Статья: СПОРТИВНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ В КНИТУ-КАИ (2024)

This research paper introduces an advanced optical transmission technology for 5G+ networks that uses high-order quadrature amplitude modulation (QAM) to improve data delivery.

The system uses coherent optical transmission, dual-polarization, advanced DSP algorithms, and FEC to achieve great spectral efficiency, signal integrity, and resistance against optical defects at 16Tbit/s per channel across 200 kilometers. This study shows that high-order QAM can address future connectivity needs and advances optical network development for 5G and beyond. Based on the system developed by the author with a speed of 1 Tbit/s and the application of the Il’in-Morozov’s method, the presented system can be modernized and simplified in its structure, brought to the speeds indicated above due to stream aggregation.

The versatility of optical frequency combs in test and measurement has grown. Spectroscopy,
metrology, precision distance measuring, sensing, optical and microwave waveform synthesis, signal processing, and communications are examples. Bandwidth optimization is crucial. Our unique and simple method for C-band millimeter-wave double-sideband vector signal creation was tested. This approach cascades one single-drive and one push-pull Mach-Zehnder modulator. After driving the first one with a 2, 4, 8, 16, 32, 64 GHz RF pulse, an optical frequency comb with six flat carriers was formed.

The outputs were evaluated after each of the five stages following careful tuning to meet optical system harmonics. Multiple frequencies can be sent in one channel, making this architecture adaptable and scalable. For the suggested approach, experimental results match theoretical and simulation assessments.

В работе дано понятие сверхузкополосного пакета дискретных частот, как базовому инструменту радиофотонного анализа. Предложена концепция и разработана теория и техника сверхузкополосного пакета дискретных частот, как зондирующего излучения нового типа, применимого как к векторному анализу оптоволоконных устройств и систем, так и к контролю датчиков в оптоволоконных сенсорных системах. Дано теоретическое обоснование метрологических, технико-экономических и функциональных преимуществ использования предложенного инструмента.

Целью работы является проектирование системы измерения мгновенной частоты
(СИМЧ), реализующих измерительное преобразование «частота-амплитуда», для оборонных приложений и телекоммуникационных сетей связи поколения 5G и выше с минимизированной структурой и простым управлением, которая позволит достичь результатов, лучших или близких, получаемых в аналогичных системах с использованием комплексных двухпортовых, сдвоенных, поляризационных модуляторов Маха-Цендера (ММЦ) и других более сложных модуляторов. Указанные модуляторы стали недоступны в условиях санкционного давления или высокой цены поставщиков. Разрабатываемые в данной статье СИМЧ содержат в минимальной структуре одночастотный лазер, однопортовый ММЦ и фотодетектор, а обеспечение работы системы впервые, на наш взгляд, основано на спектральном или поляризационном преобразовании амплитудно-модулированного излучения с составляющими измеряемой частоты в скалярном и векторном брэгговском частотном дискриминаторе. Оценки и контрольные эксперименты показывают возможность достижения в минимизированной структуре разработанных
СИМЧ погрешности измерений ±0,01 ГГц, что на порядок лучше, чем у большинства известных СИМЧ существенно более сложной конфигурации с исключением перекрестных искажений в каналах при их поляризационном разделении.