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2019年1月PTL光通信论文评析


光纤在线编辑部  2019-02-11 12:14:58 综合整理 浏览次数:
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光纤在线特邀编辑:邵宇丰,赵云杰,龙颖,胡钦政
    2019年1月出版的PTL主要刊登了以下方向的文章,包括:有源器件、无源器件、光网络、光传输、自由空间光通信等,笔者将逐一评析。
1. 有源器件
    巴西联邦技术研究所光子学实验室的D.N.S.Cavalcante等研究人员设计了采用半导体光放大器(SOA)作为非平衡元件集成马赫-曾德尔干涉仪来实现逻辑门操作的方案(如图1所示)。他们实验研究了不同工作环境下,SOA增益级别的区别,并在SOA广泛增益范围内实现了或逻辑门的操作。研究人员通过使用脉冲幅度调制(PAM)技术改变了SOA的注入电流,并以此实现逻辑操作。

图1 SOA-MZI三维配置图:1.波形发生器;2.激光器;3.耦合器;4.SOA;5.光电二极管;6.光电转换;7-示波器

2. 无源器件

    阿姆斯特丹自由大学的B.Imran Akca等科研人员通过实验搭建了75通道氮化硅基交错阵列波导光栅(AWG),如图2所示(其中包括一个分辨率为1nm的3通道主AWG,三个分辨率为3 nm的25通道辅助AWG)。该器件在以1550nm为中心的75nm带宽上具有1nm的光谱分辨率。研究人员将该器件性能与具有相同分辨率和带宽规格的传统AWG进行了比较,结果表明,交错AWG不仅具有较小的器件尺寸,而且相邻信号串扰值更低(具有更好的信道均匀性)。与级联AWGs相比,,交错型AWG多路复用器的尺寸要小得多,并能实现更高分辨率和更大的带宽,这使得它在成像光学、天文学等许多领域中也具有潜在应用价值。

图2 交错型AWG的工作原理

3. 光网络

   加拿大麦克马斯特大学的Ahmed E.Morra等科研人员研究了针对5G移动网络在光纤非线性、调制器削波和射频干扰的情况下, ROF链路前端传输中继毫米波信号的性能(如图3所示)。他们以分析了中断概率和平均误差率,并使用蒙特卡罗方法进行了验证。实验结果证明:随着光纤长度的增加,该系统对光纤非线性负面效应的抵抗度增加。

图3 集成RoF前传无线接入链路的混合5G网络架构

4. 光传输

    华南理工大学的Jian Zhao等研究人员在自适应负载强度调制和直接检测(IMDD)系统中,设计了基于集分偏移正交幅度调制(SP-offset-QAM)的正交频分复用(OFDM)信号的检测算法(如图4所示)。该算法减轻了信号突变干扰,提高了传统单抽头器的均衡能力,降低了多维SP-QAM信号解码中训练序列DSP操作的复杂度。他们对该算法在50km 单模光纤传输系统中的应用进行了实验验证。结果表明,与传统译码算法相比,该算法降低了译码过程的计算复杂度;研究还证实了SP偏移QAM-OFDM技术是一种有潜在应用价值的低成本光接入技术。

图4 SP-offset-QAM OFDM信号的DSP处理过程

5. 自由空间光通信

    韩国蔚山大学的He Wang等科研人员设计了在可见光通信系统中使用行程长度受限(RLL)码的方法(系统框图如图5所示)。 由于极性码的生成矩阵结构和信道选择过程受限,他们根据预先确定的比特指数,分析了极性码可能产生的不同概率收发模式。为了改善误码性能,他们在RLL译码中采用了不同的先验概率算法。研究结果表明,与传统方案相比,他们设计极性码应用于RLL译码具有更好的收发质量。

图5 VLC系统的发射机和接收机框图:(a)发射机,(b)接收机

参考文献

[1]D. N. S. Cavalcante, J. S. Negreiros, Jr., L. R. Marcelino,et al. Experimental AND and OR
 Logic Gates With MZI and SOA Using PAM Modulation[J]. IEEE Photonics Technology Letters ,2019, Page(s):11- 14.
[2]B. Imran Akca; Christopher R. Doerr. Interleaved Silicon Nitride AWG Spectrometers[J]. IEEE Photonics Technology Letters ,2019, Page(s):90- 93.
[3]Ahmed E. Morra; Steve Hranilovic.Mixed mmWave and Radio-Over-Fiber Systems With
 Fiber Nonlinearity[J]. IEEE Photonics Technology Letters ,2019, Page(s):23- 26.
[4]Jian Zhao ; Paul D. Townsend.Detection and Equalization of Set-Partitioned Offset-QAM 
OFDM in IMDD Systems[J]. IEEE Photonics Technology Letters ,2019, Page(s):70 - 73.
[5]He Wang; Sunghwan Kim.Design of Polar Codes for Run-Length Limited Codes in Visible
 Light Communications[J]. IEEE Photonics Technology Letters ,2019,Page(s):27 - 30.

编辑:Ray        

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