1 中山大学 电子与信息工程学院，广州 510275
2 中山大学 广东省光电信息处理芯片与系统重点实验室，广州 510275
单边带（SSB）直接检测系统由于其低成本、简单的系统架构以及对色散的高鲁棒性，是解决80 km数据中心光互连（DCI）极具吸引力的方案。然而，信号间拍频干扰（SSBI）将是SSB直接检测系统中面临的主要问题。为了解决SSB直接检测系统中的SSBI损伤问题，文章分别对基于同相/正交（IQ）调制器和双臂马赫曾德尔调制器（DDMZM）的SSB直接检测系统展开研究。针对这两种SSB直接检测系统，分别提出了一种基于时域迭代的SSB信号重构算法和基于DDMZM的无SSBI直接检测方案。通过对算法实现原理的阐述以及仿真与实验系统的搭建，并结合仿真和实验结果，探讨了这两种方案在SSBI损伤消除方面的有效性和可行性。
数据中心光互连 单边带直接检测 信号间拍频干扰 单边带信号重构 DCI SSB direct detection SSBI SSB signal reconstruction
1 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
2 东北大学计算机科学与工程学院，辽宁 沈阳 110819
提出单边带直接检测数字滤波多址无源光网络（DFMA-PON）系统，抑制光纤色散引起的频率选择性衰落现象。同时，为消除直接检测时平方律特性引起的信号与信号间的拍频干扰（SSBI），在接收端设计了适用于DFMA-PON系统的Kramers-Kronig（KK）算法。该算法通过从接收信号的幅度信息中重构出相位信息来恢复原始信号，进而消除SSBI对接收信号的影响，提高接收机灵敏度。仿真结果表明，在不采用其他色散补偿算法的情况下，单边带传输系统较双边带传输系统的性能有显著提升。与接收端不采用KK算法的单边带系统相比，所提方案在经过25 km标准单模光纤传输后，接收机灵敏度最高可提高约5.0 dB。
光通信 色散 数字滤波多址-无源光网络 单边带 Kramers-Kronig算法 光学学报
2022, 42(14): 1406002
西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
基于单个推挽调制器产生矢量毫米波信号的光路方案，结合几何成形技术，研究了8PSK/GS-8PSK和8QAM/GS-8QAM调制格式下8/16-Gbaud 80 GHz的矢量毫米波信号的传输性能。结果表明，与传统调制格式相比，几何成形后的信号在背靠背和光纤传输条件下的误码率与光功率均有明显的改善，8-Gbaud GS-8PSK信号经过150 km光纤传输后，光功率约有1 dBm的提升；16-Gbaud GS-8QAM调制信号经过背靠背和80 km光纤传输后，光功率约有0.5 dBm的改善。
光通信 矢量毫米波 几何成形 互信息 推挽调制器 单边带调制 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2306004
1 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
光子辅助方法易于产生和调制宽带矢量毫米波或太赫兹信号。基于强度调制器与同相/正交（I/Q）调制器级联的相干光路结构，结合概率整形技术，在VPI和MATLAB环境下对其多波段矢量毫米波信号的产生和传输性能进行了联合仿真分析。在载波频率分别为70 GHz和130 GHz的两个波段上，针对净比特速率为32 Gbit/s的均匀16阶正交幅度调制（16QAM）格式与概率整形16QAM格式的单边带矢量毫米波信号，分析对比了两者的产生与传输性能。研究结果表明：概率整形16QAM毫米波信号的光纤传输性能均优于均匀16QAM毫米波信号，且发现在考虑光纤非线性效应时其概率整形的矢量信号具有更大的传输优势。
光通信 单边带矢量毫米波信号 概率整形 16阶正交幅度调制 非线性效应 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2106002
中国电子科技集团公司第三十四研究所, 桂林 541004
载波抑制单边带调制是一种特殊的幅度调制形式, 它将载波和另一个边带抑制, 提高频带利用率, 增加了光纤的传输容量。并可有效抑制色散, 延长信号的传输距离。被广泛应用于长距离高频微波ROF系统中。文中详细分析了利用商用铌酸锂调制器产生载波抑制单边带信号的原理, 并据此分析, 搭建了试验系统, 分别产生了±1阶(即长波方向和短波方向)的载波抑制单边带信号。
铌酸锂 相位调制器 马赫-曾德尔干涉仪型光强度调制器 IQ调制器(双平行调制器) 载波抑制单边带 LiNbO3 phase modulator Mach-Zehnderintensity modulator (MZM) IQ modulator (dual parallel X-Cut single drive MZM carrier suppression single sideband (SSB-CS)
中国电子科技集团公司 第三十四研究所，广西 桂林 541004
为了延长信号传输距离、方便探测及降低噪声，并最大可能地保留信号能量，可通过移相法实现载波抑制单边带(SSB-CS)信号输出，采用导频法控制商用铌酸锂双平行(IQ)调制器可达到上述目标。实验结果表明：所提方法在2～18 GHz范围内，输出信号的载边比和边边比均大于20 dB；该方法能在不使用IQ调制器内置光电二极管(PD)的前提下，有效控制调制器工作状态，得到载边比和边边比均满足预期的SSB-CS信号。
双平行调制器 载波抑制单边带 移相法 导频信号 偏置点 double parallel modulator carrier suppressed single sideband phase shifting method pilot tone bias point
实验研究了一种采用单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(MZM)产生两路不同频率光射频信号的矢量系统。通过光副载波复用,采用一个调制器和一个光载波即可将两路四相相移键控(QPSK)射频信号加载到两个不同频率的光副载波上,采用偏振复用克服不同频率光信号的串扰,实现了80 km单模光纤(SMF)的高质量信号传输。实验表明,单边带调制格式下,15 GHz和30 GHz的QPSK信号分别经双极化MZM调制,并经80 km SMF传输后,15 GHz的QPSK信号的传输性能表现更优,当光电检测器(PD)的输入功率高于-10.2 dBm时,其解调后的系统误码率(BER)低于3.8×10 -3。系统结构简单,复杂度低,使用的电、光器件少,有效地降低了成本,在未来接入网中发挥了巨大的作用。
光通信 光载无线通信 单边带调制 副载波复用技术 四相相移键控 中国激光
2020, 47(11): 1106002
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
提出了一种基于两个并行相位调制器产生正交频分复用(OFDM)矢量毫米波信号的实现方案。与已有的方案相比,所提方案仅需要两个相位调制器,既不需要复杂的电路来控制调制器的直流偏置,也无需采用预编码技术,大幅降低了发射机的复杂度和系统成本。OFDM矢量信号和射频(RF)信号均采用数字信号处理(DSP)模块产生,以保证RF信号频率的灵活调节。在DSP模块中,通过对上变频后的OFDM矢量信号和无调制RF信号进行希尔伯特变换得到双单边带电信号,并将其加载到相位调制器上。采用光交错滤波器滤除光载波,在接收端用一个高速的光电探测器通过拍频得到OFDM矢量毫米波信号。基于所提方案,采用MATLAB和商业光通信仿真软件搭建了仿真平台,得到了50 GHz正交相移键控调制的OFDM矢量毫米波信号,并分析了测量结果与接收光功率和相位差偏移的关系。结果表明,该传输系统的误码率小于硬判决前向纠错门限(3.8×10 -3),这说明OFDM矢量毫米波信号的产生方案是可行的。
光通信 矢量毫米波产生 正交频分复用 相位调制器 希尔伯特变换 单边带调制 光学学报
2020, 40(18): 1806006
为了克服电混频器的瓶颈, 实现大带宽的信号混频, 提出了一种基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子混频方案。通过调节调制器的6个直流偏置电压进行载波抑制单边带调制, 射频(RF)信号和本振(LO)信号分别注入调制器, 相互隔离, 各自调制, 且在2个相互正交的偏振态上传输, 最后经偏振控制器和检偏器调整到同一偏振态上进行拍频, 上、下变频模式的切换只需要改变其中一个直流偏置电压。仿真与实验表明: 该方案切实可行, 输入的RF频率在11~25 GHz时, 输出的上变频或下变频信号的RF杂散抑制比不低于25 dB, 频谱纯度高, 可调谐性好, 变频模式之间切换方便, 系统的RF/LO隔离度达到-49 dB。
光通信 微波光子 载波抑制单边带调制 双偏振双平行马赫-曾德尔调制器 混频 optical communication microwave photonics carrier-suppression single sideband modulation dual polarization double parallel Mach-Zehnder mod frequency mixing
