基于IEEE 802.15.7标准中的OOK（On-Off Keying）调光模式，提出一种基于删除polar码的调光方案，该方案在获取尽可能高质量的可见光通信性能的同时，还可以支持用户的调光需求并抑制闪烁对人眼带来的不适。利用基于列贪婪删除算法的删除polar码方案及CRC（Cyclic Redundancy Check）校验支持的SCL（Successive Cancellation List）译码方法，本方案可以获得优越的误码性能；利用置位式伪随机扰码对删除polar码加扰，以获得01平衡、游程长度受限的数据序列，使灯光变化在最大闪烁时间段（MFTP）内，避免人眼感知到不适的灯光闪烁；利用插入补偿符号（CS）的方式使平均光强度符合用户调光需求。经仿真比对分析，发现该方案能支持用户任意调光率（0~1）需求。在调光率为0.5时，与其他使用前向纠错（FEC）码进行调光的方案相比，本文所提方案在码率为0.5的情况下传输效率有1.25倍以上的提高；在调光率为0.2、误比特率为10^-4时，本文方案采用码率为0.5的polar码时能提供0.5~1.7 dB的信噪比增益。

针对100G光传送网(OTN)设备前向纠错编码(FEC)技术标准不统一、线路侧接口互联互通困难的问题, 首先介绍了针对单一厂家设备的100G互通技术原理和缺陷, 然后提出一种兼容不同厂家100G OTN设备线路侧相干接口的设备技术。在模拟相干光(ACO)功能单元和数字信号处理(DSP)芯片之间引入模/数、数/模及数据预处理模块完成高速模/数、数/模转换功能, 通过数据预处理功能分析出信号的厂家类别信息, 进行后端DSP芯片的选择切换。实验结果表明该设备方案能够兼容不同厂家的100G OTN设备。

前向纠错技术是保证25 G-EPON系统数据传输可靠性的关键技术。 针对25 G-EPON系统由于高传输速率导致数据在传送过程中出现更多随机错误和长连续突发错误的问题,通过 分析RS编译码算法,选择合适的RS码特征参数,仿真分析了这些参数对25 G-EPON系统传输性能的影响,确定适 用于25 G-EPON通信系统的RS码方案。实验结果表明,在满足25 G-EPON系统可靠性的前提下,应尽可能降低编 码效率、提高编码的冗余度、采用码长较短的编码方案,以提高RS码的编码增益、降低信息传输的误码率。 RS(1023, 847)码能纠正最多连续880 bits错误,在误码率达到10－12时的编码增益可以达到8.834 dB, 可以满足25 G-EPON系统传输需求,因此选用RS(1023, 847)码作为25 G-EPON系统的前向纠错码。

在超100 Gbit/s光网络中，由于光信噪比恶化导致了误码严重等问题，因此在光网络中普遍使用前向纠错编码。传统的编码器时延大，不能满足目前高速光网络的需求，且与高速编码器相关的研究也非常少；译码器的研究大多集中在关键方程求解算法，针对降低时延方法的研究也较少。文章针对目前光网络中广泛使用的KP4 前向纠错编码，即里德-所罗门（RS） (544，514)码，提出了递推并行的编、译码结构，并通过现场可编程门阵列实现，编码器吞吐量超过17 Gbit/s，延时<0.3 μs，译码器吞吐量约为66 Gbit/s,延时约为0.17 μs。

线路侧光模块CFP2-DCO在4G/5G网络建设中具有重要而广泛的应用, 而光信噪比(OSNR)指标是评估其性能的重要参数。对OSNR的不同测试方法进行了探讨, 并针对通信设备制造商在实验室对OSNR容限进行测试的需求, 提出了一种对CFP2-DCO的OSNR指标自动化测试的方法, 测试了发射端根升余弦(RRC)滤波器滚降(roll-off)系数的设置以及接收端载波相位恢复(CPR)窗口大小的设置对OSNR的代价, 并结合实际对roll-off和CPR窗口大小的选择进行了分析。测试结果表明, 对于QPSK的几种调制模式, RRC的roll-off值的选取对OSNR的代价几乎可以忽略; 对于16QAM调制模式, RRC的roll-off为0.5时, OSNR的代价最小; 对于8QAM调制模式, roll-off值为0.2时, OSNR代价最小; 对于Differential QPSK模式, 选用比较窄的8 symbols的窗口可以获得最好的性能。而对于相邻通道没有OOK调制和DCF的系统, non-differential算法可以起到好的效果。该测试方法对通信设备制造商的DWDM及ROADM系统性能测试及评估具有指导及借鉴意义。

为了研究大容量超长跨距无中继光传输技术,采用超低损耗光纤作为传输介质,使用EFEC(增强型前向纠错)技术、Hybrid(混合)光放大器及前置旁路ROPA(远程光泵浦放大器)技术,首次实现了40×10 Gbit/s OTN(光传送网)系统286 km无中继超长跨距传输,系统连续运行24 h无误码.该应用成果为衡量超长跨距大容量光纤传输ROPA系统的性能指标和应用标准等提供了依据.

分析光传输系统的传输特性与规则LDPC码的随机构造方法之后, 提出LDPC码的一种新颖随机构造方法。基于该构造方法构造了一种新颖的码率为93.7%、冗余度为6.69%的规则SCG-LDPC(3969,3720)码, 该规则LDPC码在将来的硬件实现中可相对地节省硬件存储空间和减少计算量。仿真分析表明: 该新颖的SCG-LDPC(3969,3720)码在BER为10-8时, 与同码率同冗余度的ITU-T G.975建议中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1建议中LDPC(32640,30592)码相比, 其净编码增益(NCG)和距离Shannon限都分别改善了约1.92dB和0.97dB。因而该规则LDPC码的纠错性能更为优越, 更适用于光传输系统。

针对高速光通信系统中高斯白噪声和偏振模色散（PMD）引起的干扰问题，研究了一种改进的前向纠错方法，通过向低密度奇偶校验（LDPC）码中插入具有固定信息的比特位(“水印位”)来估计信道，并将其与译码算法结合构成新的算法。研究发现，若以误比特率(BER)低于10-9为标准，则在纠错性能方面，高斯信道中含16、32位水印位的LDPC码与卡方信道中传统的LDPC码相比，所需的光信噪比(OSNR)值可分别减少约0.25 dB、0.35 dB；当考虑高速光通信中的PMD时，在差分群时延(DGD)为20 ps和30 ps时，含16、32位水印位的LDPC码与传统LDPC码字相比，所需OSNR值可分别减少约0.63 dB、0.98 dB和1.16 dB、1.87 dB。

建立了简化的星际光通信链路模型, 将背景光噪声和光放大器自发辐射噪声引入星际光通信链路中, 提出利用前向纠错编码技术来改善星际光通信误码性能的方法。介绍了喷泉码的编译码特点, 将喷泉码引入链路模型中。通过仿真研究表明, 喷泉码相比于RS码对链路的抗误码性能有很大提高, 且随着信噪比的增大改善更加明显。

将π旋转型低密度奇偶校验(LDPC)码应用于100 Gb/s偏振复用差分正交相移键控(PDM-DQPSK)光通信系统中，进行了相应的数值仿真和性能分析比较，其中采用打孔技术得到了高码率的改进码型，并在纠错性能方面与原始码型进行了对比。在译码方面，推导了PDM-DQPSK系统的卡方统计模型，并与高斯统计模型进行了对比。结果表明，码率为0.5的π旋转型LDPC码在采用卡方统计信道概率模型时性能最佳，可使系统光信噪比(OSNR)在14.2 dB时保证误码率(BER)在10-9以下；在2 dB的OSNR代价情况下，系统可容忍102 ps/nm的色度色散(CD)、18 ps的一阶偏振模色散(PMD)，以及4.88×10-2 rad的非线性引起的最大相位偏移，由此可知π旋转型LDPC码可以极大地提高高速光通信系统的传输可靠性。