通过高速多层信号和直接调制的量子级联激光器推进LWIR FSO通信

科学领域:

• 光学通信是指光学通信.
• 红外技术 红外技术
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 自由空间光学 (FSO) 通信提供了高带宽潜力.
• 长波红外 (LWIR) 频谱为FSO提供了机会,因为它具有大气传输特性.
• 多层信号系统对于提高光通信系统的频谱效率至关重要.

研究的目的:

• 调查使用多层信号实现高光谱效率的LWIR FSO传输的可行性.
• 描述使用直接调制量子级联激光器 (DM-QCL) 和甲 (MCT) 探测器的系统的性能.
• 通过调制格式选择和数字等分来优化比特率和光谱效率.

主要方法:

• 使用DM-QCL和MCT探测器的小信号分析进行系统表征.
• 采用非回归到零的开关键 (NRZ-OOK),4级脉冲振幅调制 (PAM4) 和6级PAM (PAM6) 的大型信号表征.
• 应用处理前后均等,包括决策反均等 (DFE),以提高信号保真度.

主要成果:

• 在15°C使用PAM4实现的净比特率高达16.9 Gbps,在20°C使用PAM6实现的比特率高达16.4 Gbps.
• 在各种调制格式和温度下,在前置错误校正 (FEC) 极限以下的性能得到证明.
• 评估了DFE点击数对比特错误率 (BER) 性能的影响,突出了等级的作用.

结论:

• 使用DM-QCL和MCT探测器的LWIR FSO系统显示出下一代通信的竞争潜力.
• 多级信号与数字均等相结合,有效地提高了光谱效率和比特率.
• 研究的系统证明了在LWIR频谱中实现高性能FSO通信的可行方法.