面向數(shù)據(jù)中心短距光互連傳輸?shù)膹?qiáng)度調(diào)制與直接檢測（intensity modulation and direct detection, IM-DD）技術(shù),在光纖低損耗窗口C波段傳輸時(shí),色散效應(yīng)將引入嚴(yán)重的頻率選擇性功率衰退問題。從IM-DD系統(tǒng)色散損傷理論分析入手,闡述了利用單邊帶（single side band, SSB）調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高色散魯棒性傳輸?shù)臋C(jī)理,并對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了討論與綜述,包括4種SSB信號(hào)的生成方式、2類信號(hào)調(diào)制格式和2種提取SSB信號(hào)線性映射項(xiàng)的數(shù)字信號(hào)處理（digital signal processing, DSP）算法。通過搭建SSB系統(tǒng)仿真分析平臺(tái),對(duì)信號(hào)生成方式、調(diào)制格式、DSP算法進(jìn)行了對(duì)比與評(píng)價(jià)。通過對(duì)SSB調(diào)制光互連傳輸系統(tǒng)的理論與技術(shù)研究分析、關(guān)鍵參數(shù)討論,將為實(shí)際高色散魯棒性短距光互連系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和評(píng)估提供指導(dǎo)。 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,32(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

IM-DD系統(tǒng)構(gòu)示意圖

可見此時(shí),光域信道損傷信息并非線性映射到電域,IM-DD信道頻域響應(yīng)包絡(luò)為余弦函數(shù)。圖2給出了第1個(gè)深度衰落頻率點(diǎn)隨傳輸距離L變化的曲線,其中的插圖為由(3)式計(jì)算得到的信道傳遞函數(shù)隨頻率 f(f= ω 2π ) 與傳輸距離L變化的3維曲線圖。對(duì)低成本的IM-DD光傳輸系統(tǒng),C波段的色散會(huì)引入嚴(yán)重的頻率選擇性功率衰退損傷。在經(jīng)過80 km標(biāo)準(zhǔn)單模光纖C波段傳輸后,功率衰落信道可用帶寬僅7 GHz左右,色散受限問題成為了新一代光模塊實(shí)現(xiàn)目標(biāo)速率與覆蓋距離的主要瓶頸。2 基于SSB調(diào)制的光互連系統(tǒng)

(5)式中,r(t)=s(t)ej2πΔft?h(t)。由(5)式可知,第1項(xiàng)是直流項(xiàng),可以很容易地濾除;第2項(xiàng)為信號(hào)的準(zhǔn)線性映射項(xiàng),需要進(jìn)一步被恢復(fù);第3項(xiàng)為二階非線性SSBI項(xiàng)。這里,Δf決定了SSBI與信號(hào)頻譜是否存在交疊。假定基帶信號(hào)s(t)的頻譜是[-B/2,B/2],當(dāng)Δf=1.5B時(shí),在頻譜[-B,B] 形成一個(gè)保護(hù)間隔,使得SSBI完全落到保護(hù)間隔內(nèi),此時(shí)信號(hào)和SSBI的頻譜沒有交疊,則不受SSBI的影響,如圖3a。由于該方案會(huì)犧牲一半有效帶寬,將進(jìn)一步激化速率提升與器件成本之間的矛盾。因此,研究者們更偏向于采用無保護(hù)間隔的SSB調(diào)制方式,以提高光電器件帶寬的利用率,如圖3b。然而,SSB調(diào)制方式所需要的線性映射信號(hào)項(xiàng)將與二階非線性SSBI干擾項(xiàng)混疊在一起,引入了基于頻譜重疊的SSBI消除問題,由(5)式可知,SSBI對(duì)線性信號(hào)項(xiàng)的干擾強(qiáng)弱還與載波A的大小直接相關(guān)。因此,載波與信號(hào)功率比(carrier-to-signal power ratio, CSPR)成為了SSB系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)參數(shù),對(duì)于CSPR的控制與信號(hào)產(chǎn)生方式相關(guān),而系統(tǒng)對(duì)CSPR的需求又與信號(hào)調(diào)制格式、SSBI消除算法密切相關(guān)。下面,本文將從信號(hào)生成方式、信號(hào)調(diào)制格式、信號(hào)處理算法3個(gè)方面進(jìn)行分析與介紹。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]數(shù)據(jù)中心光通信技術(shù)[J]. 謝崇進(jìn).  電信科學(xué). 2016(05)



本文編號(hào)：3454163