面向下一代并行光互连的多维度无载波幅度相位(CAP)调制技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61675128
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0503.传输与交换光子器件
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Due to the advantages including high speed, low power consumption, high density and so on, optical interconnect has recently been acknowledged as the key technology for data centers, high performance computers and high speed electronics to improve the data communication bandwidth, reduce the power consumption, enlarge the distance and reduce the cost. Therefore, it is of great significance to study the next generation optical interconnect technology to continuously support the internet and IT industry of China. The current research focuses on the advanced modulation formats to improve the data rates over a single optical channel. Among those modulation methods, carrierless amplitude phase (CAP) modulation is considered as a potential method very suitable for parallel optical interconnect. Academics and industries are both working on using CAP for short reach applications, and yet facing a lot of challenges. . In this project, we will look into the multi-dimensional CAP modulation for parallel optical interconnect. We will study the method of using two-level four-dimensional CAP (4D-CAP) to realize four-lane parallel optical interconnect which is for QSFP MSA optical transceiver application. We will also study the method of realizing multi-level multi-dimensional CAP for advanced optical interconnect. The outputs of this project can help to overcome the difficulties of using CAP modulation for optical interconnect applications and thus develop next generation optical interconnect products.
光互连技术具有高速、低功耗、大密度等传统电互连远远不及的先进性能,推动了数据中心、高性能计算和宽带电子通信的技术进步和产业升级。积极开展面向下一代光互连的前沿技术研究具有重要战略意义和市场价值。采用先进调制格式来提高单光路传输容量是下一代光互连的重要发展目标,其中多维度无载波幅度相位调制(CAP)技术是极其适合多路并行光互连的调制方法,近年来受到学术和工业界的热烈关注,具有重要研究意义。. 本课题研究面向四路并行QSFP封装的二电平4D-CAP光互连技术,以及多电平高阶调制多维度CAP光互连技术。通过本课题的研究,可以掌握多维度CAP调制实现高速并行光互连的关键方法,解决制约多维度CAP调制光互连技术实用化的关键技术和科学问题,从而得到具有创新知识产权和先进性能的高速多路并行光互连技术方案,为我国的光互连行业发展提供先进的技术储备,为我国下一代光互连产品的开发打下良好的基础。

结项摘要

本项目研究基于多维度 CAP 调制在内的新型高阶调制技术及其光互连应用,目标是实现100G速率的并行光互连。经过4年的项目研究,我们基本完成了项目的既定目标,实现了多个100Gbps的里程碑速率高速互连,得到了包括3D-CAP、4D-CAP、MultiCAP、CDMA-CAP等在内的新型CAP调制方案,并且在相应基础上拓展了多个新型的多维度高阶调制研究,探索了智能化的信号处理方法在CAP等高阶调制码型上的应用,解决了包括VCSEL等多模和单模光互连系统的调制非线性损伤等问题,相关成果具有实际应用价值。本项目得到了远超目标的技术指标,包括单波112Gbps的多模百米VCSEL光互连、单波122G的MultiCAP光互连,主要原因是我们积极跟进国内外最新研究进展,积极结合本项目的研究思路和方法,取得较好的效果。在本项目支持下,相关研究成果发表论文33篇,其中重要期刊论文21篇,申请专利5项,培养并完成毕业课题的硕士研究生4人、博士研究生2人,未完成毕业课题的硕士研究生3人,博士研究生1人。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(14)
专利数量(5)
2-mu m Wavelength Grating Coupler, Bent Waveguide, and Tunable Microring on Silicon Photonic MPW
硅光子 MPW 上的 2μm 波长光栅耦合器、弯曲波导和可调谐微环
  • DOI:
    10.1109/lpt.2018.2799194
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Photonics Technology Letters
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Li Jiayuan;Liu Yingjie;Meng Yafei;Xu Ke;Du Jiangbing;Wang Fengqiu;He Zuyuan;Song Qinghai
  • 通讯作者:
    Song Qinghai
Enabling Equalization and Soft Decision by k-Means for VCSEL-Based PAM-4 Optical Interconnection
通过 k-Means 为基于 VCSEL 的 PAM-4 光互连实现均衡和软决策
  • DOI:
    10.1109/jphot.2019.2926999
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Sun Lin;Du Jiangbing;Xu Ke;Liu Bo;He Zuyuan
  • 通讯作者:
    He Zuyuan
45-Gbps 3D-CAP transmission over a 16-GHz bandwidth SSMF link assisted by Wiener filtering
在维纳滤波辅助下,通过 16 GHz 带宽 SSMF 链路进行 45 Gbps 3D-CAP 传输
  • DOI:
    10.1016/j.optcom.2016.11.055
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Communications
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Sun Lin;Du Jiangbing;You Yue;Liang Chenyu;Zhang Wenjia;Ma Lin;He Zuyuan
  • 通讯作者:
    He Zuyuan
Dyadic Probabilistic Shaping of PAM-4 and PAM-8 for Cost-Effective VCSEL-MMF Optical Interconnection
PAM-4 和 PAM-8 的二元概率整形,实现经济高效的 VCSEL-MMF 光互连
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ac8667
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Sun Lin;Wang Chang;Du Jiangbing;Liang Chenyu;Zhang Wenjia;Xu Ke;Zhang Fan;He Zuyuan
  • 通讯作者:
    He Zuyuan
Ultra-Low-Noise Mode-Division Multiplexed WDM Transmission Over 100-km FMF Based on a Second-Order Few-Mode Raman Amplifier
基于二阶少模拉曼放大器的 100 公里 FMF 超低噪声模分复用 WDM 传输
  • DOI:
    10.1109/jlt.2018.2839710
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Lightwave Technology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Li Jiaxiong;Cai Chengkun;Du Jiangbing;Jiang Shoulin;Ma Lin;Wang Lulu;Zhu Long;Wang Andong;Li Ming-Jun;Chen Hao;Wang Jian;He Zuyuan
  • 通讯作者:
    He Zuyuan

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基于光环形技术的高精度光纤电流传感器
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    光通信技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶冶梦;杜江兵;马麟;徐长鑫;刘银萍;何祖源
  • 通讯作者:
    何祖源

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

        graph TD
          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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