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(xué)、光纖無線系統(tǒng)等。筆者將逐一評(píng)析。

1.  電光調(diào)制

復(fù)旦大學(xué)的Junjie Ding等科研人員設(shè)計(jì)了一種新型強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)（IM/DD）系統(tǒng)，如圖1所示。該系統(tǒng)使用了廣義成對(duì)優(yōu)化(PO)算法對(duì)幾何整形 (GS-32-QAM)信號(hào)進(jìn)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(hào)。研究人使用IM/DD系統(tǒng)在1 km標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上傳輸32QAM離散傅立葉變換擴(kuò)展(DFT-S)離散多音信號(hào)的數(shù)據(jù)速率為108.29 Gb /s /λ，采用PS和GS星座映射實(shí)現(xiàn)了0.6 dB和0.9 dB接收機(jī)靈敏度增益的提升。在比特率為69.61Gb /s /λ時(shí)，與uniform 32-QAM DMT信號(hào)相比，PS-32-QAMDM信號(hào)的接收機(jī)靈敏度增益為0.5 dB，而GS-32-QAM DMT信號(hào)的接收靈敏度增益為0.4 dB。研究表明，雖然PS-32QAM信號(hào)在高信噪比情況下獲得了比GS-32-QAM更好的接收機(jī)靈敏度增益，但在低信噪比情況下，GS-32-QAM信號(hào)的收發(fā)性能優(yōu)于PS-32-QAM信號(hào)[1]。



圖1系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置

2.  光纖傳輸

馬來西亞多媒體大學(xué)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(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生了很大影響。研究人員考慮不同步長(zhǎng)設(shè)計(jì)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(fù)面影響，并在性能和復(fù)雜度之間進(jìn)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(jìn)一步用來補(bǔ)償光纖的非線性效應(yīng)[2]。


圖2均衡處理過程

3.  可見光通信

美國佛羅里達(dá)大學(xué)Pooya Nabavi等科研人員設(shè)計(jì)了一種大探測(cè)面積的可見光通信（VLC）接收機(jī)；該接收機(jī)具有寬視場(chǎng)，抗阻塞，接收信號(hào)穩(wěn)定等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。由于接收機(jī)中包含多光子探測(cè)器陣列和多級(jí)放大器，所以可實(shí)現(xiàn)高速可見光數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸�？紤]到接收器陣列可以與移動(dòng)設(shè)備表面形狀進(jìn)行共形布置，科研人員測(cè)試了VLC系統(tǒng)在振動(dòng)環(huán)境中的性能，分析了運(yùn)動(dòng)和寬視場(chǎng)特性引起的延遲擴(kuò)展效應(yīng)；基于時(shí)間和空間接收分集的多符號(hào)檢測(cè)技術(shù)采用實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。研究表明，如圖3所示，該接收機(jī)可在7.1m的通信范圍內(nèi)，探測(cè)比特率為20mbps的信號(hào)，具有廣闊的實(shí)用前景[3]。


圖3 VLC系統(tǒng) (a)接收機(jī) (b)發(fā)射機(jī)

4.  圖形光子學(xué)

荷蘭根特大學(xué)Xiangfeng Chen等科研人員設(shè)計(jì)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(dǎo)網(wǎng)狀電路抽象成圖形以突出連通性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體而言是將光端口模型化為節(jié)點(diǎn)，將連接性能指標(biāo)合并到邊屬性中。對(duì)于可調(diào)耦合器，采用了三種圖形表示形式來對(duì)光傳輸進(jìn)行建模，并創(chuàng)建了六角形網(wǎng)格來表示電路圖；同時(shí)遵守波導(dǎo)電路的物理特性。研究表明，具有8個(gè)人工節(jié)點(diǎn)的有向圖在求解包含反饋路徑的光信號(hào)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(fù)雜可重構(gòu)光子電路的設(shè)計(jì)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(xué)Rui Zhang等科研人員設(shè)計(jì)了一種新型自適應(yīng)熵分配方案，如圖5所示�？蒲腥藛T使用修正的pre-FEC閾值，對(duì)光纖前傳毫米波模擬無線傳輸中的自適應(yīng)熵分配方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度和數(shù)字信號(hào)處理復(fù)雜度。該方案既無需動(dòng)態(tài)調(diào)整FEC編碼速率，也無需進(jìn)行帶寬重構(gòu)；在頻率選擇性衰落信道中，PS單元之間可實(shí)現(xiàn)高達(dá)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(yīng)熵分配實(shí)驗(yàn)裝置

參考文獻(xiàn)

[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.