Author Affiliations
Abstract
1 Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
This Letter proposes a high-security modulation scheme for optical transmission systems. By using multi-constellation shaping and asymmetric encryption, the information security can be enhanced and quantum computer cracking can be effectively resisted. Three-dimensional (3D) carrier-less amplitude phase modulation is utilized to superposition and transmit 3D signals. Experimental verification is conducted using a seven-core weakly coupled fiber platform. The results demonstrate that the proposed scheme can effectively protect the system from any illegal attacker.
multi-core transmission asymmetric encryption multi-constellation shaping Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040602
1 北京邮电大学电子工程学院，信息光子学与光通信国家重点实验室，天地互联与融合北京市重点实验室，北京 100876
2 北京安科慧生科技有限公司，北京 101102
针对模分复用系统中由于模式耦合引入的信道串扰（XT）的问题，提出一种基于信号相关峰提取的XT相关比测量方法，并将XT相关系数应用于多进多出恒模盲均衡算法（CPR-MIMO-CMA）中以提升信道均衡效果。搭建了少模光纤传输的实验平台，利用CPR-MIMO-CMA对接收端数据进行处理，研究结果表明，在满足前向纠错（FEC）为3.8×10-3的门限下，所提出的CPR-MIMO-CMA在LP01、LP11、LP21三模信道中比传统CMA分别具有1.3 dB、0.9 dB、1.0 dB的性能增益，并且3个模式下的平均收敛时间减少约50%。
光通信 模分复用 模间串扰 信号相关峰 模式均衡
北京邮电大学电子工程学院, 信息光子学与光通信国家重点实验室, 天地互联与融合北京市重点实验室, 北京 100876
对于少模光纤的理论模型分析尚未完善,采用光纤段的位移和旋转理论建立了少模光纤信道模型,该模型综合考虑了模式串扰和差分模时延等因素。为了提高系统性能,研究了采用概率成形和交织编码对信号传输性能的影响。仿真结果表明,16阶QAM(Quadrature Amplitude Modul)信号经过长为50 km的少模光纤传输后,在前向纠错极限为3.8×10 -3的情况下,光信噪比需求降低了3 dB,而且有效提升了传输距离。
光通信 少模光纤 模式串扰 概率成形 交织编码
1 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
2 北京邮电大学天地互联与融合北京市重点实验室，北京 100876
为了降低少模光纤中的模间串扰，提出了一种新型双耦合环辅助的少模光纤结构设计。首先用COMSOL仿真软件对6-LP光纤结构进行建模，并分析了影响模式间耦合的主要因素，然后对双耦合环结构的5个参数进行仿真分析。结果表明，在6-LP少模光纤中，LP21模和LP02模的有效折射率最接近，其差值是影响串扰的主要因素；该结构中LP21模和LP02模的最小模间折射率差为1.5×10-3，是同等条件下传统阶跃结构的1.88倍，少模光纤中的模间串扰问题得到有效缓解。
光通信 模分复用 少模光纤 双耦合环结构 光纤特性
北京邮电大学电子工程学院, 信息光子学与光通信国家重点实验室, 天地互联与融合北京市重点实验室, 北京 100876
设计了一种基于密集空气孔辅助的低差分模时延4-LP少模光纤结构,利用COMSOL软件仿真分析了不同结构参数对差分模时延的影响。仿真结果表明,各个模式的差分模时延在C+L波段均小于40 ps/km,因此所提低差分模时延少模光纤结构能够改善系统性能,降低接收端接收机的复杂度和功耗。
光纤光学 空分复用 密集空气孔 少模光纤 低差分模时延 光学学报
2021, 41(21): 2106003
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications (BUPT), Beijing 100876, China
2 Beijing Key Laboratory of Space-round Interconnection and Convergence, BUPT, Beijing 100876, China
3 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, BUPT, Beijing 100876, China
4 The Advanced Research Institute of Multidisciplinary Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
5 China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China
6 China Satellite Communication Co., Ltd., Beijing 100048, China
7 School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
A modulation classification method in combination with partition-fractal and support-vector machine (SVM) learning methods is proposed to realize no prior recognition of the modulation mode in satellite laser communication systems. The effectiveness and accuracy of this method are verified under nine modulation modes and compared with other learning algorithms. The simulation results show when the signal-to-noise ratio (SNR) of the modulated signal is more than 8 dB, the classifier accuracy based on the proposed method can achieve more than 98%, especially when in binary phase shift keying and quadrature amplitude shift keying modes, and the classifier achieves 100% identification whatever the SNR changes to. In addition, the proposed method has strong scalability to achieve more modulation mode identification in the future.
free-space optical communication pattern recognition modulation Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 111404
基于布里渊光时域分析(BOTDA)的分布式光纤传感系统被广泛用于测量外界环境的温度、应力等信息。为了进一步提高分布式光纤传感系统的测量精度与速度,提出一种基于自适应梯度下降算法的布里渊频移提取方法,搭建了24.4 km基于BOTDA的分布式温度传感系统,并进行实验验证。结果表明,与传统莱文伯-马奈特洛伦兹拟合法相比,本文方法能够快速、准确地提取出布里渊频移,对提高基于BOTDA的分布式温度传感系统的测量精度具有重要意义。
光纤光学 光纤传感 布里渊光时域分析 自适应梯度下降算法 布里渊频移 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170631
1 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
2 聊城大学山东省光通信科学与技术省重点实验室, 山东 聊城 252000
基于循环频移器(RFS)的多载波产生原理，得到了间隔为25 GHz，载噪比为25 dB的20个子载波的多载波输出，将波特率为16 Gbaud(即64 Gbit/s)的归零码十六进制正交幅度调制（RZ-16QAM）信号加载到这些子载波上，并且进行偏分复用（PDM）生成PDM-RZ-16QAM信号，实验实现了2.56 Tbit/s PDM-RZ-16QAM信号792 km标准单模光纤(SSMF)的传输和相干接收。实验测得的背靠背相干光波分复用（CO-WDM）系统在误码率为1×10-3的情况下，光信噪比需求比理论值(FEC)增加了4.1 dB。传输后，最佳入射光功率处的误码率为4.5×10-3，小于前向纠错的软判决门限（2.4×10-2），此时对应的CO-WDM PDM-RZ-16QAM中心信道信号恢复后x和y偏振方向的星座图清晰规则，说明传输性能很好，并且系统的频谱效率达到了5.1 bit/(s·Hz)。
光通信 多载波 十六进制正交幅度调制 太比特传输
北京邮电大学信息光子学与光通信教育部重点实验室， 北京 100876
频率锁定多载波光源是实现Tb/s高数据率传输的关键器件。它具有结构简单，频谱利用率高的优点，因此成为高速大容量光纤通信系统中的研究热点。理论分析了I/Q调制器的结构和多载波光源产生的工作原理，搭建了基于I/Q调制器的频率锁定多载波光源产生的实验系统，实验实现了频率间隔为12.5 GHz的15个载波输出。同时仿真分析了影响多载波光源性能的几个参数。结果表明，射频信号的驱动电压，系统中偏振态的变化是影响频率锁定多载波光源产生的主要因素。
光纤通信 多载波光源 I/Q调制器 稳定性 光学学报
2010, 30(s1): s100202
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications Beijing University of Posts and Telecommunications, Ministry of Education, Beijing 100876, China
2 Network Research Department, Huawei Technologies Co., Ltd., Shenzhen 518129, China
An adaptive polarization mode dispersion (PMD) compensation experiment is reported in a 40-Gb/s phase shaped binary transmission (PSBT) communication system, with the use of a new digital signal processor (DSP)-based optical PMD compensator. PMD tolerance is found to be enhanced by 8 ps after PMD compensation with 1-dB optical signal-to-noise ratio (OSNR) penalty. Under the condition of fast change of states of polarization up to 85 rad/s in the fiber link, the performance of our PMD compensator undergoes the bit error ratio (BER) test for as long as 10 h.
光纤通信系统 相位整形二进制传输 偏振模色散补偿 偏振模色散容忍度 060.0060 Fiber optics and optical communications 230.0230 Optical devices 250.0250 Optoelectronics Chinese Optics Letters
2010, 8(9): 816
