超100G光傳輸高級(jí)調(diào)制解調(diào)和概率星座整形技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-28 14:56
隨著5G網(wǎng)絡(luò)即將大規(guī)模商用的大背景下,互聯(lián)網(wǎng)流量將持續(xù)爆增,采用強(qiáng)度調(diào)制、直接檢測(cè)的光通信系統(tǒng)已經(jīng)不堪負(fù)荷,與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合的高階調(diào)制格式成為新的發(fā)展方向。這一方案能夠大幅提升頻譜效率和傳輸距離,從而能夠滿足日益增長(zhǎng)的流量需求。在實(shí)際功率受限的通信系統(tǒng)中,概率星座整形技術(shù)可以在不影響編碼調(diào)制性能和不擴(kuò)展頻譜占用率的前提下,提升系統(tǒng)容量、優(yōu)化傳輸信號(hào)對(duì)非線性效應(yīng)的容忍度,進(jìn)一步提升接收端的誤碼性能,降低對(duì)光信噪比(OSNR)容限要求,增大信號(hào)傳輸距離。在此基礎(chǔ)上,本文圍繞超100G高級(jí)調(diào)制解調(diào)技術(shù)、高速光通信中的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和高階正交幅度調(diào)制(QAM)調(diào)制中的概率星座整形技術(shù)展開理論和實(shí)驗(yàn)研究,主要研究工作及成果如下:(1)研究了高級(jí)調(diào)制解調(diào)的基本原理,就正交幅度調(diào)制等高階調(diào)制的調(diào)制解調(diào)原理展開分析,并深度剖析了光相干探測(cè)的原理和光相干接收機(jī)的工作機(jī)制。針對(duì)400Gbit/s光傳輸系統(tǒng)的調(diào)制方案,對(duì)基于Nyquist WDM系統(tǒng)的四載波PM-QPSK、雙載波PM-QPSK、雙載波PM-16QAM和單載波PM-16QAM這四種400Gbit/s傳輸方案進(jìn)行技術(shù)對(duì)比研究,分析不同...
【文章來源】:武漢郵電科學(xué)研究院湖北省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
內(nèi)調(diào)制原理
2.1.2 相位調(diào)制格式調(diào)制與解調(diào) 1.DPSK 產(chǎn)生與解調(diào) 差分編碼作為相位調(diào)制的主要手段,其優(yōu)勢(shì)在于差分編碼通過前后兩碼元之間的多種相位差傳遞信號(hào),有效降低解調(diào)時(shí)的誤判概率。此外,在光通信系統(tǒng)中光信號(hào)的相位無時(shí)無刻不在變化,差分編碼恰好解決了相位偏移的困擾。 相位調(diào)制使用后向一比特延時(shí)異或的差分編碼,如式(2-14)所示,差分編碼結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-6(a)。 = ⊕ 1 (2-14)
武漢郵電科學(xué)研究院碩士學(xué)位論文18頻率啁啾,缺少可靠的驅(qū)動(dòng)電壓來滿足π相位偏移苛刻的穩(wěn)定性需求。(2)馬赫曾德爾調(diào)制器推挽模式:能夠固定輸出0和π相位的信號(hào),有助于接收機(jī)的門限判決,但是MZM的結(jié)構(gòu)比相位調(diào)制器更加復(fù)雜,還需要工作時(shí)偏置點(diǎn)保持恒定,而且在切換輸出相位時(shí)光強(qiáng)會(huì)通過Null點(diǎn),導(dǎo)致發(fā)射機(jī)輸出的光功率產(chǎn)生跳變,從而降低抗非線性效應(yīng)的能力。當(dāng)前的直接探測(cè)無法探測(cè)到光載波的相位信息,需要在光域同時(shí)完成解碼與解調(diào):(1)解碼:利用馬赫-曾德爾延遲干涉儀(Mach-ZehnderDelayInterferometer)完成前向一比特延遲異或的差分解碼。(2)解調(diào):利用相干接收機(jī)將信號(hào)光與本振光的相互干涉,完成相位信息到強(qiáng)度信息的轉(zhuǎn)換。此后光電二極管(Photo-Diode,PD)即可探測(cè)接收到光相位信息;趦蓚(gè)3dB耦合器構(gòu)成的馬赫-曾德爾延遲干涉儀,結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。上下兩臂之間有一段有助于DPSK解調(diào)的T延時(shí)。同時(shí)諧振峰可以通過調(diào)整上下臂之間的相位差來移動(dòng)。圖2-7馬赫-曾德爾延遲干涉儀結(jié)構(gòu)圖馬赫-曾德爾延遲干涉儀的傳輸矩陣如式(2-16)所示,[,1,2]=[√√1√1√][2(0)00Φ][√√1√1√][0](2-16)上式(2-16)中為3dB耦合器的耦合系數(shù)。馬赫-曾德爾延遲干涉儀有兩個(gè)輸出端口,相干相長(zhǎng)端與相干相消端,傳輸函數(shù)的頻譜圖如圖2-8所示。ΦTEinEout,1Eout,2
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]400 Gbit/s WDM傳輸技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程[J]. 李俊杰,楊玉森. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2018(06)
[2]400G技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用部署考慮[J]. 沈世奎,鄭波,王碩,趙春旭. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2018(04)
[3]一種基于恒模算法改進(jìn)的光相位均衡技術(shù)[J]. 關(guān)浩,朱耀麟. 光學(xué)與光電技術(shù). 2016(02)
[4]適用于BICM-ID系統(tǒng)的星座成形方法[J]. 李琪,周林,張博,白寶明. 通信學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]高速相干光通信中的多符號(hào)差分檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 李煒,金鑫,黨倩,汪文晉,廖偉,高冠軍. 光通信研究. 2015(03)
[6]相干光通信中基于QPSK調(diào)制的光鎖相環(huán)分析[J]. 呂曦光,王磊,徐東明,劉偉麗,馬靜芳. 長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(Z2)
碩士論文
[1]多模盲均衡算法的穩(wěn)態(tài)性能研究[D]. 馬麗萍.大連海事大學(xué) 2018
[2]索引調(diào)制OFDM系統(tǒng)鏈路自適應(yīng)技術(shù)研究與仿真[D]. 劉曉波.電子科技大學(xué) 2017
[3]高階調(diào)制光傳輸系統(tǒng)中多級(jí)編碼調(diào)制技術(shù)研究與設(shè)計(jì)[D]. 琚琛.北京郵電大學(xué) 2017
[4]QAM光信號(hào)相干檢測(cè)載波相位恢復(fù)的研究[D]. 富宇.北京交通大學(xué) 2015
本文編號(hào):3524632
【文章來源】:武漢郵電科學(xué)研究院湖北省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
內(nèi)調(diào)制原理
2.1.2 相位調(diào)制格式調(diào)制與解調(diào) 1.DPSK 產(chǎn)生與解調(diào) 差分編碼作為相位調(diào)制的主要手段,其優(yōu)勢(shì)在于差分編碼通過前后兩碼元之間的多種相位差傳遞信號(hào),有效降低解調(diào)時(shí)的誤判概率。此外,在光通信系統(tǒng)中光信號(hào)的相位無時(shí)無刻不在變化,差分編碼恰好解決了相位偏移的困擾。 相位調(diào)制使用后向一比特延時(shí)異或的差分編碼,如式(2-14)所示,差分編碼結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-6(a)。 = ⊕ 1 (2-14)
武漢郵電科學(xué)研究院碩士學(xué)位論文18頻率啁啾,缺少可靠的驅(qū)動(dòng)電壓來滿足π相位偏移苛刻的穩(wěn)定性需求。(2)馬赫曾德爾調(diào)制器推挽模式:能夠固定輸出0和π相位的信號(hào),有助于接收機(jī)的門限判決,但是MZM的結(jié)構(gòu)比相位調(diào)制器更加復(fù)雜,還需要工作時(shí)偏置點(diǎn)保持恒定,而且在切換輸出相位時(shí)光強(qiáng)會(huì)通過Null點(diǎn),導(dǎo)致發(fā)射機(jī)輸出的光功率產(chǎn)生跳變,從而降低抗非線性效應(yīng)的能力。當(dāng)前的直接探測(cè)無法探測(cè)到光載波的相位信息,需要在光域同時(shí)完成解碼與解調(diào):(1)解碼:利用馬赫-曾德爾延遲干涉儀(Mach-ZehnderDelayInterferometer)完成前向一比特延遲異或的差分解碼。(2)解調(diào):利用相干接收機(jī)將信號(hào)光與本振光的相互干涉,完成相位信息到強(qiáng)度信息的轉(zhuǎn)換。此后光電二極管(Photo-Diode,PD)即可探測(cè)接收到光相位信息;趦蓚(gè)3dB耦合器構(gòu)成的馬赫-曾德爾延遲干涉儀,結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。上下兩臂之間有一段有助于DPSK解調(diào)的T延時(shí)。同時(shí)諧振峰可以通過調(diào)整上下臂之間的相位差來移動(dòng)。圖2-7馬赫-曾德爾延遲干涉儀結(jié)構(gòu)圖馬赫-曾德爾延遲干涉儀的傳輸矩陣如式(2-16)所示,[,1,2]=[√√1√1√][2(0)00Φ][√√1√1√][0](2-16)上式(2-16)中為3dB耦合器的耦合系數(shù)。馬赫-曾德爾延遲干涉儀有兩個(gè)輸出端口,相干相長(zhǎng)端與相干相消端,傳輸函數(shù)的頻譜圖如圖2-8所示。ΦTEinEout,1Eout,2
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]400 Gbit/s WDM傳輸技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程[J]. 李俊杰,楊玉森. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2018(06)
[2]400G技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用部署考慮[J]. 沈世奎,鄭波,王碩,趙春旭. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2018(04)
[3]一種基于恒模算法改進(jìn)的光相位均衡技術(shù)[J]. 關(guān)浩,朱耀麟. 光學(xué)與光電技術(shù). 2016(02)
[4]適用于BICM-ID系統(tǒng)的星座成形方法[J]. 李琪,周林,張博,白寶明. 通信學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]高速相干光通信中的多符號(hào)差分檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 李煒,金鑫,黨倩,汪文晉,廖偉,高冠軍. 光通信研究. 2015(03)
[6]相干光通信中基于QPSK調(diào)制的光鎖相環(huán)分析[J]. 呂曦光,王磊,徐東明,劉偉麗,馬靜芳. 長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(Z2)
碩士論文
[1]多模盲均衡算法的穩(wěn)態(tài)性能研究[D]. 馬麗萍.大連海事大學(xué) 2018
[2]索引調(diào)制OFDM系統(tǒng)鏈路自適應(yīng)技術(shù)研究與仿真[D]. 劉曉波.電子科技大學(xué) 2017
[3]高階調(diào)制光傳輸系統(tǒng)中多級(jí)編碼調(diào)制技術(shù)研究與設(shè)計(jì)[D]. 琚琛.北京郵電大學(xué) 2017
[4]QAM光信號(hào)相干檢測(cè)載波相位恢復(fù)的研究[D]. 富宇.北京交通大學(xué) 2015
本文編號(hào):3524632
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