低成本高速IMDD PAM光纤传输系统实验研究

发布时间：2017-06-26 17:12

  本文关键词：低成本高速IMDD PAM光纤传输系统实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着云计算时代的来临和大数据的普及,大容亮高速率的数据中心逐渐成为新已代互联网服务的基础,迫切需要为而向数据中心的短距离高速光互联提供传输支持,因此,低成本、高速率的光纤传输系统成为人们关注的热点。考虑到成本、功耗和复杂性的问题,目前强度调制和直接检测(IM/DD)与高阶调制格式相结合是一种更实际的方法。然而,随着速率的提升以及传输距离的增加,光纤传输系统中很多问题成为制约光通信发展的瓶颈,比如器件带宽,光纤色散等问题。本文研究了基于PAM4信号的强度调制A接检测光纤传输系统,阐述了制约低成本IMDD系统发展的瓶颈,其中针对器件带宽不足和光纤色散引起的码间干扰问题,采用电子均衡技术以改善接收机的灵敏度。本论文完成的主要工作包括：1.搭建了基于PAM4信号的IMDD光纤传输系统仿真平台,对比研究了前馈滤波器(FFE)与最火似然序列均衡器(MLSE)抑制码间干扰的能力,仿真结果表明MLSE较FFE性能有1.2dB的提升。另外,提出了发射机带宽预补偿的方案改善带宽不足引起的ISI,仿真结果表明接收机灵敏度较未添加带宽预补偿提升0.3dB,而且接收机复杂度明显降低。2.搭建了基于PAM4信号的IMDD光纤传输系统实验平台,开展了背靠背以及光纤传输实验,对仿真结果进行了实验验证。并且着重讨论了强度调制偏置点的选择、系统带宽不足以及非线性的问题等,针对最大似然序列均衡器复杂性高的问题提出了FFE级联MLSE的方案,并对该方案的可行性进行了理论分析以及实验验证,实验结果表明该方案既可以降低系统复杂度,又可以保证系统性能,在满足误码率不高于2×10-3情况下,速率25Gbaud的PAM4信号在1310nm波段,最长传输光纤45kmm,在满足误码率不高于2×10广3情况下接收机灵敏度为-13.98dBm,对于1550nm波段传输光纤10km,接收机灵敏度为-10dBm。最后,对实验系统建立了Volterra理论模型。
【关键词】：光纤通信 强度调制直接检测 码间干扰 PAM4
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.11
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 研究背景14-16
• 1.2 研究意义以及国内外研究现状16-18
• 1.2.1 研究意义16-17
• 1.2.2 国内外研究现状17-18
• 1.3 本文的主要研究内容18-19
• 第二章 制约低成本IMDD系统发展的瓶颈以及解决方案19-34
• 2.1 光纤中的色散以及色散补偿技术19-23
• 2.1.1 光纤中的色散19-23
• 2.1.2 色散补偿技术23
• 2.2 数字基带信号传输与码间干扰23-25
• 2.3 电域均衡技术25-33
• 2.3.1 最大似然序列估计的基本原理26-28
• 2.3.2 维特比算法28-30
• 2.3.3 降低复杂度的维特比检测算法30
• 2.3.4 线性均衡器30-32
• 2.3.5 Volterra滤波器32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 电域均衡解决IMDD系统中ISI的软件仿真34-45
• 3.1 仿真原理框图与仿真环境配置34-36
• 3.1.1 仿真原理框图介绍34-35
• 3.1.2 仿真环境配置35-36
• 3.2 仿真结果与讨论36-44
• 3.2.1 FFE抽头性能37-39
• 3.2.2 最大似然序列均衡性能39-40
• 3.2.3 发射机带宽预补偿40-43
• 3.2.4 1550nm波段的仿真结果43-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第四章 IMDD光纤通信系统的实验研究45-66
• 4.1 实验原理框图及环境配置45-48
• 4.1.1 实验原理框图45-47
• 4.1.2 实验环境配置47-48
• 4.2 背靠背实验结果与讨论48-58
• 4.2.1 电吸收调制激光器的偏置点选择49-50
• 4.2.2 发射机带宽预补偿50-52
• 4.2.3 非线性补偿52
• 4.2.4 有无训练序列的讨论52-53
• 4.2.5 FFE与MLSE的级联53-56
• 4.2.6 背靠背实验结果56-58
• 4.3 光纤传输实验结果与讨论58-65
• 4.3.1 光纤传输实验@1310nm58-63
• 4.3.2 光纤传输实验@1550nm63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 本文总结66-67
• 5.2 未来的工作展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间取得的成果73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;650nm塑料光纤传输系统研制成功[J];工程塑料应用;2008年04期

2 ;“650nm塑料光纤传输系统”将带给我们一个怎样的网络[J];现代传输;2009年03期

3 ;650nm塑料光纤传输系统[J];现代传输;2012年03期

4 ;650nm塑料光纤传输系统[J];现代传输;2012年04期

5 ;650nm塑料光纤传输系统[J];现代传输;2013年04期

6 周高辉;用于系统控制的双向光纤传输系统[J];激光通信;1983年01期

7 D.A.Frisch ,L.Bickers ,L.C.Blank ,S.D.Walker ,R.A.Garnham ,J.M.Boggis ,程泰平;海底应用、高容量1.3μm无中继光纤传输系统试验[J];半导体光电;1985年01期

8 王廷尧;;光纤传输系统常用缩写词汇[J];计算机与网络;1986年01期

9 周顺钦;数字光纤传输系统的简捷设计方法[J];电子学报;1988年05期

10 罗杰;;光纤传输系统的设计考虑[J];光纤与电缆及其应用技术;1988年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 徐以国;高成;李炎新;周璧华;;一种宽带光纤传输系统的设计[A];第二十届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2010年

2 于娟;叶家骏;;微波副载波光纤传输系统及其应用[A];2002海峡两岸三地无线科技研讨会论文集[C];2002年

3 李云鹏;田书林;;一种链型超高速视频光纤传输系统的设计[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（一）[C];2009年

4 徐蓉艳;缪德俊;;“650nm塑料光纤传输系统”研究与开发[A];中国通信学会2006年光缆学术年会论文集[C];2006年

5 杨铸;杨名;丁勇;;16×10Gb/s SDH WDM系统及400km G.652光纤传输实验[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

6 唐义兵;徐国萍;董天临;;微波信号光纤传输的实验研究[A];1993年全国微波会议论文集（下册）[C];1993年

7 梁佳沂;;80Gbits/s WDM高速光纤传输系统(英文)[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年

8 李e

本文编号：486933