40Gb/s/λ WDM-PON调制及相干数字接收机关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61302079
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    张治国
  • 依托单位：
    北京邮电大学
  • 学科分类：
    F0102.信息系统与系统安全
  • 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

Wavelength division multiplexed passive optical network (WDM-PON) system with 40-Gb/s transmission rates per channel and large coverage distance is an important development trends of future optical access technology. Because of the defects of system structural complexity and unable to dynamical adjusting, it is difficult that the existing 40-Gb/s rates optical transmission technology is used in WDM-PON system. Coherent optical receiver and electrical domains equalization, can effectively increase the coverage distance and reduce system structural complexity, is an important 40-Gb/s per channel WDM-PON transport solution. The research work mainly include: (1) Research and propose the modulation pattern and generation scheme suitable for high-speed WDM-PON; (2) Research the impact and constraint law among the clock synchronization, dispersion and noise equalization, et al, then propose the effective signal impairment equalization digital processing algorithms that can effectively compensate for signal impairments caused by fiber dispersion, the channel noises, nonlinear effects, and propose effective parallel processing mechanism; (3) Establish the simulation platform and experimental system of a loopback structure 40Gb/s/λ WDM-PON uplink optical transmission. Based on the innovative theoretical studies and scientific experiment works, we hope to achieve innovation and technological breakthroughs on modulation pattern and generation scheme, digital de-damage mechanism, the impact and constraint law among the different function algorithms, the joint parallel processing algorithm and system simulation and experiment. The research achievement can significantly reduce the demand on the processing speed of electronic device, and can provide the core technology foundation for the practical application of the 40Gb/s/λ WDM-PON optical transmission.
大覆盖范围40Gb/s/λ速率WDM-PON是未来光接入技术的重要发展方向。已有40Gb/s光传输技术因其结构复杂、固定等不足难以满足WDM-PON传输距离、上行波长灵活可变以及低成本等的需求。利用相干光接收及电域去损伤技术能够有效提高WDM-PON覆盖灵活性并降低系统结构复杂性，是40Gb/s WDM-PON的重要传输解决方案。本项目主要研究内容包括：(1)研究提出适用于高速WDM-PON的调制码型及产生方案；(2)研究时钟同步、色散与噪声均衡等相互间的影响与制约规律，提出有效补偿光纤色散、信道噪声、非线性效应等对信号损伤的数字处理算法及并行处理机制；(3)建立环回大覆盖40Gb/s/λ WDM-PON上行光传输系统的仿真平台和实验系统。通过以上理论研究和实验工作，拟在调制码型及产生方案、数字去损伤机理、各功能算法相互作用和影响规律、并行处理算法和系统仿真与实验等方面实现创新和技术突破。

结项摘要

WDM-PON因具有带宽容量大、可分波长承载业务、支持平滑无缝演进等优点，是下一代PON的最优演进方案之一。随着接入网带宽需求的进一步提高，单波长40Gb/s 是WDM-PON系统的重要发展方向。已有40Gb/s光传输技术因具有结构复杂、成本高等不足，难以满足WDM-PON系统要求。研究适用于WDM-PON系统的40Gb/s光传输技术是促进40Gb/s/λ WDM-PON发展与应用的关键，具有重要的研究价值。本项目主要针对40Gb/s/λ WDM-PON系统中上下行高频谱效率调制码型及产生方案、接收机均衡算法及WDM-PON环回系统搭建等展开了研究，主要研究内容及获得的成果如下..1. 通过仿真研究改进型双二进制、Nyquist-16QAM、Nyquist-4PAM、PM-DQPSK等高阶调制码型的频谱效率、色散容忍性、接收机灵敏度、系统复杂性与成本等关键指标并进行综合对比分析，提出了适用于40Gb/s/λ WDM-PON上行传输的EA 调制的改进型双二进制调制码型和基于IMDD Nyquist-16QAM、Nyquist-4PAM等简单、低成本、易集成的下行传输方案。.2. 提出时钟同步、自适应均衡/解复用、载波频偏估计和相位恢复算法的并行处理机制，降低DSP处理速率。时钟同步方面，提出一种适用于多种调制格式的反馈式并行全数字时钟算法。为有效补偿传输信道等对信号的损伤并降低DSP芯片速率，提出基于间隔样值并行滤波和利用累积误差并行更新抽头系数的自适应并行均衡解复用算法，并采用并行算法来补偿频偏和相偏。为解决时钟同步与自适应均衡相互的制约关系，基于并行处理的时钟同步与均衡联合处理方案，使两个模块相互配合。仿真结果表明，所提并行处理机制能有效的进行时钟同步和自适应均衡。 .3. 建立了上下行波长重用的单波长40Gbps PM-DQPSK WDM-PON实验系统和单波长40Gbps Nyquist-16QAM WDM-PON实验系统，实验结果显示该两种方案可分别实现100km和45km的有效传输。.4. 取得了一批原创性的研究成果，包括发表高水平论文30篇，其中SCI检索论文11篇，EI检索（含刊源）18篇，申请国家发明专利9项。.项目所取得的原创性的成果能够带动40Gb/s WDM-PON光发送及光接收机相关理论及应用技术的发展。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（18）
专利数量（0）
100-km-reach, 40 Gb/s/λ downstream and 10 Gb/s/λ upstream, channel-reuse WDM-PON employing tunable laser with back-reflection optical signal detection-based self wavelength management
100 公里范围、40 Gb/s/Î 下行和 10 Gb/s/Î 上行、通道复用 WDM-PON，采用可调谐激光器，具有基于背反射光信号检测的自波长管理
  • DOI：
    10.1007/s11082-015-0297-9
  • 发表时间：
    2015-12
  • 期刊：
    Opt Quant Electron
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhiguo Zhang;Liqian Wang;Xu Jiang;Xue Chen
  • 通讯作者：
    Xue Chen
Bidirectional 40 Gb/s/lambda, 100 km-reach, channel-reuse WDM-PON employing tunable optical transceiver with optical intensity detection-based wavelength management
双向 40 Gb/s/lambda、100 公里范围、通道复用 WDM-PON，采用可调谐光收发器和基于光强度检测的波长管理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Optical Fiber Technology
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Zhang, Zhiguo;Wang, Jiahe;Wang, Liqian;Chen, Xue
  • 通讯作者：
    Chen, Xue
Fifty-five km reach, bidirectional, 400 Gb/s (40 x 10 Gb/s), channel-reuse DWDM-PON employing a self-wavelength managed tunable laser
55 公里范围、双向、400 Gb/s (40 x 10 Gb/s)、通道复用 DWDM-PON，采用自波长管理可调谐激光器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Jiang, Xu;Wang, Jiahe;Chen, Xue;Wang, Liqian
  • 通讯作者：
    Wang, Liqian
环树型TWDM-PON动态资源调度方法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中兴通讯技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张治国;胡新天;陈雪
  • 通讯作者：
    陈雪
Remotely pumped EDFA-based 40-Gb/s downstream and 10-Gb/s upstream long-reach WDM PON employing RSOA and FBG equalizer
采用 RSOA 和 FBG 均衡器的基于远程泵浦 EDFA 的 40 Gb/s 下行和 10 Gb/s 上行长距离 WDM PON
  • DOI：
    10.3788/col201311.120602
  • 发表时间：
    2013-12
  • 期刊：
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zhihui Cao;Xue Chen;Liqian Wang;Min Zhang
  • 通讯作者：
    Min Zhang

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其他文献

武汉市老年慢性病共存患者用药决策参与行为研究
  • DOI：
    10.13723/j.yxysh.2021.01.010
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    医学与社会
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王佳;刘雨鑫;王若溪;张治国;黄锐;潘凌壮;冯达
  • 通讯作者：
    冯达
Ex vitro experimental study on concentration polarization of macromolecules (LDL) at an arterial stenosis
动脉狭窄时大分子（LDL）浓差极化的体外实验研究
  • DOI：
    10.1007/s11427-007-0068-3
  • 发表时间：
    2007-08
  • 期刊：
    Science in China Series C-Life Sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    樊瑜波;李德玉;邓小燕;张治国
  • 通讯作者：
    张治国
氧引入对气体熔池耦合活性TIG焊电弧的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄勇;王艳磊;张治国
  • 通讯作者：
    张治国
基于线型腔掺铒光纤激光器的光纤
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    光学技术2006.10
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张治国;张民;叶培大
  • 通讯作者：
    叶培大
The Effects of Recirculation Flows on Mass Transfer from the Arterial Wall to Flowing Blood
再循环流量对从动脉壁到流动血液的质量传递的影响
  • DOI：
    10.1097/mat.0b013e31815c65d6
  • 发表时间：
    2008-01
  • 期刊：
    ASAIO Journal
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    邓小燕;ROBERT GUIDOIN;张治国;樊瑜波
  • 通讯作者：
    樊瑜波

其他文献

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张治国的其他基金

认知型星地激光微波协同自适应传输方法研究
  • 批准号：
    U22B2009
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    257.00 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目
电力管路线路状态多场协同感知和智能处理关键技术研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
支撑软件定义弹性光接入网的承载架构与关键技术研究
  • 批准号：
    61671076
  • 批准年份：
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  • 项目类别：
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相似国自然基金

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  • 批准号：
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
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相似海外基金

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  • 批准号：
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  • 财政年份：
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  • 项目类别：
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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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