Author Affiliations
Abstract
1 Optical Communications Laboratory, Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China
2 Hainan Institute of Zhejiang University, Sanya 572025, China
3 Key Laboratory of Ocean Observation-Imaging Testbed of Zhejiang Province, Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China
In this paper, an optical pulse amplitude modulation with 4 levels (PAM-4) using a fiber combiner is proposed to enhance the data rate of a field-programmable gate-array-based long-distance real-time underwater wireless optical communication system. Two on–off keying signals with different amplitudes are used to modulate two pigtailed laser diodes, respectively, and the generated optical signals are superimposed into optical PAM-4 signals by a fiber combiner. The optical PAM-4 scheme can effectively alleviate the nonlinearity, although it reduces the peak-to-peak value of the emitting optical power by 25%. A real-time data rate of 187.5 Mbit/s is achieved by using the optical PAM-4 with a transmission distance of 50 m. The data rate is increased by about 25% compared with the conventional electrical PAM-4 in the same condition.
underwater wireless optical communication FPGA PAM-4 Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 020601
1 浙江大学海洋学院光通信实验室，浙江舟山 316021
2 海洋观测成像试验区浙江省重点实验室，浙江舟山 316021
3 自然资源部第二海洋研究所，浙江杭州 310012
水下无线光通信(UWOC)可为水下平台提供高速灵活的通信选择。本文介绍了 UWOC的基本链路构成，并指出 UWOC系统的优化方案。吸收、散射和湍流都会影响 UWOC的性能，深入研究信道特性可以指导发射器、接收器和相关信号处理技术的设计。UWOC性能还能够通过复用技术、单光子探测技术和对准系统等进行优化。功能全面的测试平台可以为 UWOC系统提供必要的测试环境，为海试与工业化应用奠定基础。本文期望能为 UWOC相关研究者带来帮助。
信道建模 光复用技术 单光子探测 对准 UWOC UWOC channel modelling optical multiplexing technology single photon detection alignment
1 浙江大学 海洋学院 光通信实验室, 浙江 舟山 316021
2 海洋观测-成像试验区浙江省重点实验室, 浙江 舟山 316021
海洋光学系统在海洋探索、开发和监测中起到了越来越重要的作用。水下无线光通信、水下激光雷达是两种迅速发展且有良好应用前景的海洋光学系统。水下无线光通信凭借高速率与低延迟的特点在中短距离应用中成为理想的通信选择; 水下激光雷达在获取地理信息、目标探测等应用中也是常用的高精度、高效率的观测方法。然而, 海水信道的复杂光学特性为海洋光学系统性能的进一步提升带来了挑战。在海水信道中, 不仅吸收与散射作用较强, 而且信道中可能有湍流、气泡等动态变化的干扰因素。为应对这些挑战, 一方面可通过时间或空间方法提高信噪比; 另一方面, 时空信息转换的方法有利于提升系统的性能。文中对以上解决方案进行综述, 并指出海洋光学系统的发展趋势。
海洋光学 无线光通信 激光雷达 ocean optics optical wireless communication lidar 红外与激光工程
2020, 49(2): 0203003
