1/18/2022，光纖在線訊，光纖在線特約編輯：邵宇豐，王安蓉，田青，于妮，楊騏銘，伊林芳，左仁杰，李沖，袁杰，李彥霖，劉栓凡，陳鵬。

2021年12月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章，包括：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)、室內(nèi)無(wú)線光通信、可調(diào)變頻器、IM-DD系統(tǒng)、光載無(wú)線通信、電光調(diào)制等，筆者將逐一評(píng)析。

1、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)
南京信息工程大學(xué)的Yibin Wan等研究人員采用混沌集分區(qū)選擇映射（SP-SLM）方案設(shè)計(jì)了一種的正交頻分復(fù)用波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（OFDM-WDM-PON）系統(tǒng)，如圖1所示。在OFDM信號(hào)調(diào)制的過(guò)程中，采用三維混沌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)峰均功率比（PAPR）降低與混沌加密，以提高系統(tǒng)收發(fā)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在互補(bǔ)累計(jì)分布函數(shù)值為10-4時(shí)，采用SP-SLM后OFDM信號(hào)的PAPR降低了4dB；在誤碼率為10-3時(shí)，接收機(jī)靈敏度提高了1.1dB，光纖非線性容限增強(qiáng)了1dB[1]，有效提高了系統(tǒng)的頻譜效率。此外，該方案的密鑰空間可達(dá)1098，能有效防范非法攻擊者。


2、室內(nèi)無(wú)線光通信
澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的Ke Wang等研究人員設(shè)計(jì)了一種融合空間調(diào)制（SM）和空間復(fù)用（SMUX）的濾波增強(qiáng)型室內(nèi)無(wú)線光通信（OWC）系統(tǒng)；他們通過(guò)多信號(hào)并行傳輸提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)證明，使用4個(gè)發(fā)射機(jī)在2.5GBaud/s的符號(hào)速率下，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)35Gb/s的傳輸速率；與傳統(tǒng)方案相比，傳輸速率提高了一倍，誤碼率提降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上[2]。該方案在并行數(shù)據(jù)流中支持靈活調(diào)制格式配置；但由于信道延遲的增加，濾波器的正交性降低，會(huì)導(dǎo)致多信道間干擾發(fā)生；因此信道延遲需要進(jìn)一步研究。


3、可調(diào)變頻器
北京交通大學(xué)的Qi Ding等研究人員采用光電振蕩器（OEO）設(shè)計(jì)了一種寬帶可調(diào)變頻器，如圖3所示；他們采用兩個(gè)偏振復(fù)用雙平行馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器（DPMZMs）構(gòu)成雙偏振正交移相鍵控（DP-QPSK）調(diào)制器；其中， DPMZM上層接收輸入射頻信號(hào)，下層用于構(gòu)建OEO以產(chǎn)生高純度本振（LO）信號(hào)。研究證明，在偏移頻率為10kHz時(shí)，LO信號(hào)的相位噪聲為-110dBc/Hz，且7.6GHz射頻（RF）信號(hào)可以轉(zhuǎn)換為不同的中頻（IF）信號(hào)，并支持將中心頻率為6.5GHz的1Gbit/s NRZ信號(hào)下變頻為基帶信號(hào)[3]。綜上所述，該器件具有應(yīng)用靈活性，在雷達(dá)和RoF系統(tǒng)中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。


4、IM-DD系統(tǒng)
湖南師范大學(xué)的Ming Chen等研究人員設(shè)計(jì)了一種面向強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測(cè)（IMDD）系統(tǒng)的偏移正交幅度濾波多載波（FBMC/OQAM）調(diào)制方案，如圖4所示。研究人員采用4類(lèi)預(yù)編碼技術(shù)（離散傅里葉變換（DFT）、正交循環(huán)矩陣變換（OCT）、恒幅零自相關(guān)（CAZAC）和Walsh-Hadamard變換（WHT）），在20km光纖上實(shí)現(xiàn)了FBMC/OQAM和OFDM/QAM信號(hào)的傳輸[4]。研究結(jié)果表明，在收發(fā)平均功率約束條件下上述4類(lèi)預(yù)編碼技術(shù)均提高了接收機(jī)性能（誤碼率為3.8e-3時(shí)，接收機(jī)靈敏度提高了約2dB）；并且預(yù)編碼FBMC/OQAM信號(hào)在帶外頻譜/功率泄漏、傳輸速率、峰均比、定時(shí)偏差、信噪比均衡等性能指標(biāo)方面均優(yōu)于預(yù)編碼OFDM/QAM信號(hào)。


5、光載無(wú)線通信
西班牙加泰羅尼亞理工大學(xué)的Miquel Masanas等研究人員采用相干超密集波分復(fù)用（UD-WDM）技術(shù)設(shè)計(jì)了一種光載無(wú)線通信（RoF）前傳系統(tǒng)，他們應(yīng)用了雙電吸收調(diào)制激光器（D-EML）和相位噪聲魯棒接收器，在天線發(fā)射端采用光學(xué)單邊帶全載波（SSB-FC）調(diào)制技術(shù)驅(qū)動(dòng)D-EML；在接收端采用一個(gè)相干光外差探測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路UD-WDM信號(hào)接收，如圖5所示。研究人員在25公里標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上成功傳輸了QPSK信號(hào)，并測(cè)得在BER=10-3、數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbit/s和1Gbit/s時(shí)，接收機(jī)靈敏度分別為-46dBm（線寬（）=300kHz、符號(hào)周期（Tb）=1.2%）和-38dBm（=15MHz、Tb=3%）[5]。研究證明，該方案能在一定程度上有效克服相位噪聲、群速度色散和非線性等的負(fù)面效應(yīng)影響和提升系統(tǒng)容量及功率預(yù)算，在未來(lái)多路復(fù)用光通信領(lǐng)域中具有潛在應(yīng)用前景。


6、電光調(diào)制
新加坡國(guó)立大學(xué)的Guanyu Chen等研究人員采用鈮酸鋰薄膜（LNTF）設(shè)計(jì)了一種垂直結(jié)構(gòu)電光調(diào)制器（其波導(dǎo)放置在金屬電極的頂部和底部之間，電場(chǎng)與光場(chǎng)完全重疊）。該器件中兩個(gè)調(diào)制臂長(zhǎng)度相差800；其中，Y分支用來(lái)連接輸入和輸出波導(dǎo)，如圖6所示。研究人員通過(guò)增加電極臂長(zhǎng)度和采用較低電阻率的金屬材料，降低工作偏置電壓[6]。研究結(jié)果表明，該器件具有8.84pm/V（消光比（ER）大于10dB）的波長(zhǎng)調(diào)諧效率和3dB左右的插入損耗（IL）（耦合損耗約為6dB）；綜上所述，該器件的研制將為集成鈮酸鋰光子學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究工作提供潛在的技術(shù)支持。



參考文獻(xiàn)：
[1]Y. Wan et al., "PAPR-Degraded Secure OFDM-WDM-PON Based on Chaotic Set-Partitioned SLM," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 33, no. 24, pp. 1387-1390, 15 Dec.15, 2021, doi: 10.1109/LPT.2021.3120664.
[2]K. Wang and S. Kandeepan, "Filter-Enhanced Spatial Modulation and Multiplexing in Indoor Optical Wireless Systems," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 33, no. 24, pp. 1479-1482, 15 Dec.15, 2021, doi: 10.1109/LPT.2021.3130912.
[3]Q. Ding et al., "Wideband Tunable Frequency Converter Based on an OEO Using a DP-QPSK Modulator," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 33, no. 24, pp. 1491-1494, 15 Dec.15, 2021, doi: 10.1109/LPT.2021.3130190.
[4]M. Chen et al., "Precoding-Enabled FBMC/OQAM for Short-Reach IMDD Transmission," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 33, no. 23, pp. 1305-1308, 1 Dec.1, 2021, doi: 10.1109/LPT.2021.3118838.
[5]M. Masanas, J. Tabares and J. Prat, "Coherent UD-WDM RoF Fronthaul Network With D-EML Transmitter and Phase-Noise Robust Receiver," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 33, no. 23, pp. 1281-1284, 1 Dec.1, 2021, doi: 10.1109/LPT.2021.3117436.
[6]G. Chen, H. -L. Lin, J. D. Ng and A. J. Danner, "Integrated Electro-Optic Modulator in Z-Cut Lithium Niobate Thin Film With Vertical Structure," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 33, no. 23, pp. 1285-1288, 1 Dec.1, 2021, doi: 10.1109/LPT.2021.3114993.