Author Affiliations
Abstract
Shanghai Jiao Tong University, State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering, Shanghai, China
Optical networks are evolving toward ultrawide bandwidth and autonomous operation. In this scenario, it is crucial to accurately model and control optical power evolutions (OPEs) through optical amplifiers (OAs), as they directly affect the signal-to-noise ratio and fiber nonlinearities. However, a fundamental contradiction arises between the complex physical phenomena in optical transmission and the required precision in network control. Traditional theoretical methods underperform due to ideal assumptions, while data-driven approaches entail exorbitant costs associated with acquiring massive amounts of data to achieve the desired level of accuracy. In this work, we propose a Bayesian inference framework (BIF) to construct the digital twin of OAs and control OPE in a data-efficient manner. Only the informative data are collected to balance the exploration and exploitation of the data space, thus enabling efficient autonomous-driving optical networks (ADONs). Simulations and experiments demonstrate that the BIF can reduce the data size for modeling erbium-doped fiber amplifiers by 80% and Raman amplifiers by 60%. Within 30 iterations, the optimal controlling performance can be achieved to realize target signal/gain profiles in links with different types of OAs. The results show that the BIF paves the way to accurately model and control OPE for future ADONs.
optical fiber communications digital twin Bayesian inference optical amplifiers autonomous-driving optical networks 
Advanced Photonics
2024, 6(2): 026006
作者单位
摘要
1 复旦大学信息科学与工程学院通信科学与工程系,上海 200433
2 长飞光纤光缆股份有限公司,湖北 武汉 430073
3 南京信息工程大学物理与光电工程学院,江苏 南京 210044
为了解决通信容量不足以及非线性损伤问题,基于正交相位(IQ)调制外差相干探测,利用极化复用技术、模分复用技术以及先进的数字处理算法,搭建了单通道模分复用少模光纤传输系统,并成功实现了波特率为32 Gbaud的16正交振幅调制(QAM)信号在两个兼并模LP11a和LP11b模式下的1000 km传输。使用时域和频域多输入多输出最小均方(MIMO-LMS)算法进行均衡处理后,误码率(BER)低于软判决前向纠错(SD-FEC)的阈值(5.2×10-2)。
光通信 光纤通信 模分复用 少模光纤 极化复用 长距离传输 
中国激光
2023, 50(19): 1906006
作者单位
摘要
1 郑州大学物理学院,河南 郑州 450001
2 河南仕佳光子科技股份有限公司,河南 鹤壁 458030
面向多路射频模拟信号的高线性传输需求,基于强度调制-直接探测的原理,提出了基于波分复用技术的模拟射频光传输方案;利用高线性度模拟直调半导体激光器、波分复用器、模拟光电探测器,设计了基于微波光子技术的波分复用射频光传输链路,该链路具有低串扰、低失真、链路增益可调等性能。利用该链路进行了直调激光器、驱动控制电路、射频光发射模块和光接收模块的样机研制。对所研制出的样机进行了实验测试。测试结果表明:通道增益可在-30~10 dB调谐,通道内基波与二次谐波抑制比高于50 dB,相邻及非相邻通道间射频串扰均低于60 dB,相位一致性在±5°以内。针对不同的信号输入功率,在线调整链路增益,改善链路的信噪比或非线性失真效应。设计和研制的样机可用于低频段射频信号的光纤传输。
光纤通信 射频光传输 直调半导体激光器 模拟光链路 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0506005
作者单位
摘要
1 中国联合网络通信有限公司研究院,北京 100048
2 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
光网络的通信和感知一体化是基于光缆资源的一种有效设计,符合通信系统资源融合的发展趋势。利用通感一体化(ICAS)技术,不仅有助于光网络的智能运维,提升网络质量,还能实现密集的传感数据采集和新型应用,有效盘活运营商的光纤资产。本文阐述了光网络ICAS的潜在使能技术,对基于光纤瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射等原理实现的传感技术进行对比分析,并结合相关研究,讨论了光网络ICAS技术的多类潜在应用场景,为该技术的推广应用提供思路。
光纤通信 光纤传感器 光纤光学 光纤特性 光网络通信和感知一体化 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0100001
作者单位
摘要
电子科技大学 光纤传感与通信教研部重点实验室,四川 成都 611731
为了应对在传输容量、光谱利用率、能量效率、体积和系统复杂度方面日益增长的需求,波分复用(WDM)光纤通信系统需要比目前使用的传统激光模块更先进的激光源。由集成片上微腔产生的克尔光频梳是下一代波分复用激光源中的一个十分具有前途的方案,其优势包括宽光谱、大量的梳齿、与波分复用信道相匹配的频率间隔、高度稳定的频率、低的相位噪声、与芯片集成的兼容性以及能够低成本地批量生产。回顾了克尔光频梳的基本原理,并介绍了各种克尔光频梳器件的制造方法。此外,还讨论了克尔光频梳的特点,如高光谱纯度和能够兼容芯片集成以及其能在长距离相干传输和数据中心互连中推动波分复用光通信发展。
微腔光频梳 波分复用 光纤通信 micro-cavity optical frequency comb wavelength division multiplexing optical fiber communications 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20220291
作者单位
摘要
北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室光信息科学与技术研究所, 北京100044
在5G网络中,用户数据通过超密集基站汇集成大数据包,这些数据包被异步交换体制的密集波分复用(DWDM)系统中的掺铒光纤放大器(EDFA)放大时,会产生信道间串扰,导致数据包的误码率(BER)恶化。在测定EDFA增益恢复时间的基础上,对BER恶化进行了深入研究。推导了串扰引起的BER计算公式,讨论了影响BER的因素,搭建了大数据包串扰的实验装置。理论和实验结果表明,一个信道数据包的包长和光功率越大,对另一个信道数据包BER的影响也越大,当数据包的包长小于5 μs时,串扰对BER的影响是可以忽略的。
光纤通信 掺铒光纤放大器 交叉增益调制 串扰 误码率 
光学学报
2020, 40(18): 1806005
作者单位
摘要
1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
2 苏州光环科技有限公司, 江苏 苏州 215123
3 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
结合分布式偏振串扰分析仪,利用琼斯矩阵对LiNbO3集成Y波导进行理论建模分析,并且得到了实验验证。实验证明,偏振串扰分析仪能评估出Y波导的整体消光比,且能够测试出Y波导内部的一个缺陷的串扰值,弥补了强度型消光比测试仪的不足。最后用单偏振光纤验证了Y波导测试结果的合理性。分布式偏振串扰分析仪在实际应用中对筛选性能更加优异的LiNbO3集成光学芯片有着重要意义。
集成光学 光纤通信 分布式偏振串扰测试 LiNbO3集成Y波导 光纤陀螺 单偏振光纤 
光学学报
2020, 40(6): 0613001
梁娟 1,*杨杨 2
作者单位
摘要
1 福建农林大学东方学院 信息工程系,福建 福州 350715
2 中南民族大学 电子信息工程学院 智能无线通信湖北省重点实验室,湖北 武汉 430074
针对传统算法在信噪比(SNR)较低且存在传输色散的场景同步误差大的问题,发现了一种基于反正切运算的伪随机序列,能够对传统的Awoseyila 定时同步算法进行优化,同时借鉴ES-CAZAC序列的部分思想,提出反正切伪随机序列CO-OFDM光纤传输定时同步算法。仿真实验表明,所提算法可以在低SNR和传输色散场景下有效降低定时同步误差。
相干光正交频分复用光纤传输 光纤传输定时同步 伪随机序列定时同步 CO-OFDM optical fiber communications optical fiber communications timing estimation pseudo-random preamble aided timing estimation 
光电子技术
2019, 39(2): 95
许彦朋 1,2,*刘剑飞 1,2,*曾祥烨 1,2卢嘉 1,2吴雪琪 1,2
作者单位
摘要
1 河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300401
2 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300401
提出了一种基于恒幅零自相关(CAZAC)序列的定时同步算法。该算法的CAZAC训练序列由4部分构成,分为6个定时窗口,利用序列的共轭对称和偶对称特性进行相关运算,通过6个窗口相乘得到定时度量函数。仿真结果表明,利用所提算法可获得具有唯一脉冲状峰值的定时度量函数曲线,消除了定时平台以及旁瓣干扰。同时,在信噪比和色散较大的变化范围内,所提算法仍具有较好的定时稳定性。
光通信 光纤通信 相干光正交频分复用 定时同步 恒幅零自相关序列 
中国激光
2019, 46(4): 0406002
作者单位
摘要
iPhotonics Labs, Department of Electrical and Computer Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec, H3G1M8, Canada
5G, fronthaul radio over fiber (RoF) optical fiber communications linearization 
Frontiers of Optoelectronics
2018, 11(2): 107–115

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