光纖在線特邀編輯：邵宇豐，王安蓉，胡欽政，王壯，楊杰

2020年8月出版的JLT主要刊登了以下一些方向的文章，包括電光調(diào)制、光纖傳輸、可見光通信、圖形光子學、光纖無線系統(tǒng)等。筆者將逐一評析。

1.  電光調(diào)制

復旦大學的Junjie Ding等科研人員設計了一種新型強度調(diào)制/直接檢測（IM/DD）系統(tǒng)，如圖1所示。該系統(tǒng)使用了廣義成對優(yōu)化(PO)算法對幾何整形 (GS-32-QAM)信號進行優(yōu)化，并采用概率折疊整形(PFS)方案生成了概率整形32-QAM(PS-32-QAM)信號。研究人使用IM/DD系統(tǒng)在1 km標準單模光纖上傳輸32QAM離散傅立葉變換擴展(DFT-S)離散多音信號的數(shù)據(jù)速率為108.29 Gb /s /λ，采用PS和GS星座映射實現(xiàn)了0.6 dB和0.9 dB接收機靈敏度增益的提升。在比特率為69.61Gb /s /λ時，與uniform 32-QAM DMT信號相比，PS-32-QAMDM信號的接收機靈敏度增益為0.5 dB，而GS-32-QAM DMT信號的接收靈敏度增益為0.4 dB。研究表明，雖然PS-32QAM信號在高信噪比情況下獲得了比GS-32-QAM更好的接收機靈敏度增益，但在低信噪比情況下，GS-32-QAM信號的收發(fā)性能優(yōu)于PS-32-QAM信號[1]。



圖1系統(tǒng)實驗裝置

2.  光纖傳輸

馬來西亞多媒體大學的Khaled A. Alaghbari等研究人員研制了一種迭代軟判決反饋（ISDF）均衡器，處理過程如圖2所示。傳統(tǒng)的FBMC/OQAM系統(tǒng)中使用單抽頭的迫零均衡器無法完全消除光纖中色散（CD）引起的碼間干擾（ISI）；殘留ISI和載波間干擾（ICI）對系統(tǒng)性能產(chǎn)生了很大影響。研究人員考慮不同步長設計了新的ISDF N-tap抽頭頻率采樣（FS）均衡器，以減輕殘余ISI和ICI的負面影響，并在性能和復雜度之間進行更好的權(quán)衡。研究表明，與單抽頭均衡器相比，該方案能更有效抑制干擾，而且ISDF均衡器的反饋分支可以進一步用來補償光纖的非線性效應[2]。


圖2均衡處理過程

3.  可見光通信

美國佛羅里達大學Pooya Nabavi等科研人員設計了一種大探測面積的可見光通信（VLC）接收機；該接收機具有寬視場，抗阻塞，接收信號穩(wěn)定等應用優(yōu)勢。由于接收機中包含多光子探測器陣列和多級放大器，所以可實現(xiàn)高速可見光數(shù)據(jù)信號傳輸?？紤]到接收器陣列可以與移動設備表面形狀進行共形布置，科研人員測試了VLC系統(tǒng)在振動環(huán)境中的性能，分析了運動和寬視場特性引起的延遲擴展效應；基于時間和空間接收分集的多符號檢測技術(shù)采用實際數(shù)據(jù)傳輸對其性能進行了評估。研究表明，如圖3所示，該接收機可在7.1m的通信范圍內(nèi)，探測比特率為20mbps的信號，具有廣闊的實用前景[3]。


圖3 VLC系統(tǒng) (a)接收機 (b)發(fā)射機

4.  圖形光子學

荷蘭根特大學Xiangfeng Chen等科研人員設計了可重構(gòu)光子網(wǎng)格電路的圖形表示方式，如圖4所示；此方式將波導網(wǎng)狀電路抽象成圖形以突出連通性和拓撲結(jié)構(gòu)，具體而言是將光端口模型化為節(jié)點，將連接性能指標合并到邊屬性中。對于可調(diào)耦合器，采用了三種圖形表示形式來對光傳輸進行建模，并創(chuàng)建了六角形網(wǎng)格來表示電路圖；同時遵守波導電路的物理特性。研究表明，具有8個人工節(jié)點的有向圖在求解包含反饋路徑的光信號傳輸分布過程中表征最佳；利用圖論中發(fā)展的大量現(xiàn)有算法來編程光子網(wǎng)格可為復雜可重構(gòu)光子電路的設計和編程提供了一種系統(tǒng)構(gòu)思策略[4]。
[center][b]

圖4可編程光路示意圖

5.  光纖無線系統(tǒng)

美國喬治亞理工學Rui Zhang等科研人員設計了一種新型自適應熵分配方案，如圖5所示?？蒲腥藛T使用修正的pre-FEC閾值，對光纖前傳毫米波模擬無線傳輸中的自適應熵分配方案進行了實驗研究；通過將子載波分組為PS單元并使用相同QAM階數(shù)，可以減少數(shù)據(jù)幀長度和數(shù)字信號處理復雜度。該方案既無需動態(tài)調(diào)整FEC編碼速率，也無需進行帶寬重構(gòu)；在頻率選擇性衰落信道中，PS單元之間可實現(xiàn)高達2.5dB的功率裕度和平滑pre-FEC性能。研究表明，該方案在相同信息傳輸速率的系統(tǒng)中可表現(xiàn)出更優(yōu)異的收發(fā)性能增益[5]。


圖5適應熵分配實驗裝置

參考文獻

[1] J. Ding, J. Zhang, Y. Wei, F. Zhao, C. Li and J. Yu, "Comparison of Geometrically Shaped 32-QAM and Probabilistically Shaped
 32-QAM in a Bandwidth-Limited IM-DD System," in Journal of Lightwave Technology, vol. 38, no. 16, pp. 4352-4358, 15 Aug.15, 2020, doi: 10.1109/JLT.2020.2992114.

[2] K. A. Alaghbari, H. Lim and T. Eltaif, "Compensation of Chromatic Dispersion and Nonlinear Phase Noise Using Iterative Soft 
Decision Feedback Equalizer for Coherent Optical FBMC/OQAM Systems," in Journal of Lightwave Technology, vol. 38, no. 15, pp. 
3839-3849, 1 Aug.1, 2020, doi: 10.1109/JLT.2020.2981481.

[3] P. Nabavi and M. Yuksel, "Comprehensive Design and Prototype of VLC Receivers With Large Detection Areas," in Journal of 
Lightwave Technology, vol. 38, no. 16, pp. 4187-4204, 15 Aug.15, 2020, doi: 10.1109/JLT.2020.2985951.

[4] X. Chen, P. Stroobant, M. Pickavet and W. Bogaerts, "Graph Representations for Programmable Photonic Circuits," in Journal of 
Lightwave Technology, vol. 38, no. 15, pp. 4009-4018, 1 Aug.1, 2020, doi: 10.1109/JLT.2020.2984990.

[5] R. Zhang, Y. Chen, W. Mou and G. Chang, "Rate Redundancy and Entropy Allocation for PAS-OFDM Based Mobile Fronthaul," 
in Journal of Lightwave Technology, vol. 38, no. 16, pp. 4260-4269, 15 Aug.15, 2020, doi: 10.1109/JLT.2020.2988163.