检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：赵海远北京邮电大学

学位级别：硕士

现代社会已经处于信息技术高速迸发的时代,互联网、大数据、云服务、IPTV和下一代移动通信技术对宽带数据传输容量的需求日益增加,这些对光纤传输网络的传输速率提出了更高的要求。自上世纪80年代以来,波分复用及密集波分复用技术、掺... 详细信息

现代社会已经处于信息技术高速迸发的时代,互联网、大数据、云服务、IPTV和下一代移动通信技术对宽带数据传输容量的需求日益增加,这些对光纤传输网络的传输速率提出了更高的要求。自上世纪80年代以来,波分复用及密集波分复用技术、掺铒光纤放大器和各种高性能光纤、相干光通信技术已经被用于光纤传输线路中,极大的扩展了光传输系统容量和传输距离,光OFDM、高阶调制格式等新型传输技术也逐渐走向实用化。然而,标准单模光纤(SSMF)固有的非线性特征限制了容量的提升,其香农极限正在被逐渐逼近。为了突破单模光纤带来的传输瓶颈,基于空间维度复用的光传输技术,包括模式复用和多芯光纤技术,正在成为一个研究热点。基于少模光纤的模式复用技术利用空间上正交的几个模式进行传输,可以成倍的提升单根光纤的频谱效率,然而,由于光纤参数的缺陷及线路中的弯曲、扭转等因素,模式之间会产生耦合,同时,模式之间不同的传输速度导致模式色散,这两种因素会对模式复用传输信号带来严重的损伤,并会限制系统容量。因此,少模光纤模式复用系统需要使用MIMO信号处理技术以恢复受损伤的信号,提高系统性能。本文基于理论推导和仿真验证,对光纤模式复用系统进行了链路分析及信号处理研究。本论文的主要研究内容及主要创新有： (1)研究了少模光纤模式复用系统的关键部分的实现方式,包括系统发送端及接收端的关键器件,如模式转换、模式复用及解复用相关实现方法和相关器件。研究了少模光纤中的空间模式分布,线性偏振模的特点,以及适用于模式复用传输的少模光纤设计。 (2)研究了少模光纤传输链路中的线性损伤,主要包括少模光纤的基本传输特性,链路中模式间的耦合、色散。建立了少模光纤模间交叉作用的链路模型,仿真了模式信号传输时受到的影响。建立了包含衰减、色度色散及模间交叉作用的完整的传输系统模型。根据信道特征进行了链路的容量分析,提出了提升机制。 (3)针对模式信号传输时受到的影响,研究了模式复用系统解复用端的信号处理算法,包括对色度色散的补偿和使用CMA算法进行的盲均衡,将RLSCMA算法进行MIMO扩展用于系统中,取得了更佳的均衡效果,均衡器收敛更快,能够跟踪复杂的信道变化。

关键词：少模光纤模式复用 MIMO 均衡

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基于多输入多输出技术的片上模式复用传输研究

基于多输入多输出技术的片上模式复用传输研究

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作者：黄毅浙江大学

学位级别：硕士

目前,随着信息技术的不断发展,单片集成的处理器核数量在不断提升。与此同时,多核之间的信息交互量也越来越大,对片上互连提出了更高的要求。光互连被认为是一种有效的提升片上互连传输容量的方式。为了提升片上光互连的传输容量,相关... 详细信息

目前,随着信息技术的不断发展,单片集成的处理器核数量在不断提升。与此同时,多核之间的信息交互量也越来越大,对片上互连提出了更高的要求。光互连被认为是一种有效的提升片上互连传输容量的方式。为了提升片上光互连的传输容量,相关领域的研究人员已经提出了许多方法,例如波分复用和时分复用。模式复用由于具有不需要增加光源和波导数量就可以大幅度提升传输容量的特点,其在片上互连中具有很大的应用前景。同时,为了保证片上模式复用的传输质量,需要引入多输入多输出信号处理技术,消除传输过程中模式间耦合所带来的信号混叠。模式(解)复用器是片上模式复用传输系统最为核心的组成部分,本文从理论原理和实际工艺的角度出发,对模式复用器的传输特性进行仿真分析。本文还建立了片上模式复用传输系统的传输模型,并对其传输容量进行了探讨,说明这一传输方式可有效增加传输容量,同时结合片上传输这一特定场景,对基于训练序列和盲均衡这两类均衡算法进行介绍和分析,并分析了算法在片上模式复用传输中的适用性。最后,本文基于Optisystem和Matlab构建了基于多输入多输出技术的片上模式复用传输的仿真系统,结合器件仿真的结果进行整体传输系统的仿真,指出在模式复用传输系统中使用多输入多输出信号处理技术可以优化传输质量,降低器件制作的工艺要求。同时,对影响传输系统传输性能的信号调制方式、信号均衡方法、波导交叉和波导弯曲等关键问题进行了一些有价值的分析和探讨。

关键词：片上光互连模式复用多输入多输出传输仿真性能分析

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基于柱矢量光束的空气芯型光纤模式复用研究

基于柱矢量光束的空气芯型光纤模式复用研究

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作者：吴聪深圳大学

学位级别：硕士

随着移动互联网、云计算服务和物联网等技术的飞速发展,对互联网通信速率及容量的要求迅速提高[1,2]。社会网络信息总量在今后10-20年预计将有20-400倍的增长。监测统计和分析表明,信息增长的分布是不均衡的,承担着信息汇总、处理、存... 详细信息

随着移动互联网、云计算服务和物联网等技术的飞速发展,对互联网通信速率及容量的要求迅速提高[1,2]。社会网络信息总量在今后10-20年预计将有20-400倍的增长。监测统计和分析表明,信息增长的分布是不均衡的,承担着信息汇总、处理、存储和分发任务的全球数据中心(Globe Data Center,GDC)和高性能计算机(High Performance Computer,HPC)等是增长的热点[2,3]。但是,在大型IT设施内部,通信技术已成为了限制其容量扩充的瓶颈,主要体现在现有的通信技术不能满足有限空间内的超大容量通信(大容量高密度)要求。因此,亟需发展新型的光通信复用技术,满足高带宽、低时延、高能效的要求,成为面向数据通信内部超高容量密度互联的核心技术。我们提出研究柱矢量光束(Cylindrical Vector Beam,CVB)复用的光通信技术。首先,CVB具有比传统的轨道角动量(Orbital angular momentum,OAM)光通信更大传输信息容量的潜力。这主要基于CVB光束是一种正交的矢量光束模式,不仅不同阶数的CVB相互正交,而且阶数相同的CVB也存在两个相互正交的偏振态。比如,径向、角向偏振光均为一阶CVB,但二者偏振态相互正交。这充分说明CVB光通信理论上能实现比OAM光通信多一倍信息传输容量。其次,相位特性及偏振特性均为光束两个基本性质。光束在空间传输过程中,相位特性相较之于偏振特性更容易受到大气扰动的影响,而CVB是一种基于偏振正交的矢量模式,理论上在各向异性的介质中传输能保持正交性且偏振态不变。因此,CVB理论上具有更强的抗大气湍流或非均匀波导中模式串扰能力。最后,在光纤通信方面,由于光纤具有光波模式选择性,非本征模式光束不能在光纤中稳定传输。通过理论求解在光纤中波动方程,得到CVB光束是光纤中的本征解。因此,研究基于CVB复用的光通信技术具有重要的科学与现实意义。本论文的主要研究成果如下:1验证了CVB在空气芯型光子晶体光纤的传输,并进行了复用通信实验。首先用SEM拍摄光子晶体光纤的截面图,然后根据截面图的光纤结构在COMSOL中进行光纤电磁频域仿真,计算出光纤支持的模式数目、模式折射率、损耗等参数,然后进行CVB在光子晶体光纤中传输的验证性实验,得出最高可以支持4阶CVB,最后进行复用通信实验。2设计了低损耗,支持高阶CVB传输的空气芯反谐振光纤。根据反谐振光纤的原理设计符合我们目标的反谐振光纤结构,同时满足低时延、低损耗、低色散、能够传输高阶CVB,对设计过程进行总结得出一般性的规律,为后续的通信实验作铺垫。

关键词：柱矢量光束空气芯光纤模式复用光纤设计

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少模模式复用系统与模式耦合效应的研究

少模模式复用系统与模式耦合效应的研究

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作者：蔡璐北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着骨干光纤传输系统中通信技术的不断演进以及宽带网络中高速大容量数据业务的井喷式增长,全球通信系统对于传输容量的需求每年都在呈指数形式增长。然而,近期的研究结果表明,由于单模光纤非线性效应的影响以及高速光传输系统... 详细信息

近年来,随着骨干光纤传输系统中通信技术的不断演进以及宽带网络中高速大容量数据业务的井喷式增长,全球通信系统对于传输容量的需求每年都在呈指数形式增长。然而,近期的研究结果表明,由于单模光纤非线性效应的影响以及高速光传输系统中对信号传输光信噪比的要求,利用波分复用技术的单模光纤的传输容量正在快速接近其香农极限,因此必须考虑采用新的复用技术来突破现有的技术瓶颈,增加频谱效率,满足日益增长的网络需求。基于少模光纤的模式复用技术作为一种新兴的光多输入多输出传输方案就是在这种大的背景下发展而来,利用的是少模光纤中的限定模式分别承载信号,实现光纤传输容量成正比例的提成,成为了未来高速大容量光传输系统的关键技术之一。在模式复用系统中,由于工作环境不理想导致的传输光纤的折射率扰动可引起不同光纤模式间的耦合,并导致传输光场的场强与相位分布发生随机变化以及不同信息光路的色散时延。此外模式复用系统中仍存在诸多重要的理论和技术问题有待研究解决,例如模式复用关键器件的实现,模式耦合及色散效应的抑制,不同串扰情况下的少模光纤构造设计等。本文就是通过重点研究模式复用中的随机模间耦合和传输模式特性进行的少模模式复用技术的前沿研究。本文从基本理论出发,重点研究了新型少模光纤在模式复用系统中的应用特性,通过推导麦克斯韦方程组分析了少模光纤中作为复用技术基础的信息承载模式的相关特性,并在特定弱导少模光纤条件下,提出了可描述模式耦合以及模间色散的参数化物理模型,仿真分析了利用基模LP01与高阶模式LP11作为模式复用承载信道的可能性与优越性。同时,从波导光学的传输特性出发,设计了一种具有相反色散斜率的多阶跃折射率的少模光纤,作为模式复用系统的传输介质,组成了具有实时补偿色散影响的四跨段传输链路,通过直接探测的模式复用系统仿真分析验证了采用此种方案对传输容量为3*10Gb/s的模式复用系统在传输距离达20.4km的情况下,可有效将传输末端的色散总值控制在111ps以下,并研究分析了模式耦合以及模间色散对系统高性能的综合影响。论文的具体工作安排如下：首先,研究了少模光纤的基本特性,从麦克斯韦方程组出发,详细推导了少模光纤中的光传输特性,分析不同模式的光场场强分布,以及决定光纤中传输模式特性的结构重要参数,并研究模式复用技术的理论基础。其次,从耦合模理论出发,得到不同模式在特定结构下需要满足的耦合模方程,采用光纤分段以及轴向偏移的结构来模拟的少模光纤的由于制作环境缺陷以及光纤微弯带来的模式耦合以及模间色散效应,结合矩阵传输理论建立少模光纤的场耦合模型。为后续构建少模模式复用系统提供了理论模型。再次,对少模光纤模式复用系统的基本模型进行分析探讨,研究模式复用系统中需要解决的关键技术以及构成系统所需的关键问题,详细比对分析不同的优缺点,重点介绍少模光纤设计技术,并提出设计了一种适用于模式复用系统的可具有相反色散斜率的少模光纤,使其作为模式复用系统的传输介质的同时能够实时补偿传输过程中累积的色散影响。最后,采用可具有相反色散斜率的少模光纤段,组成传输距离达20.5km四跨段的传输链路,建立结合模式耦合及模间色散的参数化物理仿真模型,并构建直接探测的模式复用系统,仿真分析其系统传输性能。

关键词：光纤通信少模光纤模式复用模式耦合模间色散

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应用于模式复用技术的少模光纤分析与设计

应用于模式复用技术的少模光纤分析与设计

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作者：周世凡云南大学

学位级别：硕士

光纤传输网络自诞生以来,在传输速率、覆盖范围以及用途上取得了激动人心的发展。当今,随着互联网金融,大数据,云计算等互联网技术的日新月异,人们对传输容量的需求呈现出爆炸式的增长。为了满足用户需求、提高系统容量,研究者在使用单... 详细信息

光纤传输网络自诞生以来,在传输速率、覆盖范围以及用途上取得了激动人心的发展。当今,随着互联网金融,大数据,云计算等互联网技术的日新月异,人们对传输容量的需求呈现出爆炸式的增长。为了满足用户需求、提高系统容量,研究者在使用单模光纤的光传输系统上,取得了一系列的突破。比如时分复用、波分复用等技术纷纷被提出,在很大程度上提升了单模光纤传输系统的传输容量。经过近些年的发展,单模光纤传输系统的容量越来越接近理论上的极限容量,它逐渐地跟不上当今信息技术飞速发展的步伐。而基于少模光纤的模式复用技术有望成为解决这一难题的关键技术。首先,本文计算仿真了少模光纤中前30个模式的二维光场分布。通过对少模光纤中的模式进行大量基础计算,得到了少模光纤中模式的本征值方程,证明了模式之间的正交性,并利用仿真软件仿真出模式的二维光场分布。为后续对基于少模光纤的模式复用传输系统进行仿真分析奠定了理论基础。其次,本文建立了模式复用系统的仿真平台。从第3章中模式复用传输系统的原理框图出发,设置好各个模块的参数,搭建起传输距离为10千米的仿真平台。通过仿真计算,获得了模式复用传输系统的性能。并分析了少模光纤的衰减损耗以及差分模式延迟对模式复用传输系统性能的影响。然后,本文研究并设计了应用于模式复用技术的单芯少模光纤。提出了理想折射率分布条件下的设计方案以及非理想折射率分布条件下的设计方案。从增大纤芯半径、设计纤芯折射率凹槽分布以及包层折射率双凹槽分布这三个方向出发,设计了应用于模式复用技术的在O波段上具有低差分模式延迟特性单芯少模光纤。本文设计了三种单芯少模光纤。其中,一种支持两个模式,所支持的模式分别为LP01模式和LP11模式；另外两种支持六个模式,所支持的六个模式分别为LP01模式,LP02模式,LP11模式,LP12模式,LP21模式以及LP31模式。最后,研究并设计了应用于模式复用技术的在O波段上具有低差分模式延迟特性的多芯少模光纤。由于几个纤芯共用一个包层,纤芯与共用包层边界的折射率分布也难以达到理想状态。分别提出了理想折射率分布条件下以及非理想折射率分布条件下的设计方案。在多芯少模光纤设计方案中,光纤中共有3个纤芯,总共支持3×2个模式。

关键词：少模光纤模式复用光通信 O波段光模式

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相干光通信系统中新型调制格式及模式复用技术的研究

相干光通信系统中新型调制格式及模式复用技术的研究

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作者：宿晓飞北京邮电大学

学位级别：硕士

随着新的终端设备的大量涌现以及云计算和三维视频的广泛应用,人们对带宽的需求快速增长,高速率、大容量、高频谱效率的光通信网络成为下一代通信网络的发展主流。目前,100G的光传输网络正在全世界如火如荼的全面展开,400G光网络时代也... 详细信息

随着新的终端设备的大量涌现以及云计算和三维视频的广泛应用,人们对带宽的需求快速增长,高速率、大容量、高频谱效率的光通信网络成为下一代通信网络的发展主流。目前,100G的光传输网络正在全世界如火如荼的全面展开,400G光网络时代也日趋逼近。为进一步提高频谱效率、增加系统容量和降低传输成本,相干接收、数字信号处理、新型调制格式、多维度复用等关键技术不断突破,推动着光通信系统的持续发展。然而,相干光通信系统中引入的相位噪声会导致严重的误码,极大地限制了系统的传输效率,且新型调制格式对相位噪声尤为敏感,因此研究适用于新型调制格式的载波相位估计算法十分必要。另一方面,轨道角动量(OAM)复用作为一种特殊的模式复用方式,增加了新的复用维度,成倍的增加了系统传输容量。但是,在空间相干光通信系统中,湍流扰动对OAM模式的影响及各模式之间的复用解复用和串扰问题仍是制约OAM技术发展的一个急需攻克的难关。本文围绕相干光通信系统中新型调制格式及模式复用技术的研究这一主题,对新型调制格式下载波相位噪声补偿的实现及OAM模式间串扰展开深入研究和分析,主要创新工作如下： (1)搭建相干光通信仿真系统,实现了新型调制格式信号的加载和传输。探讨新型调制格式下的载波相位估计算法的性能,并对多种算法的误码率(BER)、误差矢量幅度(EVM)、光信噪比代价(OSNR Penalty)、复杂度进行详尽的分析和比较。 (2)针对64-QAM信号提出一种两阶段载波相位恢复算法,与传统盲相位搜索(BPS)算法相比,在获得相同噪声估计性能的同时,该算法的计算复杂度下降了约3倍。 (3)提出一种对调制格式透明的三阶段载波相位恢复算法。数字分析结果表明,对于32-,64-,和128-QAM调制格式,该算法的线宽容忍度分别达到1.4M,1.1M和224K,且与BPS算法相比,在保持相同性能情况下,复杂度分别降低了约3倍,5倍和7倍。 (4)仿真分析基于Kolmogorov的大气湍流对OAM模式相位和强度的影响及多模式复用串扰。研究表明,在弱湍流和中等湍流条件下,OAM模式间隔分别设置为1和3才能保证接收端模式的质量。

关键词：相干光通信系统调制格式载波相位估计模式复用轨道角动量复用

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基于非对称Y分支的聚合物光波导模式复用/解复用器研究

基于非对称Y分支的聚合物光波导模式复用/解复用器研究

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第十二届全国塑料光纤、聚合物光子会议

作者：冯敬陈开鑫电子科技大学通信与信息工程学院四川成都611731

本文设计了一种基于非对称Y分支结构的聚合物光波导模式复用/解复用器以实现LP01模与LP11a模的复用与解复用功能,初步制作完成的器件在1560nm波长实现了-22.2dB的解复用串扰以及大约40nm的10-dB带宽.

关键词：聚合物光波导非对称Y分支结构模式复用解复用器

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一种基于改进频域最小均方算法的少模光纤模式复用系统均衡

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2017年第2期9卷 197-202页

作者：张双熙刘剑飞卢嘉曾祥烨魏颖河北工业大学电子信息工程学院天津300401 电子材料与器件天津市重点实验室天津300401

基于少模光纤的模式复用传输在近些年由于其超过单模光纤非线性香农极限的高传输容量而受到广泛关注,同时偏振复用在不改变光纤链路的情况下,使得系统传输容量翻倍.因此模式复用和偏振复用的结合为下一代超100 Gb/s光网络提供了一种可... 详细信息

基于少模光纤的模式复用传输在近些年由于其超过单模光纤非线性香农极限的高传输容量而受到广泛关注,同时偏振复用在不改变光纤链路的情况下,使得系统传输容量翻倍.因此模式复用和偏振复用的结合为下一代超100 Gb/s光网络提供了一种可行的解决方案.然而,该系统的性能受到模式耦合和不同模式的群延时的影响.本文主要讨论基于频域最小均方(LMS)算法的数字均衡技术在少模光纤的偏振模式复用系统中的应用,提出了一种以蝶形复数有限冲激响应滤波器为基本结构的改进频域最小均方算法.该算法通过改进在每一频域柜中的平均功率方程来获得更好的均衡效果.仿真结果表明:采用改进频域LMS算法后在收敛效果上优于传统频域LMS算法,同时提高了系统性能.

关键词：模式复用偏振复用频域最小均方算法有限冲激响应

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基于波长-模式双复用的量子保密通信系统

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光学学报 2017年第9期37卷 287-294页

作者：罗均文李云霞蒙文石磊魏家华薛阳空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

提出并设计了一种基于波长-模式双复用的量子保密通信系统,介绍了波长-模式双复用的基本原理,使用Optisystem搭建了系统模型并进行了10次发送实验,获取并分析了信号的时域波形和频谱图,验证了传输过程中信号波长和线偏振模式的稳定性,... 详细信息

提出并设计了一种基于波长-模式双复用的量子保密通信系统,介绍了波长-模式双复用的基本原理,使用Optisystem搭建了系统模型并进行了10次发送实验,获取并分析了信号的时域波形和频谱图,验证了传输过程中信号波长和线偏振模式的稳定性,实现了系统中基于双不等臂马赫-曾德尔干涉仪方案的量子密钥分发过程,获得了经典光信号的误比特率、眼图以及品质因数。结果表明,此量子保密通信系统能够融合两种复用方式的优势,扩大信道容量,提高信号间的隔离度和正交性,有效减小非线性效应和信号间串扰,较好地保护量子-经典信号同传过程中的量子信号,证明了该量子保密通信系统有效可行。

关键词：量子光学量子通信波分复用模式复用少模光纤相位编码

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差分群时延条件下基于恒模算法的模式解复用技术

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吉林大学学报（工学版） 2015年第3期45卷 961-965页

作者：胡贵军王艳萍闫李李公羽李莉吉林大学通信工程学院长春130012

为了改善存在差分群时延(Differential group delay,DGD)情况下模式复用系统的解复用性能,采用基于恒模算法(Constant modulus algorithm,CMA)的MIMO均衡器对2×2模式复用系统的输出信号进行了解复用,利用CMA更新迭代MIMO均衡器的... 详细信息

为了改善存在差分群时延(Differential group delay,DGD)情况下模式复用系统的解复用性能,采用基于恒模算法(Constant modulus algorithm,CMA)的MIMO均衡器对2×2模式复用系统的输出信号进行了解复用,利用CMA更新迭代MIMO均衡器的抽头系数。仿真结果表明,该算法能够成功实现带有串扰和时延的信号解复用,并且具有很好的收敛性。在系统信噪比大于18.25 d B时,系统误码率均能达到10-5量级,满足通信系统的要求。

关键词：通信技术光纤通信模式复用恒模算法差分群时延

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