QAM相干光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，互聯(lián)網(wǎng)、視頻點播、大數(shù)據(jù)、云計算等寬帶信息業(yè)務(wù)快速發(fā)展，各種通信業(yè)務(wù)對帶寬的需求呈指數(shù)方式增長，光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)資源耗盡，傳統(tǒng)的10/40Gb/s強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(IM/DD，intensity modulated direct detection)光通信系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代通信業(yè)務(wù)的需求。雖然摻餌光纖放大器(EDFA)、波分復(fù)用(WDM)、密集波分復(fù)用(DWDM)等技術(shù)可以提升光通信系統(tǒng)容量，但其可發(fā)展空間已被挖掘殆盡，而傳輸網(wǎng)絡(luò)

2、的重新部署需要很高的成本。因此，為滿足當(dāng)今社會寬帶信息業(yè)務(wù)的爆炸式增長對傳輸容量和頻譜效率的要求，基于高階調(diào)制碼型、相干檢測以及數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的相干光通信系統(tǒng)，成為超高速、超大容量光通信網(wǎng)絡(luò)研究的熱門。本文主要圍繞高階QAM調(diào)制碼型、相干檢測、電域?qū)崿F(xiàn)信號損傷補(bǔ)償?shù)认喔晒馔ㄐ畔到y(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展開深入研究，主要的研究成果有:
　　1)研究了星形、方形、環(huán)形16QAM信號生成方案，提出一種環(huán)形16QAM信號生成方案并驗證了基于

3、環(huán)形16QAM調(diào)制的相干光通信系統(tǒng)的性能，最后對比分析幾種信號生成方案的優(yōu)缺點。
　　2)分析了相干檢測原理并探討了相干光通信系統(tǒng)中信號的各種損傷，搭建基于不同高階調(diào)制格式(QPSK、16QAM、64QAM)的相干光通信系統(tǒng)，仿真得到損耗對不同系統(tǒng)的影響。
　　3)研究了色散補(bǔ)償、偏振解復(fù)用、非線性補(bǔ)償、載波相位噪聲估計等數(shù)字信號處理算法，特別研究了幾種載波相位噪聲估計算法。搭建傳輸系統(tǒng)，仿真實現(xiàn)了各補(bǔ)償算法對接收信號的有效

4、補(bǔ)償。
　　4)搭建基于方形DP-16QAM調(diào)制方式的112Gbit/s、224Gbit/s、336Gbit/s相干光通信系統(tǒng)并對系統(tǒng)性能進(jìn)行了研究。在FEC閾值3.8×10-3下，通過DSP補(bǔ)償技術(shù)，分別仿真實現(xiàn)了112Gbit/s、224Gbit/s DP-16QAM信號3520km、3100km的傳輸，并得到112Gbit/s DP-16QAM系統(tǒng)的最佳入纖功率為-1dBm。僅考慮光纖色散損傷與補(bǔ)償情況下，誤碼率容限為2×1