DP-QPSK相干光通信系统关键技术研究

发布时间：2017-07-08 02:03

  本文关键词：DP-QPSK相干光通信系统关键技术研究

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【摘要】：近年来,随着高速互联网、大数据处理、物联网和高清网络电视等新技术和业务应用的高速发展,网络流量迅猛增长,使得人们对带宽的需求越来越大。如何进一步提升光通信系统传输容量和频谱效率再次成为了光通信的研究热点。基于高阶调制码型和数字信号处理技术的相干光通信系统,由于其光接收机灵敏度高、中继距离长、通信容量大以及在电域实现传输损伤补偿等优势,成为了下一代高速光通信系统的发展方向。本论文围绕基于双偏振正交相移键控调制(DP-QPSK)码型、相干检测和数字信号处理技术的相干光通信系统进行了深入的仿真和实验研究,主要研究工作和成果如下：仿真研究了单载波、DWDM和OTDM相干光通信系统性能。结果表明,在没有对非线性损伤补偿的情况下,单载波、DWDM和OTDM相干光通信系统误码率在FEC门限以下的最远传输距离分别为5200km、1500km和1800km,DWDM相干光通信系统受非线性效应影响最为严重。首次对光源线宽引起的载波相位噪声对OTDM相干光通信系统的影响进行了仿真研究。对比研究了不同光源线宽对单载波、DWDM和OTDM相干光通信系统误码率的影响,结果表明单载波和DWDM相干光通信系统要求光源线宽低于0.1 MHz,OTDM相干光通信系统要求光源线宽低于0.01MHz。研究了电域补偿信号传输损伤的DSP算法,包括频域滤波器方案补偿色度色散、基于恒模算法的动态均衡器补偿偏振模色散和四次方估计算法补偿频偏和相偏。然后通过Optisystem平台与Matlab联合仿真实现了算法功能,以更接近于硬件DSP的方式实时地对信号传输损伤进行补偿,并得到了很好的补偿效果。实验研究了DP-QPSK相干光通信系统,通过实验结果分析了DQPSK调制器工作在最佳偏置点的重要性和相位噪声对相干光通信系统的影响。
【关键词】：DP-QPSK 相干光通信系统 DSP
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 相干光通信系统发展及研究现状11-14
• 1.2 相干检测基本原理14-16
• 1.3 论文主要研究内容及结构安排16-17
• 2 高速光通信系统容量与频谱效率研究17-39
• 2.1 单载波相干光通信系统仿真17-22
• 2.2 DWDM相干光通信系统仿真22-26
• 2.3 OTDM相干光通信系统仿真26-31
• 2.4 相干光通信系统性能31-38
• 2.4.1 系统最远传输距离31-35
• 2.4.2 光源线宽对系统的影响35-38
• 2.5 本章小结38-39
• 3 相干光通信系统DSP处理39-55
• 3.1 引言39
• 3.2 相干光通信系统传输损伤39-45
• 3.2.1 色度色散39-40
• 3.2.2 偏振模色散40-42
• 3.2.3 非线性效应42-45
• 3.3 光相干接收机中DSP处理45-53
• 3.3.1 色散补偿45-48
• 3.3.2 偏振解复用48-51
• 3.3.3 载波相位估计51-53
• 3.4 本章小结53-55
• 4 DP-QPSK相干光通信系统实验研究55-71
• 4.1 DP-QPSK相干光通信系统组成55-62
• 4.1.1 窄线宽激光器55-56
• 4.1.2 DQPSK调制器56-59
• 4.1.3 光相干接收机59-62
• 4.2 相干光通信实验系统构建62-64
• 4.3 实验结果及分析64-70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 结论71-73
• 5.1 本文工作总结71-72
• 5.2 未来研究及展望72-73
• 参考文献73-76
• 作者简历76-78
• 学位论文数据集78

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本文编号：532602