基于峰均值功率比的色散估计算法研究

发布时间：2021-08-13 13:43

　　针对下一代动态光网络,光纤长度可能根据链路需要随时变化,以及由于光纤老化造成色散参量变化等因素可能造成链路中的色散值在接收端很难提前预知,因此要求未来光网络节点中的接收端能够自适应地估计出色散值然后补偿信号。文章在光网络节点的数字相干接收机中提出了一种基于峰均值功率比的色散估计算法,并在224 Gbit/s偏振复用（PDM）-16正交振幅调制（QAM）和336 Gbit/s PDM-64QAM的多种长距离传输（400、800、1 200、1 600和2 000 km标准单模光纤（SSMF））系统中验证了其可行性及有效性。仿真结果表明,文章所提算法具有很好的色散估计精度,色散估计标准差低于100 ps/nm。该算法对偏振模色散（PDM）和偏振相关损耗（PDL）具有较强的容忍性,例如群速度时延（DGD）低于15 ps及PDL在7 dB以内时,算法都可实现很好的估计精度。同时该算法对非线性效应也具有较强的容忍性。 

【文章来源】：光通信研究. 2020,(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

相干光传输系统框图

本文所提方案的算法流程图如图1所示。下一代光网络节点的相干接收机接收两个偏振态信号,每个偏振态信号具有I和Q两个偏振分量,共4路模拟信号,然后通过模/数转换器得到4路数字信号。任意选择一个偏振态信号进行色散估计,将数字信号通过重采样得到二倍采样信号,然后通过快速傅里叶变换 (Fast Fourier Transform, FFT)变换到频域中。设置一个大步长色散表(设定大范围色散0～ 35 000 ps/nm),并以200 ps/nm为步长对数字信号进行补偿,其中色散补偿频域响应函数[5]为Η CD =exp( -jD λ 2 2πc ω 2 2 l ), ??? (1)

在不断循环扫描大步长色散表的过程中,通过检测PAPR值使其达到最小。图2所示为基于PAPR的链路累积色散监控过程图,由图可知,在整个色散值监控范围内PAPR值最小时,可获得链路对于色散的监控值。通过扫描大步长色散表,可获得链路累积色散的粗估计结果。然后以获得的粗估计累积色散值CD1为中心,以大步长200 ps/nm为范围建立一个小步长色散表(设定的范围为(CD1-200 ps/nm,CD1+200 ps/nm))。本方案的第2步是以20 ps/nm为步长扫描小步长色散表,然后通过信号的其中一个分量计算PAPR值。如果在小步长色散表中补偿的色散获得PAPR最小值,则认为获得了最精确的色散补偿值。本文提出的色散补偿算法可以估计超大范围的累积色散且能够实现精确的估计。2 系统设置以及实验结果

【参考文献】：
博士论文
[1]数字信号处理算法在相干光通信系统中的应用研究[D]. 王大伟.浙江大学 2013



本文编号：3340534