国家电网有限公司信息通信分公司，北京 100761
针对高速相干光通信系统，融合信号功率波形与幅相特征提出了一种大范围和高精度的色散(CD)监测技术。搭建了112 Gbit/s (28 GBaud)偏振复用正交相移键控(PDM-QPSK)仿真系统，证明了该方法的可行性并分析了监测误差。仿真结果表明，在6.4～48.0 ns/nm CD范围内，该方法实现了最大绝对误差和平均相对误差分别为62.1 ps/nm和0.002 7的CD监测。
色散监测 深度神经网络 相干光通信 光性能监测 色散补偿 CD monitoring deep-neural networks coherent optical communication optical performance monitoring CD compensation
华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074
为了实现对脉冲位置调制传输系统光纤信道中偏振模色散的动态监测, 提出了一种新型偏振膜色散监测方案, 并基于监测原理构建了数学模型。该方案基于单边带内不同偏振信号相位差实现, 具有结构简单、易于实现、成本低等优点。结果表明, 本方案可以实现对光信号的差分群延时与偏振态的动态监测, 即当差分群延时在0ps~100ps范围内时, 可准确监测; 同时证实了其与信号速率关系较小, 能够适应不同速率的系统, 且可对脉冲位置调制传输系统的偏振模色散进行实时动态监测。该方案是一个高效可行的偏振模色散监测方案。
光通信 偏振膜色散监测 光纤信道 单边带 相位差 optical communication polarization mode dispersion monitoring fiber communication channel single sideband phase difference
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 北京邮电大学理学院, 北京 100876
通过理论推导证明了信号功率波形自相关函数中包含一个脉冲，利用该脉冲位置可以估计信道色散的大小。在此基础上，给出了用于相干接收系统的色散监测算法。搭建了112 Gb/s(28 GBaud)的偏分复用非归零四相相移键控（PDM-NRZ-QPSK）实验系统对此方法进行了验证。并利用OptiSystem和Matlab协同仿真，搭建了56 Gb/s的单偏振四相相移键控(QPSK)和112 Gb/s偏分复用四相相移键控(PDM-QPSK)仿真系统，分析了该方法对非归零(NRZ)、归零67(RZ67)、归零50(RZ50)、归零33(RZ33)等不同码型的适用性。实验和仿真结果与理论推导一致，证明了该方法的可行性。实验监测误差小于275 ps/nm，仿真监测误差小于185 ps/nm。
光通信 色散监测 自相关函数 光性能监测 相干检测 光学学报
2013, 33(12): 1206004
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
基于偏振模色散(PMD)监测是光性能监测（OPM）中的一项关键技术。提出一种利用射频(RF)功率谱中功率极小值对应的频率值监测链路中PMD的方法。通过在接收端级联一段具有较大差分群时延(DGD)的保偏光纤(PMF)以及一个偏振控制器(PC)来实现在RF谱低频区域内监测PMD，并进行了相应的理论分析和数值仿真。结果表明，此方法可以实现对一阶偏振模色散的精确监测，监测误差在±3 ps以内，且不受光信噪比(OSNR)、色散(CD)和传输速率的影响，同时此方法适用于多种调制格式的不同信号的PMD监测。通过改变接收端PMF中DGD的大小，可以满足对PMD监测范围和灵敏度的不同要求。
光通信 偏振模色散监测 射频功率谱 差分群时延 光学学报
2013, 33(11): 1106004
1 下一代互联网接入系统国家工程实验室，湖北 武汉430074
2 华中科技大学 光电子科学与工程学院，湖北 武汉430074
3 武汉国家光电实验室，湖北 武汉430074
自适应色散补偿技术是高速光纤通信系统中的核心技术之一，而对光信号色散进行动态实时监测是实现自适应色散补偿的关键。系统地总结了色散监测技术的研究与发展现状，对各种动态色散监测技术的机制、特点及其实现进行了分析比较，并重点介绍了全光色散监测技术和基于数字相干检测的色散监测技术，探讨了其未来的发展方向。
色散 光纤通信 全光色散监测 数字相干检测 dispersion fiber-optic communication all-optical dispersion monitoring digital coherent detection
1 华中科技大学 光电子科学与工程学院，湖北 武汉430074
2 下一代互联网接入系统国家工程实验室，湖北 武汉430074
3 武汉国家光电实验室，湖北 武汉430074
文章对动态PMD(偏振模色散)监测技术的原理进行了阐述，分别对基于RF(射频)信号的监测技术、基于信号DOP(偏振度)的监测技术和基于非线性效应的监测技术等动态PMD监测技术的系统结构和性能指标进行了分析和比较,指出了这些技术的核心原理及存在的问题，并探讨了未来高速动态全光网络中PMD监测技术的发展趋势。
偏振模色散监测 射频时钟 偏振度 非线性效应 PMD monitoring RF clock degree of polarization nonlinear effect
浙江大学信息与电子工程学系, 浙江 杭州 310027
光性能监测是实现可重配置波分复用光网络的一个关键技术。随着光通信速度从10 Gb/s提升到40 Gb/s甚至以上, 对光通道残余色散的容忍度下降到原来的1/16甚至以下, 需要对光通道的色散进行实时监测。利用非线性波导器件可进行全光域色散监测, 硅光波导具有较强的非线性特性, 其非线性折射率系数可达5×10-18 m2/W。当受光网络色散作用的信号光和探测光一起通过硅波导时, 将产生四波混频非线性效应, 光通道中不同色散值会产生不同程度的四波混频效应, 通过测量由四波混频效应产生的光谱变化结果, 可对波分复用光网络的色散进行监测。采用损耗系数为0.2 dB/cm, 长度为3 cm的硅波导, 模拟研究结果表明色散监测范围可达±40 ps/nm, 从而可以实现光网络色散的芯片级监测。
光通信 色散监测 硅光波导 四波混频
浙江大学 信息与电子工程学系,浙江 杭州 310027
色散监测是实现高速光通信的一项关键技术,利用光波导器件的非线性效应进行色散监测可以实现集成化。硅光波导具有强烈的非线性特性,其非线性折射率系数约为5×10-18 m2/W。当信号光和抽运光耦合后通过硅光波导,会产生自相位调制(SPM),交叉相位调制(XPM)等非线性效应,这些效应都能引起光谱的变化。光通信链路中存在的不同色散值会使得信号波形发生变化,波形变化的信号会在硅光波导中产生不同程度的SPM,XPM效应。通过合理设置滤波器的中心频率和带宽,同时测量由SPM,XPM效应产生的光谱变化结果,可实现对链路中残余色散的监测。研究表明色散监测范围可达±40 ps/nm。
光通信 色散监测 硅光波导 非线性效应
浙江大学 信息与电子工程学系,浙江 杭州 310027
对于半导体光放大器(SOA),当输入光功率和SOA的饱和功率可比拟时,SOA表现出较强的非线性效应,包括自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)。SPM会使光谱在信号中心频率附近展宽,而XPM会在探测光附近产生新频率的光。链路中不同色散值会使输入光的峰值功率产生变化,从而在SOA中会产生不同程度的SPM和XPM效应。通过合理地设置滤波器的中心频率和带宽,同时测量由SPM和XPM效应产生的频谱变化结果,来达到对链路中残余色散(CD)进行监测的目的,色散监测范围可达±30 ps/nm以上。该技术可以实现对链路中残余色度色散和偏振模色散(PMD)的监测。
光通信 色散监测 半导体光放大器 自相位调制 交叉相位调制
