本、降低能耗［８９＿９１］。但是同样因ＯＴＤＭ信号超高的串行速率对??光信号处理能力提出更高要求，目前ＯＴＤＭ技术依然处于实验室阶段，距离真正??实用化还有一定距离。图１－４为采用ＯＴＤＭ技术和ＷＤＭ技术进行光网络间数据??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速光纤传输技术进展(特邀)[J]. 张帆. 光通信研究. 2017(06)
[2]Coherent supercontinuum generation in soft glass photonic crystal fibers[J]. MARIUSZ KLIMCZAK,BART?OMIEJ SIWICKI,ALEXANDER HEIDT,RYSZARD BUCZY?SKI. Photonics Research. 2017(06)
[3]560 Tbit/s相干光双偏振DFT-s OFDM 32QAM信号10 km单模7芯光纤传输实验[J]. 罗鸣,邱英,李响,莫琦,贺志学,刘武,杨奇,余少华. 光通信研究. 2017(02)
[4]一种高效的基于模式色散的全光积分器[J]. 谭中伟,李影,孙剑,任文华,李唐军. 光电子·激光. 2016(10)
[5]Advances in communications using optical vortices[J]. Jian Wang. Photonics Research. 2016(05)
[6]光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇[J]. 崔秀国,刘翔,操时宜,周敏. 电信科学. 2016(05)
[7]全波段正常色散光子晶体光纤中超连续谱的产生[J]. 李曙光,朱星平,薛建荣. 物理学报. 2013(20)
[8]Pulsewidth-tunable CSRZ-DQPSK signal generation using DPMZMs[J]. 嵇誉,李岩,伍剑,洪小斌,徐坤,李蔚,林金桐. Chinese Optics Letters. 2012(05)
[9]高相干度超连续谱产生的理论研究[J]. 李荧,侯静,王彦斌,靳爱军,姜宗福. 物理学报. 2012(09)
博士论文
[1]新型光子晶体光纤的设计、分析及应用研究[D]. 王二垒.合肥工业大学 2017
[2]全光波长转换及全光信号处理集成器件的研究[D]. 武英晨.浙江大学 2016
[3]QD-SOA的超快动力学过程及全光比较器[D]. 张丽梅.北京交通大学 2014
[4]超高速OTDM光通信系统关键技术研究[D]. 贾楠.北京交通大学 2014
[5]微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究[D]. 马会芳.北京邮电大学 2013
[6]长脉冲泵浦光纤超连续谱光源及其稳定性研究[D]. 刘楚.北京交通大学 2012
[7]基于光纤的超连续谱产生、光参量放大及其应用研究[D]. 刘虹遥.北京邮电大学 2012
[8]光子晶体光纤非线性效应及偏振解复用技术的理论与实验研究[D]. 景琦.北京邮电大学 2012
[9]基于高非线性光纤的多级四波混频效应及其应用研究[D]. 赵亮.华中科技大学 2011
[10]基于半导体光放大器的全光网络关键技术研究与应用[D]. 王敏学.北京邮电大学 2010
本文编号：3232703
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
2016-2021年全球IP数据流量增?
ＭＤＭ）以及轨道角动量模式复用（Ｏｒｂｉｔａｌ?Ａｎｇｕｌａｒ?Ｍｏｍｅｎｔｕｍ，?ＯＡＭ）等空分复用??（Ｓｐａｃｅ?Ｄｉｖｉｓｉｏｎ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，?ＳＤＭ）技术的深入研究，为系统容量和频谱效率的??提升打开了巨大空间，如图１－２，?２０１８年日本ＫＤＤＩ的Ｄ．Ｓｏｍａ等人采用６模１９??芯光纤，在Ｃ＋Ｌ波段实现了?１０．１６?Ｐｂｉｔ／ｓ密集ＳＤＭ和波分复用（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，?ＷＤＭ）系统的１１．３?ｋｍ传输，其频谱效率达到了惊人的１０９９．９?ｂ／ｓ／Ｈｚ，??是目前报道的实验室中实现的单纤最大系统容量和最髙频谱效率［１９，?＆２７］。使用多??种复用技术相结合的方式可以非常有效的提高传输系统容量，但也将同时大幅增??加了网络节点复杂度，对光信号处理能力提出更高的要求，例如生成高质量光信??号源、同时处理多路信号、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等要求。因??此，能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中??的超大容量光纤通信系统成功商用化的关键因素。??一｜?ｓ?ｆ￣ｊ?Ｃｌ?ｒ＾＜｜＞＾ＬＰ〇１?ＩＰ。，?ＬＰ…ｔ．Ｐ？??ｊ?ｉ?ｔｏｒ?ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｃｈ?ｐＭＥ?ＦＩ?｜?ｘ??ｉ?１２．ＳＧＨ＾?Ｓｐａｃｉｎｇ?Ｐ＾ＬＸＩｌ?＾?／?１?１?－而供－－丨?ＬＰ？．?ＬＰ？
简化结构、降低成本、降低能耗［８９＿９１］。但是同样因ＯＴＤＭ信号超高的串行速率对??光信号处理能力提出更高要求，目前ＯＴＤＭ技术依然处于实验室阶段，距离真正??实用化还有一定距离。图１－４为采用ＯＴＤＭ技术和ＷＤＭ技术进行光网络间数据??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速光纤传输技术进展(特邀)[J]. 张帆. 光通信研究. 2017(06)
[2]Coherent supercontinuum generation in soft glass photonic crystal fibers[J]. MARIUSZ KLIMCZAK,BART?OMIEJ SIWICKI,ALEXANDER HEIDT,RYSZARD BUCZY?SKI. Photonics Research. 2017(06)
[3]560 Tbit/s相干光双偏振DFT-s OFDM 32QAM信号10 km单模7芯光纤传输实验[J]. 罗鸣,邱英,李响,莫琦,贺志学,刘武,杨奇,余少华. 光通信研究. 2017(02)
[4]一种高效的基于模式色散的全光积分器[J]. 谭中伟,李影,孙剑,任文华,李唐军. 光电子·激光. 2016(10)
[5]Advances in communications using optical vortices[J]. Jian Wang. Photonics Research. 2016(05)
[6]光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇[J]. 崔秀国,刘翔,操时宜,周敏. 电信科学. 2016(05)
[7]全波段正常色散光子晶体光纤中超连续谱的产生[J]. 李曙光,朱星平,薛建荣. 物理学报. 2013(20)
[8]Pulsewidth-tunable CSRZ-DQPSK signal generation using DPMZMs[J]. 嵇誉,李岩,伍剑,洪小斌,徐坤,李蔚,林金桐. Chinese Optics Letters. 2012(05)
[9]高相干度超连续谱产生的理论研究[J]. 李荧,侯静,王彦斌,靳爱军,姜宗福. 物理学报. 2012(09)
博士论文
[1]新型光子晶体光纤的设计、分析及应用研究[D]. 王二垒.合肥工业大学 2017
[2]全光波长转换及全光信号处理集成器件的研究[D]. 武英晨.浙江大学 2016
[3]QD-SOA的超快动力学过程及全光比较器[D]. 张丽梅.北京交通大学 2014
[4]超高速OTDM光通信系统关键技术研究[D]. 贾楠.北京交通大学 2014
[5]微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究[D]. 马会芳.北京邮电大学 2013
[6]长脉冲泵浦光纤超连续谱光源及其稳定性研究[D]. 刘楚.北京交通大学 2012
[7]基于光纤的超连续谱产生、光参量放大及其应用研究[D]. 刘虹遥.北京邮电大学 2012
[8]光子晶体光纤非线性效应及偏振解复用技术的理论与实验研究[D]. 景琦.北京邮电大学 2012
[9]基于高非线性光纤的多级四波混频效应及其应用研究[D]. 赵亮.华中科技大学 2011
[10]基于半导体光放大器的全光网络关键技术研究与应用[D]. 王敏学.北京邮电大学 2010
本文编号：3232703
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