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基于单个光调制器,实现多路无线和有线信号的高效传输

作者:admin发布时间:2020-10-16分类:产业动态浏览:3评论:0


导读:原标题:基于单个光调制器,实现多路无线和有线信号的高效传输《光学学报》第19期封面故事李韦萍;孔淼;石俊婷;余建军;基...
原标题:基于单个光调制器,实现多路无线和有线信号的高效传输

《光学学报》第19期封面故事

李韦萍;孔淼;石俊婷;余建军; 基于单个光调制器产生多路无线和有线信号[J]. 光学学报, 2020, 40(19): 1906001.

导读

通信网络发展的最终目标是在需要时提供及时的、任意地点的和高速可靠的信息接入。为了进一步降低下一代接入网中通信系统的成本,研究人员一直致力于在ROF系统中推动有线和无线双重服务的深度融合,以经济高效的方式为终端用户提供更多超高带宽的服务选择。复旦大学余建军教授研究团队提出了一种采用双极化马赫-曾德尔调制器生成多路无线和有线信号的系统方案,并通过实验成功实现两路5 Gbaud QPSK无线信号和一路5 Gb/s OOK基带信号在80 km单模光纤(SMF)中的有效传输,从而验证了该方案的优越性和可行性。

背景

“飞鸽传书”、“烽火告急”、“鸡毛信”等人类早期的通信手段,大家一定耳熟能详,在不同的情况下,通信的需求不同,使用的技术手段也不相同。

通信网络发展的最终目标是在需要时提供及时的、任意地点的和高速可靠的信息接入。为了实现这个目标,无线通信光纤通信技术都起着关键作用,并且两者能够互为补充。

光载无线通信(ROF)技术融合了无线通信和光纤通信的长处,具有带宽大、损耗低、灵活移动等诸多优势,解决了电器件带宽限制和长距离传输的问题,成为5G乃至未来6G系统中极具前景的备选方案。

基于单个光调制器,实现多路无线和有线信号的高效传输

图1 三种通信技术的结构简图

为了进一步降低下一代接入网中通信系统的成本,研究人员一直致力于在ROF系统中推动有线和无线双重服务的深度融合,以经济高效的方式为终端用户提供更多超高带宽的服务选择。

一些实验已经证明在ROF系统中可同时生成和传输独立的无线和有线信号,但系统存在有线、无线信号间相互干扰的问题,并且受到双边带所引起的光纤色散走离效应影响,光纤传输距离受到限制,这会造成一定的功率损失,影响系统的可靠性。并且由于采用了多种电子或光学设备,这些系统的结构相对复杂,并且对滤光器的性能要求很高。

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马赫-曾德尔调制器

复旦大学余建军教授研究团队提出了一种采用双极化马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)生成多路无线和有线信号的系统方案(如图2所示),并通过实验成功实现两路5 Gbaud QPSK无线信号和一路5 Gb/s OOK基带信号在80 km单模光纤(SMF)中的有效传输,从而验证了该方案的优越性和可行性。

实验系统中利用功率耦合器将两路5 Gbaud的QPSK信号耦合为一路,采用偏振复用技术,将独立的无线和有线信号加载到相互正交的光偏振态上,避免两者在光电探测中的相互串扰。通过使用光滤波器,将原双边带信号变为单边带信号,解决双边带调制下光纤色散走离效应的影响。

实验结果表明,5 Gb/s OOK基带有线信号经80 km SMF传输后的功率代价仅为1 dB,承载5 Gbaud QPSK的15 GHz和30 GHz信号经80 km SMF传输后的功率代价分别为2 dB和4 dB

该课题组所提出的系统结构简单、复杂度低、调制效率高,用低廉的成本,提供可靠性高的有线和无线双重服务,在未来接入网中将发挥巨大的优势。

基于单个光调制器,实现多路无线和有线信号的高效传输

图2 基于单个光调制器产生多路无线和有线信号的系统原理

后续工作

在后续的工作中,余建军教授研究团队将继续优化实验方案,减少光滤波器等器件的使用,以期直接产生单边带无线信号,进一步提高调制效率和传输速率,为用户提供可靠性更高的有线和无线双重服务。

撰稿:李韦萍; 余建军,来自: 光学学报编辑部 爱光学,江苏激光联盟转载

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