WDM系統(tǒng)中偏振復(fù)用信號的均衡與頻譜整形技術(shù)的研究.pdf

1、為了滿足數(shù)據(jù)流量爆炸式的增長對通信系統(tǒng)的需求，現(xiàn)有的商用100G以太網(wǎng)逐漸地會被淘汰，400G以太網(wǎng)就是在這個背景下提出的下一代骨干網(wǎng)傳輸技術(shù)。目前正在商用的112Gbps偏振復(fù)用-正交相移鍵控(Polarization Division Multiplexing-Quadrature Phase Shift Keying，PDM-QPSK)傳輸系統(tǒng)結(jié)合了偏振復(fù)用以及高階調(diào)制技術(shù)，具有集成度高、頻譜資源利用率高等特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，本文在

2、研究400G組網(wǎng)技術(shù)時采用的是四載波4×112G的波分復(fù)用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)實(shí)現(xiàn)方案，此方案繼承了100G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。此外隨著傳輸速率的提高以及傳輸距離的增加，光信號中的色散以及非線性效應(yīng)將會逐漸累積，如果不采取相應(yīng)的信號補(bǔ)償技術(shù)，將會大大限制光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量。
　　本文首先研究了光纖通信系統(tǒng)中的色散補(bǔ)償算法。為了補(bǔ)償光信號中的色散效應(yīng)，通常在接收端使用自適應(yīng)時域均衡

3、器的方法進(jìn)行補(bǔ)償。然而目前的數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，DSP)芯片處理能力無法處理高速率的400G信號，因此流水線結(jié)構(gòu)的均衡器在高速率光纖通信系統(tǒng)中被大量使用。但是與此同時也給自適應(yīng)均衡器帶來了時延，從而影響了均衡器的性能。為了研究反饋時延對自適應(yīng)時域均衡器的影響，本文提出了采用數(shù)理統(tǒng)計在理論上對均衡器的性能進(jìn)行分析的新方法。首先對均衡器的權(quán)值建立數(shù)學(xué)模型，然后得到均衡器抽頭系數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進(jìn)而對

4、均衡器的性能進(jìn)行分析。本文在此基礎(chǔ)上對常用的兩種自適應(yīng)時域均衡算法即最小均方誤差以及恒模算法分別進(jìn)行了分析與比較，研究內(nèi)容既包括在不同的反饋時延下各種均衡器的收斂速度的比較，還包括對均衡器穩(wěn)定性的分析。
　　另一方面，針對信道中的非線性效應(yīng)，本文提出了結(jié)合高速數(shù)模轉(zhuǎn)換(Digital-to-Analog Converter，DAC)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog-to-Digital Converter，ADC)技術(shù)研究頻譜整形技術(shù)對

5、光纖通信系統(tǒng)中非線性效應(yīng)容忍性的方法。本文使用時域有限脈沖響應(yīng)(Finite Impulse Response，F(xiàn)IR)濾波器的實(shí)現(xiàn)方式，研究并比較了Nyquist,根升余弦脈沖(Root Raised Cosine，RRC),根M型脈沖(Root M-Shaped Pulse，RMP)以及多項(xiàng)式脈沖(Root Polynomial Pulse，RPP)四種不同的頻譜整形技術(shù)在統(tǒng)一的400G光纖傳輸系統(tǒng)中對非線性效應(yīng)的容忍性。最后從DA