高速高频谱利用率的超正交光调制系统研究

Nowadays,high speed optical communication is one of the most popular research hotspot in optical communication field.Many modulation formats and realization methods such as amplitude shift keying (ASK), differential multi-level phase shift keying (DMPSK), frequency-shift keying (FSK), polarization shift-keying (PolSK), FSK/ASK, DMPSK/ASK have been intensively studied. Mutual influence between different modulation methods in orthogonal has been researched. On this basis, a novel super-orthogonal modulation format will be constructed for high-speed and high spectrum efficiency optical transmission system.The modulation/demodulation methods scheme and theoretical analysis model will be proposed. A single channel & dual carriers 400Gb/s and high spectrum efficiency(more than 3.5b/Hz) optical communication system scheme based on super-orthogonal modulation format will be presented and experimentally verified.Meanwhile,new questions during super-orthogonal modulation signal transmission will be explored. .The research results will further provide novel method for improving the spectrum efficiency, disperation and nonlinear tolerance in optical communication. All research findings will lay the foundation for optical communication realization with high speed, large capacity and high efficiency transmission.

高速光通信是目前光通信领域中最为热门的研究方向之一，申请人在研究ASK、DMPSK、FSK、PolSK等多种调制格式的实现机理，QAM、FSK/ASK、DMPSK/ASK等正交调制实现方法和正交调制中不同调制方式之间相互作用的基础上，拟进行适合于高频谱利用率、高速信号传输的新型超正交光调制格式、调制解调方法与理论分析模型、单信道双载波400Gb/s高频谱利用率（大于3.5b/Hz）的超正交光调制复用系统实现方案研究，建立实验演示系统，探索基于超正交调制信号传输所遇到的新问题。该项目的研究成果将为进一步提高光纤通信系统的频带利用率、色散和非线性容忍度提供新方法，为实现高速、大容量、高效传输的光通信打下基础。

高速光通信是目前光通信领域中的研究热点之一。在研究多种调制格式实现机理和实验方法的基础上，对高速高频谱利用率的超正交光调制系统的关键理论和实现方案进行了仿真和实验研究。提出了超正交调制格式信号的产生方法以及基于超正交调制格式高速光传输系统最优星座映射方案；提出了适合高频谱利用率超正交调制系统传输的各种信号产生方法以及调制解调方案；建立了高速高频谱利用率的超正交光调制系统理论分析模型以及单信道双载波400Gb/s超正交光调制复用系统实现方案；分析了超正交光调制信号通过光纤信道的性能，并研究了本振激光器线宽及输入功率对系统性能的影响；提出并建立了单通道Tbit-千公里光传输实验平台，并进行了实验研究；此外，本课题组还增加了基于轨道角动量的超正交调制机理和高速大容量光载毫米波的信号方面研究，提出了一种基于轨道角动量的超正交调制方案和一种基于光子预编码的ROF系统QAM信号产生方法，研究了反馈联合信道均衡的双相检测数字时钟恢复系统架构以及基于自相关特性的非线性噪声均衡。发表学术论文15 篇(其中被SCI 检索7篇，被EI 检索的学术论文8篇)，申请发明专利4项，培养博士生3 人、硕士生6人。在本项目组全体人员的不懈努力下，现已按原定计划圆满并超额完成了本项目的研究任务。该项目的研究成果将为进一步提高光纤通信系统的频带利用率、色散和非线性容忍度提供新方法，为实现高速、大容量、高效传输的光通信打下基础。