《新型高速大容量長距離光纖頻域傳輸機理和方法研究》是依託華中科技大學，由李蔚擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型高速大容量長距離光纖頻域傳輸機理和方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李蔚
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前高速光纖通信正向單信道傳輸100Gb/s甚至400Gb/s的方向發展，這也是國家信息化建設的需要，對高速大容量長距離光纖通信技術提出了巨大的挑戰，各種新技術層出不窮，但都沒有從根本上解決傳輸中色散、偏振模色散和非線性等帶來的信號畸變問題。本項目提出一種新型的光纖傳輸方法：光信號頻譜包絡傳輸方法。其原理是利用光信號在光纖中傳輸時，在只有色散的線性條件下光信號頻譜包絡保持不變，而在非線性條件下其時域包絡保持不變的原理，將原始光脈衝通過全光時-頻傅立葉變換變換到頻域或者分數階傅立葉變換的方法變換到時域和頻域之間的某一個區域，使得變換後的光信號具有很強的抗色散和非線性效應的性能，再將變換後的信號送入光纖中傳輸，在接收端只需要用一個相反的器件恢復出原始信號。這樣只需在現有系統中增加兩個全光時域傅立葉變換/反變化器，而不改變現有的線路配置，就能在現有的10G、40G系統傳輸100G和400G信號。
結題摘要
目前光纖通信單信道傳輸1Tb/s，對高速大容量長距離光纖通信技術提出了巨大的挑戰，各種新技術層出不窮，但都沒有從根本上解決傳輸中類似色散、偏振模色散、雷射器線寬的相位噪聲等這樣的線性損傷以及自相位調製，交叉相位調製，受激布里淵散射，瑞利散射，受激拉曼散射等這樣的非線性效應等帶來的信號畸變問題。本課題首先研究了光脈衝在光纖中傳輸的線性和非線性損失機理，找到了實現線性損傷補償的新方法—光纖頻域傳輸方法即光頻域包絡傳輸方法來抗色散、PMD和時間抖動等線性畸變，並通過實驗驗證了傳輸２００公里２0Gb/s IM-DD系統無色散補償無誤碼。同時研究高速光纖傳輸系統中非線性Kerr效應的影響，提出了一種分數階域的抗非線性Kerr 效應的光纖分數階域的傳輸新方法，可以實現自相位調製，交叉相位調製和色散的協同補償，補償的光纖色散段最長可以到１０個，單波長入纖功率到３dBm，４－１０個ＤＷＤＭ波長。課題探討了全光的方式來實現線性和非線性的協同補償的方法——全光預啁啾的方法來實現非線性抑制，只需要在發射端對輸入的信號加上一定的相位畸變，可以提高系統誤碼率2個數量級，很適合綠色光通信技術。除了非線性薛丁格方程外，課題還研究了光纖中瑞利散射，受激布里淵散射等非線性效應對傳輸系統的影響，提出了一種基於耦合模的理論來精確計算後向功率，首次發現10km的光纖內瑞利散射功率始終隨泵浦功率線性增長，對20km-40km光纖，高泵浦功率下瑞利散射功率趨向於飽和，是受激布里淵後向散射照成的。並提出了一種基於正交編碼－相關接受的原理來抑制這種瑞利後向散射噪聲的方法，實驗驗證可以提高功率代價4-10dB。課題提出了一種在電域上來協同補償線性和非線性的方法——用於DP 16-QAM的自適應數字背投光傳輸算法，補償能力可以提高可以1-3個數量級，動態範圍可以提升4.6dB到6.3dB。通過研究了Ｍ－ＱＡＭ高階調製光纖通信系統中線性損失的補償方法，提出一種32QAM中相位盲估算新方法，可以把雷射器的線寬的容忍性從目前的100kHz提高到1MHz。分別提出了基於FFT和改進DFT的頻偏估算低複雜度算法，降低算法複雜度75%和95%。提出了一種基於多步插值的方法，在低信噪比下實現頻偏。在光學器件方面研究時間透鏡實現機制、方法和簡單可行器件
