直接檢測光通信系統(tǒng)因成本低、復(fù)雜度低等優(yōu)勢成為短距離傳輸?shù)氖走x光互聯(lián)系統(tǒng),在城域數(shù)據(jù)中心內(nèi)部通信以及近距離的數(shù)據(jù)中心之間的通信起到了很大的作用。本論文主要從單偏振系統(tǒng)和雙偏振系統(tǒng)對直接檢測光互聯(lián)系統(tǒng)進行研究。Kramers-Kronig（KK）接收機是直接檢測系統(tǒng)中恢復(fù)信號場最常用的方案,它避免了信號拍頻干擾,無需載波和信號間的頻率間隔。本文在單偏振直接檢測系統(tǒng)中的研究圍繞KK接收機的算法以及系統(tǒng)方案的選擇開展如下工作:（1）針對KK算法需要上采樣的問題,提出了一種無需上采樣的改進KK算法,分析了改進算法的誤差,并且和已有算法進行了理論對比,我們的算法更加接近傳統(tǒng)KK算法的性能。在單邊帶直接檢測系統(tǒng)中實驗驗證了改進的KK算法,測試了不同發(fā)射功率和不同傳輸距離下的傳統(tǒng)KK算法和展開到一、二、三階的改進算法的性能。發(fā)現(xiàn)傳輸距離大于640km時,展開到二階的算法已經(jīng)可以和傳統(tǒng)KK算法媲美。（2）針對使用KK接收機的直接檢測系統(tǒng)色散方案選擇問題,用實驗和仿真比較了色散發(fā)送端和接收端補償方案的性能。結(jié)果顯示色散發(fā)送端補償方案在不同載波信噪比下對色散有高魯棒性,而色散接收端補償方案性能更好。為進一... 

【文章來源】： 余文婧 電子科技大學(xué)

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光互聯(lián)直接檢測系統(tǒng)框圖

第一章緒論3選擇性衰落的抑制性作用和高頻譜效率受到推崇。對于SSB系統(tǒng)，最主要的影響因素是信號拍頻干擾（signal-to-signalbeatinginterference,SSBI），色散（chromaticdispersion,CD），非線性的影響。總的來說，現(xiàn)在有兩種方法消除SSBI，一是用線性濾波器（singlestagelinearizationfilter,SSLF），如圖1-2所示即為一階和二階線性濾波器，可以估計出SSBI的值并且消除[4]。二是非線性均衡器比如Volterra濾波器[5,6]。但是SSLF會引入高階的SSBI項對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，Volterra濾波器可以消除SSBI和光纖非線性，但是運算復(fù)雜度很高[7]。Kramers-Kronig（KK）算法直接通過信號的能量和相位之間滿足希爾伯特變換來求得其相位，這里需要注意信號必須滿足最小相位信號條件[8]。所以KK接收機可以不需要載波和信號間的間隔就能很好消除SSBI[4]。(a)(b)圖1-2消除SSBI均衡器結(jié)構(gòu)。(a)一階線性濾波器；(b)二階線性濾波器KK接收機一提出就被大家廣泛使用：文獻[9]利用Kramers-Kronig方法在20km的SSMF上實驗了20Gbaud256QAM系統(tǒng)，這是第一次在單邊帶直接檢測KK接收機系統(tǒng)中實現(xiàn)256QAM格式。文獻[10]提出了一種采用KK接收機的概率整形正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)并且用140Gb/s256-QAM信號在25km標準單模光纖上成功傳輸。為了增大SSB系統(tǒng)的頻譜利用率，在傳統(tǒng)單邊帶系統(tǒng)的基礎(chǔ)上把未利用的另外一邊頻譜也發(fā)送一個獨立的單邊帶信號，在鏈路接收端加上光濾波器濾出兩個邊帶信號分別恢復(fù)，稱作Twin-SSB[11]。文獻[12]中提出了一種基于KK接收機的Twin-SSB系統(tǒng)，并在1550nm的光載波系統(tǒng)中，用40GSa/s的DACs在80kmSSMF上實現(xiàn)了凈比特率為88.3Gbit/s的傳輸，誤碼率閾值為3.8e-3。雖然KK接收機被認為是消除SSBI恢復(fù)信號場最好的方法，但是KK接收機直接檢測

第一章緒論5號場只需要恢復(fù)斯托克斯分量和。該系統(tǒng)的缺點主要有：該系統(tǒng)不能抵抗色散引起的頻率選擇性功率衰弱問題；該系統(tǒng)只用到了兩個偏振的強度信息，造成了信息冗余；Stokes接收機含有一個混頻器、六個光電探測器，成本較高[19]。(a)(b)圖1-3PDM-SC-DD系統(tǒng)框圖。(a)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接收端DSP處理；(b)訓(xùn)練序列WilliamShieh教授組提出了PDM-SC-DD的傳輸系統(tǒng)方案[20],如圖1-3。在發(fā)射端部分，兩路正交的偏振光一路攜帶的是光載波，另一路是IQ調(diào)制器調(diào)制出來的信號。這種特殊結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可以用如圖1-3(b)所示的訓(xùn)練序列去完成解偏振[21]。信號和載波的值取的很特殊，例如圖1-3(b)第一個時隙，信號和載波取值為(0,1)，計算出Stokes域矢量為(-1,0,0)，由式（1-1）所示的偏振旋轉(zhuǎn)公式可以看出接收端得到的第一個時隙對應(yīng)的值即為偏振旋轉(zhuǎn)矩陣的系數(shù)，，。同理就可以直接得到偏振旋轉(zhuǎn)矩陣解偏振復(fù)用。后來他們又針對這種系統(tǒng)提出API（AnalogPolarizationIdentification,API）和MIMO解偏振方法[22]。(1-1)但是上面的系統(tǒng)不能算作嚴格意義上的雙偏振系統(tǒng)，因為只有一個偏振態(tài)上傳播了信號，浪費了一定資源。在[23]中WilliamShieh課題組將信號加載到了兩個偏振態(tài)上實現(xiàn)了偏振復(fù)用系統(tǒng)。為了進一步提高頻譜利用率，他們在[24]提出了3Dimensions（3D）雙偏振系統(tǒng)，并且通過32Gbaud概率整形64QAM在260km光纖上用C波段傳輸進行了驗證。0S1S13S~S13S~S￠￠11s21s31s111221313100SsSssSé￠ùé′′ùé-ùêúêúêúê￠ú=′′êúêúêúê￠úê′′úêú

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Performance comparison among three different Stokes vector direct-detection receivers[J]. 申曉杰,霍佳皓,周嫻,鐘康平,苑金輝,涂佳靜,隆克平,余長源,劉伯濤,呂超.  Chinese Optics Letters. 2018(10)
[2]偏振復(fù)用直接檢測短距離光纖傳輸系統(tǒng)[J]. 周嫻,霍佳皓,鐘康平,隆克平,呂超.  北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2017(02)

碩士論文
[1]Stokes空間中的偏振解復(fù)用技術(shù)研究[D]. 周馨雨.西南交通大學(xué) 2016



本文編號：2993870