【摘要】：隨著通信網絡的迅速發(fā)展,高速率、大容量、長距離已成為下一代光纖通信系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢,與此同時光網絡向著動態(tài)化、透明化方向發(fā)展。光性能監(jiān)測(OPM)技術作為保障光通信網絡可靠和穩(wěn)定運行的關鍵技術,其作用變得越來越重要。光信噪比(OSNR)、色度色散(CD)是OPM的重要參數(shù),同樣也是衡量光網絡質量的主要指標,所以實現(xiàn)光信號中OSNR和CD的準確有效監(jiān)測在光網絡的配置、優(yōu)化等方面具有十分重要的意義。本文圍繞基于正交相移鍵控(QPSK)調制格式的高速相干光通信系統(tǒng),結合數(shù)字信號處理(DSP)技術,對OSNR和CD監(jiān)測進行了深入研究,主要研究工作如下:(1)闡述了 OPM技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向,并從理論方面對相干光通信系統(tǒng)的調制格式、相干檢測技術、DSP及網絡損傷參數(shù)進行了詳細分析。(2)通過分析典型OSNR監(jiān)測技術的優(yōu)缺點,針對高速相干光通信系統(tǒng)的OSNR監(jiān)測采用高階統(tǒng)計矩的方法。首先理論推導了高階統(tǒng)計矩與OSNR的關系,并對數(shù)據(jù)處理部分做了修正。然后利用OptiSystem搭建112Gb/s的PM-QPSK光纖傳輸仿真系統(tǒng),對接收信號進行DSP處理。結果顯示在背靠背系統(tǒng)中對10～25dB范圍內的OSNR具有良好的監(jiān)測效果,且采用修正方法后OSNR監(jiān)測誤差不超過0.1dB。同時分析了剩余CD對該OSNR監(jiān)測方法的影響,結果表明在OSNR較小的情況下該監(jiān)測方法對剩余CD不敏感;但剩余CD值越大,OSNR的監(jiān)測誤差越大。(3)基于信號功率波形自相關函數(shù)的方法仿真實現(xiàn)了高速相干光通信系統(tǒng)的CD監(jiān)測。對56Gb/s單偏QPSK和112Gb/sPM-QPSK光纖通信系統(tǒng)的仿真結果表明該方法能夠適用于不同占空比的信號,對放大器自發(fā)輻射(ASE)噪聲不敏感,且對0～60ps—階偏振模色散具有很好的容忍性。
【圖文】：

光通信網絡在高速、動態(tài)、透明的發(fā)展趨勢下，傳統(tǒng)的強度調制／直接檢測逡逑（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ邋Ｄｉｒｅｃｔ邋Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，邋ＩＭＤＤ邋）己不能適應新型網絡業(yè)務發(fā)展需要，逡逑圖１－１所示為ＩＭＤＤ系統(tǒng)結構圖。所為了能夠滿足數(shù)據(jù)流量的增長所帶來的巨逡逑大的帶寬要求，如何實現(xiàn)更高傳輸速度、更長傳輸距離和更大傳輸容量的光纖通信逡逑系統(tǒng)成了當前光通信領域研巧的重點。繼ｌＯＧｂ／ｓ和４０Ｇｂ／ｓ之后，實現(xiàn)ｌＯＯＧｂ／ｓ及逡逑１＾＞１上的高速相干光通信已成為當前研究的熱點。逡逑Ｂ聲ｂａ：ｄ邐Ｏｐｔｉｃａｌ邋Ｆｉｂｅｒ逡逑口邋ｓ逡逑可—強度調制踞Ｉ￣＿ｕｊ—W，＊臣＾判決逡逑圖１－ｌＩＭＤＤ系統(tǒng)結構圖。ＴＩＡ：跨阻抗放大器逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＩＭＤＤ邋ｓｙｓｔｅｍ．邋ＴＩＡ：邋Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ邋ａｍｐｌｉｆｉｅｒ逡逑１．２相干光通信的發(fā)展及xO究現(xiàn)狀逡逑關于相干光通信的研究可Ｗ追溯到上世紀八千年代，由于相干檢測技術與直逡逑１逡逑

引言逡逑接探測技術相比可Ｗ大幅提升接收機噪聲靈敏度極限，，其曾一度成為當時光通信逡逑領域的研巧熱點。圖１－２所示為典型的相干光通信系統(tǒng)結構圖。然而，受限于當時逡逑的相關硬件如數(shù)字信號處理器（Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｓｉｇｎａｌ邋Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，邋ＤＳＰ）和高速模數(shù)轉換器逡逑（Ａｎａｌｏｇ化Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，邋ＡＤＣ）等的發(fā)展，使得其系統(tǒng)結構的復雜程度要比傳逡逑統(tǒng)的直接檢測光通信系統(tǒng)復雜得多。隨后，由于能夠解決長距離光纖損耗問題的慘逡逑巧光纖放大器（Ｅｒｂｉｕｍ－ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐＵｆｉｅｒ，ＥＤＦＡ）及在網絡傳輸容量和靈活性逡逑方面具有明顯優(yōu)勢的波分復用（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋Ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，邋ＷＤＭ）光通信系逡逑統(tǒng)飛速發(fā)展，為光纖通信做出了巨大的貢獻，使得相干光通信系統(tǒng)的發(fā)展暫時放緩逡逑了步伐。逡逑Ｂａｓｅｂａｎｄ．邋Ｆｉｂｅｒ邋Ｃｈａｎｎｅｌ邐邐逡逑Ｉ邋＇邐！邋９０．邋ｊ邐＊邐￣逡逑圖１－２相干光通信系統(tǒng)結構圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｂｌｏｃｋ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ａｎ邋ｏｐｔｉｃａｌ邋ｃｏｈｅ陽ｎｔ邋ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ邋ｓｙｓ化ｍ逡逑相干光通信在經過２０多年的停滯后，在２００２年，由英國Ｒ．Ａ．Ｇｇｉｆｆｉｎ等研巧逡逑人員發(fā)表在ＯＦＣ上的一篇＂基于差分四相移鍵控（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ邋Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ邋Ｐｈａｓｅ邋Ｓｈｉｆｔ逡逑Ｋｅｙ
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

【參考文獻】

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本文編號：2562314