基于直调直检的大容量光接入系统关键技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61601277
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    李正璇
  • 依托单位：
    上海大学
  • 学科分类：
    F0109.光通信
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Driven by the ever-increasing bandwidth demand of end users, next generation passive optical network is desired to provide higher capacity, wider coverage and larger amount of users. Nevertheless, the network operators are more concerned about how to reduce system cost and improve operating profit during the network upgrade. In the project, we propose a cost-efficient, high capacity optical access network based on direct modulation and direct detection (DM-DD) technology. The main target is to realize high-speed, multi-level signal transmission using low-bandwidth direct modulation lasers (DMLs). Signal recovery processes, including chirp management and frequency equalization are performed in optical domain using conventional devices such as optical filter and semiconductor optical amplifier (SOA), thereby relaxes the dependency on complex digital signal processing (DSP). Besides, the point to point transmitted wireless signal clamps the gain of EDFA, realizing burst signal amplification with conventional EDFAs. Based on the above techniques, we intend to demonstrate a DM-DD based high capacity TWDM-PON system, which can support 50-Gb/s/λ data rate and at least 128 users within 40-km distribution range. The feasibility of using directly modulated laser in high capacity PON system will be analyzed theoretically and experimentally. The project is expected to publish 6 papers on popular journals or international conferences and 2 patents.
支持大容量、广覆盖、多用户是下一代光接入网的发展方向；而简化网络架构、降低系统成本、提高运营利润是网络运营商的一贯诉求。本项目提出一种基于直接调制、直接检测技术的低成本、大容量光接入系统实现方案。其核心思想是采用低带宽直调激光器实现高速、多电平信号的调制，并利用常规光器件如光滤波器、半导体光放大器等完成高阶直调信号的啁啾管理和频域均衡，降低高速系统对复杂数字信号处理的依赖。此外，借助点对点传输的无线信号对EDFA的增益钳制效果，实现基于传统EDFA的突发信号放大。预期基于直调直检技术实现单波长50Gb/s、传输距离不低于40km、用户分光比不少于1:128的高速光接入网系统演示。本项目拟从理论分析、关键技术仿真和实验验证、完整系统演示与测试等方面，全方位论证系统方案的可行性，为直调直检技术在大容量光接入系统中的应用提供一定的理论依据和技术指导。预期发表高水平论文 6 篇，申请专利 2 项。

结项摘要

用户带宽需求的日益增长推动着无源光网络的发展。IEEE802.3ca正在制定的下一代EPON（NGEPON）标准，要实现25~100Gbps的接入速率，实现1-10Gbps以上到户，以应对未来10年的接入带宽需求。本项目结合NG-EPON实际应用需求，研究了基于商用窄带光收发器件实现的单波长50Gb/s及以上高速调制解调技术及信号处理方案，可以较低成本实现系统容量升级。. 项目研究了1）低复杂度接收端均衡技术；2）发送端预均衡技术；以及3）功率预算提升方案，实现了基于10Gb/s光收发器件的50Gb/s高速信号调制解调，支持C波段50km光纤传输，所提出的简化Volterra-DFE均衡算法与传统均衡算法相比复杂度降低50%以上；此外，采用发端预均衡与接收端均衡技术，结合多电平幅度调制，实现了基于25Gb/s光收发器件的112Gb/s光传输，在局端采用半导体光放大器实现超过30dB功率预算，可支持20km光纤传输，不少于1：128的用户分光。.本项目所完成的基于窄带光收发器件的大容量、长距离、高分光比接入系统演示，均采用强度调制直接检测技术，实现了在现有成熟器件基础上的大容量光接入，为光接入网向下一代的低成本平滑升级提供了技术支撑。相关工作得到中兴通讯关注与认可，合作产学研项目并获得上海市科委项目支持，联合发布了100G-EPON样机，并联合提交多项国际标准提案。相关研究成果在SCI期刊Optics Express, IEEE Photonics Journal，Optics Communication以及本领域重要国际会议上发表论文13篇，他引34次，申请发明专利一项。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（1）
Demonstration of symmetrical 50-Gb/s TDM-PON in O-band supporting over 33-dB link budget with OLT-side amplification
演示 O 频段对称 50 Gb/s TDM-PON，通过 OLT 侧放大支持超过 33 dB 链路预算
  • DOI：
    10.1364/oe.27.018343
  • 发表时间：
    2019-06-24
  • 期刊：
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Li, Chengcheng;Chen, Jian;Zhang, Qianwu
  • 通讯作者：
    Zhang, Qianwu
Investigation on the equalization techniques for 10G-class optics enabled 25G-EPON
10G级光学25G-EPON均衡技术研究
  • DOI：
    10.1364/oe.25.016228
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Li Zhengxuan;Xia Junqi;Guo Yong;Yin Yongjia;Li Yingchun;Song Yingxiong;Chen Jian;Wang Min
  • 通讯作者：
    Wang Min
A Novel wavelength plan for FWM suppression in NG-EPON
NG-EPON 中 FWM 抑制的新型波长计划
  • DOI：
    10.1016/j.optcom.2017.06.095
  • 发表时间：
    2017-11-15
  • 期刊：
    OPTICS COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Wu, Xiaoya;Li, Zhengxuan;Wang, Min
  • 通讯作者：
    Wang, Min
50-km C-Band Transmission of 50-Gb/s PAM4 Using 10-G EML and Complexity-Reduced Adaptive Equalization
使用 10-G EML 和复杂性降低的自适应均衡的 50-Gb/s PAM4 的 50 公里 C 频段传输
  • DOI：
    10.1109/jphot.2018.2886296
  • 发表时间：
    2019-02
  • 期刊：
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Chen Jian;Tan Acai;Li Zhengxuan;Xu Tingting;Liang Linghuan;Chen Wei;Li Yingchun;Song Yingxiong
  • 通讯作者：
    Song Yingxiong
Comparison of NRZ and duo-binary format in adaptive equalization assisted 10G-optics based 25G-EPON
基于自适应均衡辅助 10G 光学的 25G-EPON 中 NRZ 和双二进制格式的比较
  • DOI：
    10.1016/j.optcom.2017.10.041
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Junqi Xia;Zhengxuan Li;Yingchun Li;Tingting Xu;Jian Chen;Yingxiong Song;Min Wang
  • 通讯作者：
    Min Wang

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其他文献

时分波分复用无源光网络关键技术
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    科技导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡卫生;义理林;何浩;李正璇;李军;毕美华
  • 通讯作者：
    毕美华

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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