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        2019年7月JLT光通信論文評析

        光纖在線編輯部  2019-09-17 10:44:32  文章來源:綜合整理  版權所有,未經許可嚴禁轉載.

        導讀:2019年7月出版的JLT主要刊登了以下一些方向的文章,包括:光纖傳感技術,激光器,調制技術,光網絡以及編解碼技術等。

        光纖在線特邀編輯:邵宇豐,龍穎,胡欽政
            2019年7月出版的JLT主要刊登了以下一些方向的文章,包括:光纖傳感技術,激光器,調制技術,光網絡以及編解碼技術等。筆者將逐一評析。
        1. 光纖傳感技術
        馬德里康普頓斯大學的Mahmoud H. Elshorbagy等科研人員設計了一種可集成在光纖尖端并能在正常入射條件下工作的等離子體折射率傳感器(該傳感器的幾何結構利用了折射率亞波長介質光柵的高對比度提供的大散射截面)。由于表面等離子共振(SPR)和光柵響應之間的干擾,該傳感器可產生混合等離子體共振來改善折射率傳感器的性能。為更好地優化該傳感器性能,科研人員還設計了一個優化函數(考慮了SPR的品質因數(FOM)和測量界面的場增強功能)。科研人員對該設備進行了數值測試,結果顯示該設備的靈敏度保持在980 nm/RIU至1000 nm/RIU之間,FOM為775 RIU,能夠適用于多功能傳感應用場景[1]。


        圖1 (a)Fano共振傳感器 (b)傳感器的納米結構幾何形狀

        2. 激光器

        廈門大學的Yizhong Huang等科研人員通過采用泵浦重摻GeO2摻雜光纖(GDF)和耗散孤子共振(DSR)鎖模摻Yb的光纖激光器,設計了一種可在拉曼光纖激光器中產生大能量超快脈沖的方案;通過利用GDF的大拉曼增益和DSR鎖模脈沖的特性,可滿足具有高失配容量和簡單腔體設計的匹配條件。該拉曼光纖激光器可在1118nm處產生脈沖寬度為647ps或脈沖能量高達22nJ的脈沖;不僅可以實現拉曼激光脈沖與泵浦波之間的同步,而且還具有易調節脈沖持續時間和峰值功率的特性。該方案提供了一種可以在光纖激光器中產生能量可縮放以及波長通用(例如中紅外)脈沖的潛在使用方法,具有低成本和緊湊結構的應用價值[2]。


        圖2 基于拉曼光纖激光器的實驗配置

        3. 調制技術

        蒙特利爾麥吉爾大學的Alireza Samani等科研人員為提高信號調制性能,對傳統馬赫-曾德爾調制器(MZM)的結構進行了改進。我們知道,四進制脈沖幅度調制(PAM-4)已經替代開關鍵控(OOK)技術成為400 Gb/s短距離光通信系統常用的調制格式。科研人員為此設計了三種不同的硅光子MZM架構,可在光域中利用OOK電驅動信號生成PAM-4信號。科研人員還對調制器的傳遞函數和線性度進行了研究,比較了PAM-4信號的收發及傳輸性能。在沒有數字信號處理(DSP)的條件下,上述調制器可以顯著改善信號收發性能。科研人員還對每個調制器的功耗進行了分析,結果表明,與傳統的MZM相比,多電極MZM在高信號速率下具有更明顯的應用優勢[3]。


        圖3 (a)TWMZM,(b)ME-MZM,(c)DP-MZM和(d)硅光子芯片的顯微照片

        4. 光網絡

        光網絡的云化過程取代了傳統模式下光網絡中光信號的分配過程,但為之付出的代價是網絡中收發光信號的延時增加。目前,因延時受限的應用程序數量正在激增,因此需要一種能夠進行分布式計算的新架構來滿足實際需要;而且未來5G應用也會對邊緣云和數據中心網絡提出更加嚴苛的時延和動態性要求。邊緣云的建設過程中需要實現低時延(微秒級)和可靠的數據傳輸(納秒級抖動)過程;因此,法國貝爾實驗室的Nihel Benzaoui等科研人員設計了一種可滿足未來邊緣云建設要求的動態網絡結構,為未來5G高動態、低延遲的業務應用奠定了基礎[4]。


        圖4 邊緣云的網絡架構

        5. 編解碼技術

        意大利都靈理工大學的Dario Pilori等科研人員設計了一種優化的軟解碼方案,可在強相位噪聲的情況下改善信號收發性能。該技術可以在一定程度上克服光信號受光纖非線性克爾效應產生的相位噪聲影響。研究證明,該方案顯著改善了在低色散光纖上收發64-QAM光信號的性能;并可通過優化32-QAM光信號星座點的幾何位置來提高系統傳輸信號性能[5]。


        圖5 實驗驗證方案框圖

        參考文獻:

        [1]. Mahmoud H. Elshorbagy, Alexander Cuadrado. “Performance improvement of refractometric sensors through hybrid plasmonic-Fano resonances”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 13, pp. 2905–2913, July 1, 2019.
        [2]. Yizhong Huang, Kaijie Wang, “Ultrafast Raman Fiber Laser Based on Cavity Matching Scheme and Heavily Germania-Core Fiber”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 13, pp. 2914–2919, July 1, 2019.
        [3]. Alireza Samani, Eslam El-Fiky, “Silicon Photonic Mach–Zehnder Modulator Architectures for on Chip PAM-4 Signal Generation”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 13, pp. 2989–2999, July 1, 2019.
        [4]. Nihel Benzaoui, Mijail Szczerban Gonzalez, “Deterministic Dynamic Networks (DDN)”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 14, pp. 3465–3474, July 15, 2019.
        [5]. Dario Pilori, Antonino Nespola, “Non-Linear Phase Noise Mitigation Over Systems Using Constellation Shaping”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 14, pp. 3475–3482, July 15, 2019.
        關鍵字: JLT PTL 光網絡
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