相干光通信系統(tǒng)可以充分利用光載波的幅度、相位、偏振狀態(tài)、時間和頻率等多個維度進行信號調(diào)制。近年來,基于數(shù)字信號處理的數(shù)字相干光通信技術(shù)以其調(diào)制方式靈活可控,接收機算法可有效消除多種信道損傷,可提供不同速率、頻譜效率和功率效率調(diào)制信號等優(yōu)勢在大容量長距離光纖傳輸、光通信網(wǎng)絡(luò)、超長跨段無中繼傳輸和長距離空間光通信中得到廣泛的應(yīng)用。論文圍繞高速相干光通信系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)方式和數(shù)字信號處理算法開展了理論和實驗研究。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1.開展了調(diào)制空間中多種不同維度調(diào)制格式的理論研究,推導(dǎo)了OOK、BPSK、DPSK、QPSK、PPM、FSK、QAM、PS-QPSK、PM-QPSK和mPPM-QPSK等多種調(diào)制格式的理論誤碼率計算公式,對比分析了其功率效率和頻譜效率。2.研究了面向大容量長距離傳輸?shù)?6QAM相干光通信系統(tǒng),建立了數(shù)值仿真平臺,并分析了 16QAM信號的性能影響因素。建立了28GBaud雙載波PM-16QAM調(diào)制信號的發(fā)送和數(shù)字相干接收實驗平臺,實現(xiàn)了傳輸速率448Gbit/s無誤碼通信。3.實現(xiàn)了相干QPSK和16QAM調(diào)制的數(shù)字信號處理算法,包括正交不平衡補償、時鐘... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

緒論內(nèi)容概述

了適應(yīng)和滿足網(wǎng)絡(luò)需求的變化，光通信系統(tǒng)自發(fā)展之初便被廣厚望�；仡櫣馔ㄐ虐l(fā)展歷史，“光纖之父”高錕教授提出石英制體，正式開啟了光纖通信的高速發(fā)展。隨著半導(dǎo)體激光器和光電升，以及光纖損耗的降低，終于在２０世紀(jì)８０年代光纖通信得到逐漸取代電纜通信，這得益于其巨大的帶寬和較低的損耗。２０，摻輯光纖放大器（ＥＤＦＡ，?Ｅｒｂｉｕｍ－Ｄｏｐｅｄ?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｆｉｂｅｒ?Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）技術(shù)（ＤＷＤＭ，?Ｄｅｎｓｅ?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｖｉｓｉｏｎ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）和數(shù)字ＤＳＰ，?Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｓｉｇｎａｌ?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）陸續(xù)被應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)，使一段時間內(nèi)保持了超摩爾定律的增長速度。目前，光纖通信己經(jīng)骨干網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)絡(luò)以及接入網(wǎng)中，是當(dāng)代通信網(wǎng)絡(luò)的重要基而，隨著骨千網(wǎng)業(yè)務(wù)流量壓力日益增大，曾經(jīng)被視為無限容景的有飽和的一天成為科研工作者考慮的問題。進入２０１０年后，４０Ｇ系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化陸續(xù)落地［２］，快速增長的的業(yè)務(wù)需求有了新標(biāo)準(zhǔn)的１丨年，基于１００Ｇ實時偏振復(fù)用正交相移鍵控（ＰＭ－ＱＰＳＫ，?Ｐｏ．

?圖１?－３數(shù)字相干光通信系統(tǒng)簡易結(jié)構(gòu)模型??如圖１－３所示，描述了數(shù)字相千光通信系統(tǒng)的簡易結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)模型主要由??調(diào)制發(fā)送端、光纖鏈路和數(shù)字相干接收機三部分組成。在調(diào)制發(fā)送端中，電信號??通過各類電光調(diào)制器將幅度、相位、頻率等不同信息加載到信號上，在部分系統(tǒng)??中還會對電信號做預(yù)處理或?qū)庑盘栠M行整型處理。在光纖鏈路部分，主要由傳??輸光纖和放大設(shè)備組成，常見的組合一般為Ｃ波段單模光纖和ＥＤＦＡ，在部分系??統(tǒng)中也會選擇多模／多芯光纖或者利用拉曼放大器實現(xiàn)線上放大的作用。接收端??由相干接收機和數(shù)字信號處理模塊組成，接收到的信號光與本地振蕩器產(chǎn)生的本??振光都輸入到９０度光混頻器中進行混頻，再經(jīng)過平衡探測器完成光電轉(zhuǎn)換，最??終在數(shù)字信號處理模塊中完成信號的補償和恢復(fù)，數(shù)字信號處理主要包括時鐘恢??復(fù)、頻偏補償、載波恢復(fù)和判決等多個步驟。??１．２．３相干光通信系統(tǒng)的特點和應(yīng)用??首先


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