高速相干光通信系统中的调制与解调技术研究

发布时间：2020-12-31 13:48

　　相干光通信系统可以充分利用光载波的幅度、相位、偏振状态、时间和频率等多个维度进行信号调制。近年来,基于数字信号处理的数字相干光通信技术以其调制方式灵活可控,接收机算法可有效消除多种信道损伤,可提供不同速率、频谱效率和功率效率调制信号等优势在大容量长距离光纤传输、光通信网络、超长跨段无中继传输和长距离空间光通信中得到广泛的应用。论文围绕高速相干光通信系统的调制、解调方式和数字信号处理算法开展了理论和实验研究。论文的主要内容和创新点如下:1.开展了调制空间中多种不同维度调制格式的理论研究,推导了OOK、BPSK、DPSK、QPSK、PPM、FSK、QAM、PS-QPSK、PM-QPSK和mPPM-QPSK等多种调制格式的理论误码率计算公式,对比分析了其功率效率和频谱效率。2.研究了面向大容量长距离传输的16QAM相干光通信系统,建立了数值仿真平台,并分析了 16QAM信号的性能影响因素。建立了28GBaud双载波PM-16QAM调制信号的发送和数字相干接收实验平台,实现了传输速率448Gbit/s无误码通信。3.实现了相干QPSK和16QAM调制的数字信号处理算法,包括正交不平衡补偿、时钟... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

绪论内容概述

了适应和满足网络需求的变化，光通信系统自发展之初便被广厚望。回顾光通信发展历史，“光纤之父”高锟教授提出石英制体，正式开启了光纤通信的高速发展。随着半导体激光器和光电升，以及光纤损耗的降低，终于在２０世纪８０年代光纤通信得到逐渐取代电缆通信，这得益于其巨大的带宽和较低的损耗。２０，掺辑光纤放大器（ＥＤＦＡ，?Ｅｒｂｉｕｍ－Ｄｏｐｅｄ?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｆｉｂｅｒ?Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）技术（ＤＷＤＭ，?Ｄｅｎｓｅ?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｖｉｓｉｏｎ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）和数字ＤＳＰ，?Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｓｉｇｎａｌ?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）陆续被应用于光纤通信系统，使一段时间内保持了超摩尔定律的增长速度。目前，光纤通信己经骨干网络、城域网络以及接入网中，是当代通信网络的重要基而，随着骨千网业务流量压力日益增大，曾经被视为无限容景的有饱和的一天成为科研工作者考虑的问题。进入２０１０年后，４０Ｇ系统的标准化陆续落地［２］，快速增长的的业务需求有了新标准的１丨年，基于１００Ｇ实时偏振复用正交相移键控（ＰＭ－ＱＰＳＫ，?Ｐｏ．

?图１?－３数字相干光通信系统简易结构模型??如图１－３所示，描述了数字相千光通信系统的简易结构，该结构模型主要由??调制发送端、光纤链路和数字相干接收机三部分组成。在调制发送端中，电信号??通过各类电光调制器将幅度、相位、频率等不同信息加载到信号上，在部分系统??中还会对电信号做预处理或对光信号进行整型处理。在光纤链路部分，主要由传??输光纤和放大设备组成，常见的组合一般为Ｃ波段单模光纤和ＥＤＦＡ，在部分系??统中也会选择多模／多芯光纤或者利用拉曼放大器实现线上放大的作用。接收端??由相干接收机和数字信号处理模块组成，接收到的信号光与本地振荡器产生的本??振光都输入到９０度光混频器中进行混频，再经过平衡探测器完成光电转换，最??终在数字信号处理模块中完成信号的补偿和恢复，数字信号处理主要包括时钟恢??复、频偏补偿、载波恢复和判决等多个步骤。??１．２．３相干光通信系统的特点和应用??首先


本文编号：2949715