短距离光纤传输系统中的信号检测与处理关键技术研究
发布时间：2021-06-03 21:16
近些年来,通信网络的作用从单纯的传递信息逐渐融入了内容型,个性化服务。在此趋势下,数据中心将会迎来大规模发展,用户侧各类终端设备的接入带宽需求也会不断增长。光纤通信作为整个通信网络的基础,也将面临着新的挑战。一方面,数据中心的大规模建设需要可靠的高速光互连技术作为支撑;另一方面,在移动承载网接入系统和固网接入系统中,大量终端的宽带接入也需要依托更先进的高速光传输技术。以上两种应用场景传输距离不长,均属于短距离光传输的范畴。可见,高速短距离光传输技术的成熟发展,对新一代通信网络的建设是十分关键的。本文围绕短距离光纤传输系统中信号检测和处理的关键技术进行了深入的研究。主要内容和创新点如下:论文首先开展了高速IM-DD光传输系统中信号损伤补偿的算法研究。理论分析表明,影响高速信号传输性能的限制因素在于系统的带宽和严重的非线性损伤。本文提出了三种先进的均衡算法:（1）部分响应信号能够压缩信号频谱,提高对带限效应的容忍度。本文提出了编码型MSLE均衡算法,用于部分响应信号的解调,来解决传统MLSE引发的差错传播问题,降低误码率。实验结果表明,基于C波段直调直检的传输系统,100 Gbps PAM...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
用户接入速率变化趋势[10]
云管端架Fig.1-2Conceptof“cloud
上海交通大学博士学位论文第一章绪论第7页但是器件的带宽有限，一旦信号所占带宽B高于器件带宽，信号会产生严重损伤。另一方面，在IM-DD系统中，光纤的色散效应会引起频响零点，当信道响应的主瓣带宽小于B时，也会产生严重损伤。因此，有必要研究如何用先进的信号处理算法来缓解信号的损伤。（2）WDM波分复用(wavelengthdivisionmultiplexing,WDM)技术可以通过引入波长维度来实现大容量传输[18,19]。不同的波长通过复用器(Mux)合为一路，在光纤信道中传输，然后在收端，再用解波分复用器分束，各自解调。如果光纤中的四波混频，拉曼等非线性效应影响较小，各个波长可以看做独立的信道。通过波分复用来扩容的方案并不鲜见，例如，ITU-T的下一代无源光网络(Nextgenerationpassiveopticalnetwork,NG-PON2)中就提出了堆叠四路速率为10Gb/s的信号来实现40Gb/s的总速率[20-23]。再比如，如图1-4所示，400GE光模块也用到了波分复用[24]。但是WDM本身并没有提高谱效率(spectralefficiency,SE)，并且单纯通过扩大波长数量来扩大传输容量会带来很多问题，例如波长资源越来越紧张，如果要缩小波长间隔，对激光器和Mux/De-Mux稳定性的要求也更加严苛，低损耗的Mux/De-Mux也没有成熟。所以，利用WDM技术继续扩大容量的空间有限。图1-4基于粗波分复用的光模块结构图[23] Fig.1-4StructureofopticalmodulebasedonCWDM[23].（3）SDM:空分复用(spacedivisionmultiplexing,SDM)也是未来提升光纤传输容量的重要技术，有很大潜力，近年来得到了广泛研究[25-29]。SDM的复用和解复用分别通过扇入和扇出器件来实现。一根光纤中的不同芯作为并行的信道，在光缆弯曲不严重时，各个芯之间的串话功率比较校图1-5给出了2016年OFC会议上报道的一
【参考文献】：
博士论文
[1]高速直调直检光接入网关键技术研究[D]. 张阔.上海交通大学 2018
[2]时分波分复用无源光网络关键技术研究[D]. 李正璇.上海交通大学 2016
本文编号：3211267
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
用户接入速率变化趋势[10]
云管端架Fig.1-2Conceptof“cloud
上海交通大学博士学位论文第一章绪论第7页但是器件的带宽有限，一旦信号所占带宽B高于器件带宽，信号会产生严重损伤。另一方面，在IM-DD系统中，光纤的色散效应会引起频响零点，当信道响应的主瓣带宽小于B时，也会产生严重损伤。因此，有必要研究如何用先进的信号处理算法来缓解信号的损伤。（2）WDM波分复用(wavelengthdivisionmultiplexing,WDM)技术可以通过引入波长维度来实现大容量传输[18,19]。不同的波长通过复用器(Mux)合为一路，在光纤信道中传输，然后在收端，再用解波分复用器分束，各自解调。如果光纤中的四波混频，拉曼等非线性效应影响较小，各个波长可以看做独立的信道。通过波分复用来扩容的方案并不鲜见，例如，ITU-T的下一代无源光网络(Nextgenerationpassiveopticalnetwork,NG-PON2)中就提出了堆叠四路速率为10Gb/s的信号来实现40Gb/s的总速率[20-23]。再比如，如图1-4所示，400GE光模块也用到了波分复用[24]。但是WDM本身并没有提高谱效率(spectralefficiency,SE)，并且单纯通过扩大波长数量来扩大传输容量会带来很多问题，例如波长资源越来越紧张，如果要缩小波长间隔，对激光器和Mux/De-Mux稳定性的要求也更加严苛，低损耗的Mux/De-Mux也没有成熟。所以，利用WDM技术继续扩大容量的空间有限。图1-4基于粗波分复用的光模块结构图[23] Fig.1-4StructureofopticalmodulebasedonCWDM[23].（3）SDM:空分复用(spacedivisionmultiplexing,SDM)也是未来提升光纤传输容量的重要技术，有很大潜力，近年来得到了广泛研究[25-29]。SDM的复用和解复用分别通过扇入和扇出器件来实现。一根光纤中的不同芯作为并行的信道，在光缆弯曲不严重时，各个芯之间的串话功率比较校图1-5给出了2016年OFC会议上报道的一
【参考文献】：
博士论文
[1]高速直调直检光接入网关键技术研究[D]. 张阔.上海交通大学 2018
[2]时分波分复用无源光网络关键技术研究[D]. 李正璇.上海交通大学 2016
本文编号：3211267
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