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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

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8 李e

本文编号:486933


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