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全光奈奎斯特信号传输研究获进展

本文摘要:复旦大学信息学院通信系由、复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室张俊文博士,国家千人计划余建军教授和迟楠教授等人的论文《基于Sinc奈奎斯特脉冲产生的偏振适配全光奈奎斯特信号的传输与全通带相干性观测》(Transmissionandfull-bandcoherentdetectionofpolarization-multiplexedall-opticalNyquistsignalsgeneratedbySinc-shapedNyquistpulses)在大自然出版发行集团

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复旦大学信息学院通信系由、复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室张俊文博士,国家千人计划余建军教授和迟楠教授等人的论文《基于Sinc奈奎斯特脉冲产生的偏振适配全光奈奎斯特信号的传输与全通带相干性观测》(Transmissionandfull-bandcoherentdetectionofpolarization-multiplexedall-opticalNyquistsignalsgeneratedbySinc-shapedNyquistpulses)在大自然出版发行集团旗下期刊《科学报告》(ScientificReports)上公开发表。  这一最重要成果是时隔2014年该研究团队首次顺利构建了全光Nyquist信号的原始产生与相干性观测后,在该领域的再行一次突破。2014年8月,该研究团队在《自然科学报告》公开发表的《高速全光奈奎斯特信号的产生于全比特率相干性观测》(HighSpeedAllOpticalNyquistSignalGenerationandFull-bandCoherentDetection)论文,打开了超高速全光全光信号处理和传输网络的研究。在上述成果的基础上,该研究团队构建了偏振适配全光奈奎斯特信号的长距离传输,并首次顺利构建了1Tb/s全光奈奎斯特信号仅有通带相干性观测。

  近年来,随着高清互联网电视、多媒体、物联网、智能手机、云计算和社交媒体等新的业务的迅猛发展,人们对网络带宽或者说网速的拒绝大大减少,通信传输速率和互联网的数据流量仍然正处于爆炸式快速增长中,这对作为整个通信系统基础的物理层光传输网明确提出了更高的传输性能拒绝。多达,目前全球有数75亿移动电话用户和多达30亿互联网用户,其底层骨干网络皆创建在光纤通信基础上。光纤通信具备很大的宽带传输能力,而我国信息量的97%以上是通过光纤来传输的,从核心骨干网,到城域网、光网络互相交换节点,再行到数据中心光点对点、城市光纤接入网甚至光纤无线融合接入网,光纤通信网络已沦为国家信息建设的基础设施,以及信息传输和互相交换不能替代的支撑平台。

多达,从1990年到2014年,全球光通信容量减少了600~700的倍,光通信传输能力十年减少千倍。全球范围内,预计2015~2018年,全球互联网都将保持年均30~60%以上的流量增长速度,到2030年,将不会有多达1万亿台的设备连进互联网,作为互联网和通信网基础的光传输网络将大大面对支撑海量数据的压力,网络配套早已势在必行。

  在这样的背景下,超高速超大容量与高谱效率光信号的产生受到了国内外的普遍注目。而一般来说,单个收发机所能超过的速率和效率往往要求了整个系统的成本和功耗。构建的高速发送设备,能将系统成本和功耗降至低于,因此世界各国及各大通讯巨头都在研究如何在一定的比特率范围内大大提升单个发送设备的传输速率。

奈奎斯特信号具备理论大于的信号比特率,相等于把一定的信号传输在符合可用传输的大于信道窗口以内。一般来说,奈奎斯特信号必须利用高速模数转换电子器件构建,然而这种电信号受到电子器件比特率的容许,很难构建高速信号的产生。

仅有光信号处理能突破电子器件的比特率容许而很大的提升信号产生与处置速率,全光奈奎斯特信号既能构建高速信号产生,又能确保低频谱效率,具备很大的应用于前景,因此全光奈奎斯特信号的产生与观测受到国内外的普遍注目。该研究成果的意义在于通过有效地的提升单个发送设备速率的方式来减少光传输网络的传输容量,以解决问题网络通信流量爆炸式快速增长带给的骨干传输网交通堵塞问题。


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