本文關(guān)鍵詞：高速大容量數(shù)字相干光傳輸關(guān)鍵技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 相干光傳輸 數(shù)學(xué)信號(hào)處理 多輸入多輸出均衡 最大似然檢測 先進(jìn)調(diào)制碼型 奈奎斯特波分復(fù)用 模分復(fù)用 色散估計(jì)

【摘要】：隨著交互式游戲、高清點(diǎn)播電視、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育等高帶寬網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的日益普及,人們對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量提出了更高的要求。數(shù)字相干光傳輸,采用相干檢測及數(shù)字信號(hào)處理,一方面使得高階調(diào)制格式及多維復(fù)用技術(shù)在單模光纖傳輸中的應(yīng)用成為可能,極大地提升了系統(tǒng)的頻譜效率及單纖傳輸容量；另一方面也為光纖鏈路中色散、偏振模色散、非線性效應(yīng)等傳輸損傷的靈活補(bǔ)償提供了新的選擇,保證了高速光傳輸信號(hào)的傳輸質(zhì)量。因此,數(shù)字相干光傳輸技術(shù)成為下一代高速大容量光纖傳輸系統(tǒng)的必然選擇。本文圍繞高速大容量數(shù)字相干光傳輸,針對(duì)先進(jìn)調(diào)制碼型、多維復(fù)用及數(shù)字相干檢測等關(guān)鍵技術(shù)展開了深入的研究,主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新性研究成果如下： (1)提出了一種基于CMA-MIMO均衡的Nyquist-WDM傳輸技術(shù),解決了傳統(tǒng)LMS-MIMO均衡法應(yīng)用于Nyquist-WDM傳輸系統(tǒng)中對(duì)相位噪聲敏感的問題。研究結(jié)果證明,CMA-MIMO均衡算法支持線寬20MHz以上的光頻梳光源在Nyquist-WDM數(shù)字相干光傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。同時(shí),MIMO均衡技術(shù)能有效地消除Nyquist-WDM系統(tǒng)中相鄰信道頻譜重疊引起的信道間干擾(ICI)。因此,仿真中對(duì)3x224Gbps DP-QPSK Nyquist-WDM信號(hào),采用CMA-MIMO均衡算法能獲取4.48bit/s/Hz的頻譜效率而不引起信號(hào)傳輸質(zhì)量的明顯下降。Nyquist-WDM系統(tǒng)中16QAM信號(hào)相較于QPSK信號(hào)更容易受ICI及碼間干擾(ISI)影響,我們提出采用LMS-MIMO反饋均衡技術(shù),進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了3×160Gbps雙載波DP-16QAM Nyquist-WDM信號(hào)在640km單模光纖中的傳輸,獲得了6.4bit/s/Hz的頻譜效率。 (2)研究了基于最大似然序列檢測的Nyquist-WDM傳輸技術(shù),通過對(duì)基于歸零(RZ)、載波抑制歸零(CSRZ)和非歸零(NRZ)脈沖調(diào)制的Nyquist-WDM信號(hào)進(jìn)行傳輸性能分析,證明了在Nyquist-WDM傳輸系統(tǒng)中,通過在最大似然檢測之前引入雙二進(jìn)制(duobinary)響應(yīng)數(shù)字濾波器,能有效地抑制相鄰信道頻譜重疊引起的ICI影響以及降低最大似然檢測的運(yùn)算復(fù)雜度。仿真結(jié)果還表明,在背靠背的情況下,無論采用NRZ、CSRZ還是RZ脈沖調(diào)制,Nyquist-WDM信號(hào)傳輸?shù)男阅芏蓟鞠嗨?而在長距離單模光纖鏈路的情況下,RZ和CSRZ脈沖調(diào)制具有更好的抗非線性效應(yīng)能力,傳輸后信號(hào)Q質(zhì)量因子更高。 (3)基于一種具有大模式差分群延時(shí)的新型少模光纖,提出一種級(jí)聯(lián)MIMO延時(shí)均衡方法,有效地消除模分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中模分復(fù)用器和解復(fù)用器的耦合串?dāng)_。采用制備的少模光纖,對(duì)傳輸速率為80Gbps的QPSK兩模復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行仿真,結(jié)果證明,相比于普通MIMO均衡,級(jí)聯(lián)MIMO延時(shí)均衡能獲得1.7dB的Q質(zhì)量因子提升。因此采用級(jí)聯(lián)MIMO延時(shí)均衡技術(shù)能有效地消除基于少模光纖的模分復(fù)用信號(hào)間串?dāng)_。 (4)提出了一種快速盲色散估計(jì)的方法,在數(shù)字相干接收機(jī)中通過對(duì)相干檢測后的信號(hào)做數(shù)字頻譜疊加,能對(duì)長距離光纖鏈路的累積色散值進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地估計(jì)。理論研究證明該色散估計(jì)方法既能有效地兼容于RZ/CSRZ/NRZ脈沖調(diào)制的DP-QPSK及DP-16QAM信號(hào),也能兼容于采用升余弦濾波器濾波的Nyquist-WDM傳輸信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明只需4096個(gè)采樣點(diǎn),就能在數(shù)字相干接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)7×112Gbps DP-QPSK信號(hào)在0-105ps/nm范圍內(nèi)的累積色散的估計(jì),由于色散估計(jì)誤差值引起的殘留色散能通過低復(fù)雜度的數(shù)字偏振解復(fù)用模塊進(jìn)行完全補(bǔ)償。
【關(guān)鍵詞】：相干光傳輸 數(shù)學(xué)信號(hào)處理 多輸入多輸出均衡 最大似然檢測 先進(jìn)調(diào)制碼型 奈奎斯特波分復(fù)用 模分復(fù)用 色散估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-23
• 1.1 研究背景及意義12-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-21
• 1.3 論文研究內(nèi)容及研究成果21-23
• 2 數(shù)字相干光傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)23-42
• 2.1 引言23
• 2.2 發(fā)射機(jī)23-25
• 2.3 光纖鏈路25-30
• 2.4 數(shù)字相干光接收機(jī)30-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 3 基于MIMO均衡的Nyquist-WDM傳輸技術(shù)42-64
• 3.1 引言42-43
• 3.2 Nyquist-WDM信號(hào)MIMO均衡原理43-48
• 3.3 DP-QPSK Nyquist-WDM系統(tǒng)研究48-54
• 3.4 DP-16QAM Nyquist-WDM系統(tǒng)研究54-62
• 3.5 本章小結(jié)62-64
• 4 基于最大似然序列檢測的Nyquist-WDM傳輸技術(shù)64-85
• 4.1 引言64-65
• 4.2 Nyquist-WDM傳輸系統(tǒng)中的最大似然檢測原理65-71
• 4.3 DP-QPSK Nyquist-WDM系統(tǒng)仿真平臺(tái)71-73
• 4.4 DP-QPSK Nyquist-WDM系統(tǒng)仿真分析73-82
• 4.5 本章小結(jié)82-85
• 5 基于少模光纖的模分復(fù)用傳輸技術(shù)85-96
• 5.1 引言85-86
• 5.2 基于少模光纖的模分復(fù)用傳輸系統(tǒng)模型86-87
• 5.3 新型少模光纖的設(shè)計(jì)與制備87-90
• 5.4 二次級(jí)聯(lián)MIMO均衡算法90-91
• 5.5 DP-QPSK多模復(fù)用傳輸性能仿真91-95
• 5.6 本章小結(jié)95-96
• 6 高精度快速盲色散估計(jì)技術(shù)96-119
• 6.1 引言96-98
• 6.2 基于頻譜疊加的色散估計(jì)方案98-105
• 6.3 色散估計(jì)仿真分析105-111
• 6.4 色散估計(jì)實(shí)驗(yàn)分析111-118
• 6.5 本章小結(jié)118-119
• 7 總結(jié)與展望119-122
• 7.1 論文工作總結(jié)119-120
• 7.2 未來工作展望120-122
• 致謝122-124
• 參考文獻(xiàn)124-136
• 附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄136-137
• 附錄2 縮略詞匯表137-139

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳楚;黃春暉;;改進(jìn)型相干光檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];激光與紅外;2008年06期

2 ;利用非線性光效應(yīng)發(fā)生相干光[J];壓電與聲光;1977年01期

3 ;泰克最新前沿相干光測試完整解決方案[J];電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2013年12期

4 蔣紅艷;何寧;;基于聲光效應(yīng)的相干光探測方法的研究[J];光電子技術(shù);2009年03期

5 吳亞民;李廣成;;100G相干光模塊設(shè)計(jì)[J];價(jià)值工程;2012年18期

6 李鐵;柯熙政;諶娟;寧偉剛;;相干光檢測系統(tǒng)中的偏振控制[J];紅外與激光工程;2012年11期

7 王安冬;劉嵐;胡榮;劉武;;16QAM相干光接收相位恢復(fù)算法的研究[J];光通信研究;2013年05期

8 孫程遠(yuǎn);相干光在嵌有隨機(jī)粉粒和麻坑表面上透射主光場的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用[J];光電子·激光;1995年01期

9 陳少華;黃春暉;;LabVIEW在零差相干光檢測系統(tǒng)的應(yīng)用[J];量子電子學(xué)報(bào);2009年03期

10 高曉萍;2.5Gbps相干光傳輸接收裝置[J];光機(jī)電世界;1994年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 薛道均;胡榮;黎Pr;;相干光多頻帶DFT-S OFDM在長距離光纖傳輸中的應(yīng)用研究[A];2012電力行業(yè)信息化年會(huì)優(yōu)秀論文專輯[C];2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 姚殊暢;高速大容量數(shù)字相干光傳輸關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 呂立冬;頻分復(fù)用相干光時(shí)域反射系統(tǒng)研究[D];南京大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 於濤;數(shù)字相干光接收機(jī)中色散估計(jì)算法的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 張日亮;2-6GHz寬帶微波信號(hào)相干光傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 馮勇;數(shù)字相干光檢測研究與應(yīng)用[D];清華大學(xué);2010年

4 閆成至;基于低相干光干涉的微波延時(shí)測量研究[D];清華大學(xué);2010年

5 張帥;基于導(dǎo)頻的相干光OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)研究[D];聊城大學(xué);2013年

6 陶勇;基于OFDM的相干光傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2014年

7 張斯堯;相干光OFDM系統(tǒng)中非線性損傷及其抑制方法研究[D];西南交通大學(xué);2013年

8 樊洋洋;高速相干光接收機(jī)關(guān)鍵算法的研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：906150