Author Affiliations
Abstract
1 Beijing Key Laboratory of Space-Ground Interconnection and Convergence, School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Institute of Electronic and Information Industry, China Center for Information Industry Development, Beijing 100876, China
3 Department of Electronic Engineering, College of Information Science and Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
This paper proposes a hybrid layered asymmetrically clipped optical (HLACO) single-carrier frequency-division multiplexing (SCFDM) scheme for dimmable visible light communication. It designs a signal structure that combines layered asymmetrically clipped optical (LACO)-SCFDM and negative LACO-SCFDM in proportion for improving the inherent weaknesses of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based dimmable schemes and further enhancing the system performance. Compared to the HLACO-OFDM-based dimming scheme, it obtains a lower bit error ratio and enables efficient communication over broader dimming range. Its spectral efficiency realizes 2.875 bit·s-1·Hz-1 within the dimming range of 30%–70%, and the attainable average spectral efficiency gains exceed at least 19.21% compared to other traditional dimmable schemes.
dimming control single-carrier frequency-division multiplexing visible light communication spectral efficiency complexity Chinese Optics Letters
2021, 19(4): 040601
北京邮电大学 信息光子学和光通信国家重点实验室, 北京 100876
以16-相正交幅度调制（16QAM）为例，分析比较了伽罗华（GF(2m)）域上m=1,2,4时，3种低密度奇偶校验（LDPC）码在16QAM光传输系统中的性能.分析表明，无论在纠错性能还是译码效率方面，4进制LDPC码比16进制LDPC码具有更大优势.为进一步改善高阶调制光传输系统中非二进制低密度奇偶校验（NB-LDPC）码的性能，在16QAM系统下的4进制LDPC码中引入水印位符号.与传统的非二进制LDPC译码方案相比，水印位方案的平均迭代次数显著下降，即引入水印位可以极大地提高NB-LDPC码的译码效率.当误码率BER=10-5时水印位方案可以改善0.1 dB的净编码增益.
光通信 低密度奇偶校验码 高阶调制 纠错性能 译码效率 Optical communications Low density parity check codes High-order modulation Error correction performance Decoding efficiency
Author Affiliations
Abstract
State Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
In this Letter, we propose a scheme that integrates a diversity-combining technique with asymmetrical clipping optical orthogonal frequency-division multiplexing (ACO-OFDM) based on a discreet Hartley transform (DHT). Simulations are demonstrated for the DHT-based ACO-OFDM system with a diversity-combining technique. The simulation results indicate that when the optimal weighting factor is chosen, the bit error rate (BER) performance is improved by about 2 dB when the binary phase-shift keying (BPSK) is modulated and about 3 dB when the 16 pulse-amplitude modulation is modulated. Additionally, experiments are presented to verify the feasibility of diversity-combining DHT-based ACO-OFDM. In the transmission experiments, a BPSK-modulated DHT-based ACO-OFDM with a diversity-combining receiver is realized, which improves the BER performance by 1.5 and 1.3 dB for a span length of back-to-back and a 50 km standard single-mode fiber, respectively.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S20605
1 北京邮电大学
2 信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876
在正交频分多址无源光网络上行传输中，不同光网络单元的上行信号如果采用相同波长的不同激光器将会产生光拍频噪声,使得光网络单元的无色性难以实现.本文以正交频分多址无源光网络为研究对象，通过对系统结构的研究和相关公式的推导，分析了信号上行传输中光拍频噪声的产生原因和避免方式.针对下行发送上行载波结合光线路终端相干接收的光拍频噪声避免方案进行了仿真研究.分析了系统的抗色散方案以及色散累积和训练序列长度对系统性能的影响，给出了优化的参数设置，为系统实际应用提供了理论参考.
光通信 无源光网络 仿真分析 正交频分多址无源光网络 光拍频噪声 物理层损伤 optical communication passive optical network orthogonal division multiple access pon optical beating interference physical layer impairments
北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
随着光纤通信系统容量的增加和信道间隔的降低,非线性噪声必然成为限制光传输系统发展的重要因素。提出了一种比较准确的仿真模型用来估计把非线性噪声当作加性高斯处理的高斯噪声(GN)模型的适用范围，同时对该模型进行了大量的仿真验证，包括不同的光纤类型和不同的调制格式。仿真结果证明,GN模型的非线性噪声功率谱密度理论解析式在预色散的系统中是非常准确、可靠的。同时，表明在没有预色散的系统中，非线性噪声与调制格式有关，但是预色散能够消除调制格式对非线性噪声的影响。
非线性光学 相干通信 光纤非线性效应 克尔效应 光学学报
2014, 34(s2): s219003
北京邮电大学 信息与通信工程学院 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
为了得到高性能的多载波光源，研究了射频信号中不同相位差对光多载波的影响.通过理论分析可得，随着相位差从90°降至0°，光多载波性能会逐渐变差，但是相位差偏与90°相差不大时，性能不会下降太多.实验中通过移相器改变相位差，使相位差为90°,45°,0°，得到循环前IQ调制器的输出光谱，并对比循环后光多载波性能.实验结果显示，相位差为90°时，循环前IQ调制器输出为较好的单边带光谱，循环后输出50条平坦稳定光多载波；相位差为45°时，光多载波质量变差；相位差为0°时，得不到光多载波.因此，射频信号相位差为90°时，光多载波的性能最佳，随着相位差变小，性能下降，但是相位差为45°时，产生的光多载波仍可应用于光通信.
光通信 多载波 循环移频 相偏 稳定平坦 Optical communication Multicarrier RFS Phase deviation Stability and flatness
北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
在以太网无源光网络帧结构的基础上, 针对正交频分复用无源光网络的特点, 提出了一种适用于正交频分复用无源光网络的媒质接入控制协议.对多点控制协议、控制消息的结构、业务优先级等进行了设计, 提出了一种提供服务质量保障的特殊情况下区别用户服务等级的动态带宽分配算法.该算法引入两级调度的机制, 将带宽资源的分配分为不同优先级业务的调度和同类型业务下不同等级的光网络单元调度.文章对提出协议的时延、丢包率、吞吐量等方面的性能进行了仿真, 仿真结果显示提出的媒质接入控制协议很好地实现了对各业务的服务质量保障, 符合多业务接入对服务质量等的需求.
光接入网 媒质接入控制协议 服务质量 动态带宽分配 Optical access network Media access control protocol Quality of service Dynamic bandwidth allocation
北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
非线性相位噪声即高登米勒（G-M）效应是限制相位调制系统传输距离的一个重要因素。系统地研究了G-M效应对单信道速率为40 Gb/s的相干正交频分复用（CO-OFDM）系统的影响。理论分析了在不同的链路参数（入纤功率、跨段距离和色散系数）配置下，放大自发辐射（ASE）噪声沿链路的分布是如何影响系统性能的，并通过搭建CO-OFDM系统的仿真平台，对系统性能进行了仿真研究，比较了两种不同的光纤系统（标准单模光纤系统和非零色散位移光纤系统）中G-M效应的差别。研究发现，G-M效应随着入纤功率的增大而增强。相同的传输长度，跨段距离越小，G-M效应越严重。链路中的累积色散对G-M效应有一定的抵抗作用。
光通信 高登米勒效应 正交频分复用 非线性 光学学报
2012, 32(s1): s106006
北京邮电大学 信息光子学和光通信教育部重点实验室，北京 100876
介绍了一种应用于未来大容量、多业务接入场景下的称为光正交频分复用无源光网络的下一代接入网技术，并提出了一种基于此结构的称为基于服务质量需求的固定周期流水线轮询动态带宽分配算法.该算法通过应用二级带宽分配机制、带宽预申请机制和最小带宽申请优先原则等方法，有效地保障了在大容量、多业务接入场景下各个业务不同的服务质量需求.为研究其性能，建立了该算法的仿真模型并进行了对比仿真.仿真结果显示该算法以低时延和低抖动有效地支持快速转发业务，同时平衡了确保转发业务和尽力而为业务之间的优先性和相对公平性，并且实现了不同光网络单元间的同优先级业务带宽分配的公平性.与传统的动态带宽分配算法算法相比，基于服务质量需求的固定周期流水线轮询动态带宽分配算法具有执行效率高、算法复杂度低、性能良好等优点，并且能够更好地适应光正交频分复用无源光网络的特性，发挥网络最大的性能.
正交频分复用无源光网络（OFDM-PON） 服务质量（QoS） 动态带宽分配算法（DBA） 固定周期流水线轮询（FCPP） OFDM-PON Quality of Service (QoS) Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) Fixed Cyclic Polling in Pipeline (FCPP)
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Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Ministry of Education, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
The optimized optical phase conjugation (OPC) configuration is proposed for the 40-Gb/s CO-OFDM system. The proposed configuration for nonlinear cancellation is systematically depicted in transmission links with lumped amplification. Numerical simulations are performed to demonstrate effectiveness. Simulation results show that mid-span spectral inversion (MSSI) can partially compensate for nonlinear distortions. Moreover, its optimized configuration can further improve system performances and increase nonlinear compensation effectiveness. Compared with MSSI, the maximal Q factor, nonlinear threshold, and transmission distance of optimized OPC configuration increase by over 1.6 dB, 2 dB, and 2 times, respectively.
060.2330 Fiber optics communications 060.4370 Nonlinear optics, fibers 190.3270 Kerr effect 190.5040 Phase conjugation Chinese Optics Letters
2011, 9(6): 060604
