少模光纤复用传输模式损伤机理与补偿技术

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61302085
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0109.光通信
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Currently, the network bandwidth requirements are increasing explosively without any interruption, while the exhausted potential of single mode fiber transmission capacity are approaching the nonlinear Shannon limit. Under this background, few mode fiber based mode-division multiplexing (MDM) has been viewed as the most promising candidate for single-mode fiber beyond transmissions with ultra-large capacity, long-haul and high spectrum efficiency requirements. However, the transmissions performance of few mode fiber based MDM systems are severely limited by complicated mode dependent effects and impairments. This project aims to explore the mechanism and key compensation techniques of mode impairments. By incorporating the spatial mode division extended nonlinear Schrǒdinger equation and mode coupling theory, the fundamental theoretical model of the nonlinear transmission process and mode impairments mechanisms will be established. By proposing innovative techniques including dynamic mode coupling controlling, transmitter-based adaptive mode modulation and receiver-based digital back propagation of mode-multiplexed signals, the key mode impairments including mode dependent gain and loss, differential mode group delay and inter-modal nonlinearity can be effectively suppressed and compensated. System level simulation and experiments verifications will be carried out for elaborating the mode impairments mechanisms and substantiating the proposed compensation methods. The outcomes of this project will construct the theoretical and technical foundations for realizing breakthroughs for few mode fiber based MDM applications with ultra-high spectrum efficiency and long-haul transmission reach.
在骨干网络带宽需求持续猛增、单模光纤传输潜力发掘殆尽、逼近非线性仙农容限的背景下,基于少模光纤的模分复用技术成为后单模光纤时代超大容量、超长距离、高谱效传输最具潜力的实现方式之一,具有广阔的发展空间和应用前景。本项目针对长距离少模光纤复用传输所面临的模式效应复杂、模式损伤严重、传输性能遭遇瓶颈的根本问题,探索模式损伤作用机理与损伤补偿的关键技术。通过引入空间维度扩展的非线性薛定谔方程和模式耦合理论,建立非线性传输过程和模式损伤作用的基础理论模型;通过动态模式耦合控制、发送端自适应模式信号调制、接收端模式信号数字背向传输等创新技术,实现对模式相关增益/衰减、差分模式群时延和模间非线性串扰等主要损伤因素的全面补偿抑制,采用系统仿真和实验手段对损伤机理和关键技术进行验证,为突破少模光纤模分复用系统性能瓶颈、实现超高谱效、长距离复用传输奠定理论和技术基础。

结项摘要

在骨干网络带宽需求持续猛增、单模光纤传输潜力发掘殆尽,逼近非线性仙农容限的背景下,基于少模光纤的模分复用技术正成为后单模光纤时代超大容量、超长距离、高谱效传输最具潜力的实现方式之一,具有广阔的发展空间和应用前景。本项目针对长距离少模光纤复用传输所面临的模式效应复杂,模式损伤严重、传输性能遭遇瓶颈的根本问题,探索模式损伤作用机理与损伤补偿的关键技术。.项目组设计了适合模分复用传输的低耦合、低非线性少模光纤;建立非线性传输过程和模式损伤作用的理论模型;实现了包含模式群时延、模式相关增益/衰减,强、弱机制下的线性模式耦合、模内/模间非线性等损伤效应在内的模分复用系统仿真平台,支持对上述模式损伤的分离式/结合式仿真及基于单载波、多载波等调制和数字信号处理。在此基础上,发现了模式信道调制格式各异条件下的模式串扰新机理。设计了基于注水原理的模式功率控制、自适应模式调制、自适应模式损伤均衡、模分复用的空时-空频编码和分集接收等模式损伤补偿算法,并提出了模分复用系统中基于Stokes空间的调制格式无关的解复用算法,并通过系统仿真和试验进行了验证。.相关研究发表SCI论文7篇,Ei论文3篇,已获授权国家发明专利3项,授权实审中的国家发明专利4项,已培养博士研究生2人,硕士研究生4人,为实现超高谱效、长距离复用传输奠定理论和技术基础。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Simplex-method based transmission performance optimization for 100G PDM-QPSK systems with non-identical spans
基于单纯工法的不同跨度100G PDM-QPSK系统传输性能优化
  • DOI:
    10.1016/j.yofte.2015.02.001
  • 发表时间:
    2015-06
  • 期刊:
    Optical Fiber Technology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Kai Zhang;Sai Chen;Xiaosong Yu;Wanyi Gu
  • 通讯作者:
    Wanyi Gu
Pulse-grouping transmission of optical quadrature phase-shift keying signals with time diversity multiple-input and multiple-output detection and processing
具有时间分集多输入多输出检测和处理的光正交相移键控信号的脉冲分组传输
  • DOI:
    10.1117/1.oe.55.8.086113
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
    Optical Engineering
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    高冠军;陈赛;张杰
  • 通讯作者:
    张杰
Theoretical modeling of dispersion uncompensated CO-OFDM transmission with coarse-step DBP based intra-channel nonlinearity compensation
基于粗步 DBP 通道内非线性补偿的色散未补偿 CO-OFDM 传输的理论建模
  • DOI:
    10.1016/j.yofte.2014.07.002
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Optical Fiber Technology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Zhang, Jie;Zhang, Kai;Chen, Sai;Gu, Wanyi
  • 通讯作者:
    Gu, Wanyi

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其他文献

基于机器学习的相干光通信系统传输性能评估
  • DOI:
    10.13756/j.gtxyj.2021.04.004
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    光通信研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈中盛;高冠军;刘鸿飞
  • 通讯作者:
    刘鸿飞
广谱抗稻瘟病基因d12的遗传分析及分子标记辅助选择应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    包亮
相邻OOK 信道对直接检测DPSK 信道的交叉相位调制损伤的研究
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    高冠军
水稻全生育期稻瘟病抗性遗传及其基因定位研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    分子植物育种
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  • 作者:
    李桂菊;高冠军;何予卿;包亮
  • 通讯作者:
    包亮
水稻糙米中维生素E相关QTL分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
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  • 作者:
    高冠军;张庆路;罗利军;何予卿
  • 通讯作者:
    何予卿

其他文献

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复杂环境全双工水下无线光通信安全可靠传输与自适应调控技术研究
  • 批准号:
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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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