[00105423]基于时频变换的奈奎斯特时分复用系统时钟提取与解复用关键技术研究

　　该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：61505011）。该项目主要研究成果如下：

　　1. 提出并实现了一种无码间干扰的 N-OTDM 信号接收方式：即：基于 Nyquist 开关脉冲对 N-OTDM 信号进行采样及解复用接收。由于 Nyquist 开关脉冲与承载信息的 N-OTDM 信号的脉冲形状一致，因此称这种方式为匹配采样。在具体实现中，通过相干接收的方式，将Nyquist 开关脉冲直接与 N-OTDM 信号进行混频探测，进一步降低系统复杂度，提升接收性能。实验证明：相对于传统基于高斯脉冲采样的解复用方法，该项目所提出的相干匹配采样解复用方法降低了接收端所需光信噪比（R-OSNR）1.4dB，且所需采样脉宽仅为传统高斯采样脉宽的 1.5 倍。在相同的采样脉宽下，相干匹配采样比高斯采样最高可降低接收端R-OSNR9dB。

　　2. 提出并实现了一种基于交叉相位调制与时域积分的全光数模转换技术：全光 DAC 由基于交叉相位调制的时域积分器和干涉结构的相位-幅度转换器构成。方案的核心是在探测信号与泵浦信号中引入一个恰当的走离，让探测信号经历泵浦信号导致的相位旋转，这样，探测信号便不是被泵浦信号的幅度所调制，而是被设计的走离时间内积分光功率所调制。实验证明：所提方案中全光 DAC 产生的 PAM2 信号比直接调制的 RZ-OOK 信号在 1E-4 误码率时， 要好至少 1.5dB，充分说明了此方案中时域积分模块的噪声抑制能力。此外，实验结果表明所提出方案中的非线性光环镜甚至可以消除直接探测的10GHz 带宽下1.25GbaudPAM4 信号的errorfloor。

　　3. 提出一种新型的基于时频变换的高速全光 OFDM 信号解复用技术：实现了全光 OFDM 至 Nyquist-OTDM 信号的转换，在相干接收机中进行相干采样即可实现 OFDM 信号的解调。方案中使用商用的设备取代了系统中特定的光学滤波器便可实现无子信道间干扰解复用。此外， 该项目还实现了基于 K-D-K（啁啾-色散-啁啾）的完全傅里叶变换，将 40Gbaud 的单信道Nyquist 信号转换为具有 4 个子载波的 OFDM 信号。通过上述变换，将一个高速串行信号变换为了若干路低速并行信号。在经过光纤传输后，能够更有效地对抗线性（色散、偏振模色 散）、以及非线性（自相位调制）的传输损伤。