具有高载波频率与可用大带宽的太赫兹频带（频率范围0.1~10 THz）已成为满足未来6G移动通信网络所需的100 Gbit/s甚至1 Tbit/s超高数据速率的候选频段。与完全使用电子器件生成太赫兹信号的全电方式相比，光子辅助技术可以突破电子器件带宽限制的瓶颈，生成高频率、大带宽、频率灵活可调，并易与大容量光纤链路集成的太赫兹信号。基于光子学辅助技术与各种先进器件及数字信号处理算法，在宽带太赫兹通信和感知的多个领域取得了重大成果：在大容量太赫兹传输领域，综合应用多维复用技术，实现了最大容量6.4 Tbit/s的光子太赫兹信号传输；在远距离太赫兹传输领域，设计了高增益太赫兹天线模块，实现了长达400 m的335 GHz太赫兹无线传输距离；在实时太赫兹通信领域，基于商用数字相干光学模块实现了创纪录的100、2×100 GbE太赫兹实时通信系统；在太赫兹通信与感知一体化领域，分别基于时分复用与频分复用方案生成了通信与感知一体化信号，同时实现了太赫兹频段的大容量通信与高精度感知功能；在太赫兹有线传输领域，基于镀银金属空芯光纤，实现了300 GHz频段太赫兹信号的1 m有线传输，系统净容量超过140 Gbit/s。本文分别对以上系统的实验装置进行了详细的介绍，并对实验结果进行了讨论。
光子辅助技术 大容量太赫兹传输 长距离太赫兹传输 太赫兹实时通信 太赫兹通信感知一体化 金属空芯光纤 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Changfei Optical Fiber and Cable Joint Stock Limited Company, Wuhan 430073, China
3 Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210000, China
We experimentally transmit eight wavelength-division-multiplexing (WDM) channels, 16 quadratic-amplitude-modulation (QAM) signals at 32-GBaud, over 1000 km few mode fiber (FMF). In this experiment, we use WDM, mode division multiplexing, and polarization multiplexing for signal transmission. Through the multiple-input–multiple-output (MIMO) equalization algorithms, we achieve the total line transmission rate of 4.096 Tbit/s. The results prove that the bit error rates (BERs) for the 16QAM signals after 1000 km FMF transmission are below the soft-decision forward-error-correction (SD-FEC) threshold of , and the net rate reaches 3.413 Tbit/s. Our proposed system provides a reference for the future development of high-capacity communication.
optical fiber communication mode division multiplexing few-mode fiber multiple-input–multiple-output high-capacity transmission long-distance transmission Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 010602
1 山西大学 光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 山西 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 太原 山西 030006
3 山西大学物理电子工程学院, 太原 山西 030006
在铷原子波段将光场信息编码到Time-bin 量子比特, 然后将Time-bin量子比特在光纤中经过2.3 km的远距离传输, 利用非平衡马赫-曾德尔干涉仪对传输后的Time-bin的相干度进行测量, 实验结果显示单光子量级的Time-bin远距离传输后其相干保持度为81%。
Time-bin量子比特 长距离传输 非平衡马赫-曾德尔干涉仪 相干保持度 time-bin long distance transmission non-equilibrium Mach – Zehnder interferometer coherence retention
1 无锡科技职业学院物联网与软件学院, 江苏 无锡 214068
2 东南大学国家大学科技园, 光传感/通信综合网络国家(地方)联合工程研究中心, 江苏 南京 210096
3 无锡市德科立光电子技术有限公司, 江苏 无锡 214068
利用双向抽运拉曼放大器实现了4×100 Gbit·s
-1光网络传输295 km(68.85 dB)的应用,测试了系统的光学信噪比、传输余量及长期误码特性,仿真了双向抽运拉曼放大器在4×100 Gbit·s
-1传输系统中的功率演化过程。研究结果表明,双向抽运拉曼放大器的应用需综合考虑信号输入功率、前后向拉曼增益及经济成本等。
光通信 无中继传输 超长距传输系统 双向抽运拉曼放大器 掺铒光纤放大器 激光与光电子学进展
2019, 56(6): 060601
1 中国电力工程顾问集团 中南电力设计院, 武汉430071
2 国网湖北省电力公司 运行检修公司, 武汉430050
3 国网湖北省电力公司 信息通信公司, 武汉430077
光纤通信是电力输电线路保护及控制信号最重要的传输手段。由于遥泵放大技术在国内电力系统中尚无正式运行案例, 设计经验较少, 因此, 如何设计可靠的超长距离遥泵放大光纤线路, 成为电力系统通信亟待完善的课题。文章介绍了遥泵放大技术的基本原理, 提出了一种适合在电力系统超长距离光纤通信工程中采用的遥泵放大系统方案, 并结合实际工程案例进行分析。所提出的设计方法可作为电力系统超长距离遥泵放大系统设计的重要参考。
超长距离传输系统 遥泵放大 远端泵浦单元 掺铒光纤 拉曼放大 ultra-long-distance transmission system ROPA RPU Er-doped fiber Raman amplifier
1 北京理工大学光电学院 光电成像技术与系统 教育部重点实验室, 北京100081
2 微光夜视技术重点实验室, 西安 710065
为利用低成本UTP双绞线实现高清VGA模拟视频信号的远距离传输, 完成了VGA模拟差分信号的远距离传输系统的设计及实现。在发送端, 通过差分驱动芯片AD8147对信号进行驱动; 在接收端, 采用差分接收和均衡器AD8123芯片对信号进行均衡和补偿, 恢复原始视频信号。实验证明, 该系统可以在CAT-5e类UTP双绞线上实现最大距离300m、720P分辨率的高清VGA模拟视频信号的远距离传输, 传输后的视频图像清晰、色彩饱满。
模拟差分信号 远距离传输 VGA VGA analog differential signal long-distance transmission
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 电子科技大学 物理电子学院, 成都 610054
对长距离磁绝缘传输线（MITL）的传输效率和结构变化带来的影响进行了评估。介绍了MITL稳态流与非稳态流理论，为了验证各种条件对传输效率的影响进行了粒子模拟，修改了MITL的结构并设计了若干对应的分解检验实验。通过准确测量同一位置的阴阳极电流和电压验证了Mendel层流理论公式。已完成的电感支撑阴阳极实验结果表明,使用合适量级电感型刚性弹簧对内外筒进行固定可以满足传输效率设计要求。
磁绝缘传输线 长距离传输 稳态流 电感支撑 传输效率 magnetically-insulated transmission line long distance transmission steady-state flow inductive support transmission efficiency
北京大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,北京 100871
报道了高速率单信道非归零差分相移键控(NRZ-DPSK)调制信号的长距离光纤环路传输。光纤环路总长414 km,由4个放大段组成。每个放大段由标准单模光纤(SSMF)和色散补偿光纤(DCF)构成,采用掺铒光纤放大器/分布式拉曼放大器(EDFA/DRA)混合放大。测量了42.8 Gb/s差分相移键控信号在环路传输1,2,3圈(414 km,828 km和1242 km)后的光谱和眼图。在接收段使用单端检测的条件下,给出了DPSK信号在背对背情况,414 km和1242 km传输后的误码率(BER)随接收机功率变化的曲线。DPSK信号在1242 km传输后最低误码率可达6.3×10-4。在使用增强型前向纠错(FEC)技术后,能实现无误码传输。
光通信 长距离传输 差分相移键控 标准单模光纤 混合放大
