【摘 要】
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相比于传统的强度调制/直接检测(IM/DD),相干检测技术具有更高的接收灵敏度和频谱利用率,因而吸引了很多国内外学者和商业公司的研究注意力。借助于相干检测技术,40Gb/s和100
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相比于传统的强度调制/直接检测(IM/DD),相干检测技术具有更高的接收灵敏度和频谱利用率,因而吸引了很多国内外学者和商业公司的研究注意力。借助于相干检测技术,40Gb/s和100Gb/s的实时处理系统已经得到实现。为了进一步提高频谱利用率和传输速率,将相干检测和现有的偏振复用(PDM)、波分复用(WDM)技术相结合是非常好的解决方案,WDM-PDM16QAM相干光通信系统就是很好的例子。但是相干检测系统也面临着诸多严峻挑战,如频率噪声、相位噪声和色散非线性噪声等,对这些噪声的补偿就势在必行,尤其是对色散非线性效应的补偿更成为今年来极大的研究热点,这其中结合数字信号处理技术(DSP)的补偿算法尤为重要。本文首先介绍相干检测系统的基本概念和相关技术。然后本文将集中介绍色散非线性效应的原理以及单信道、多信道下的色散非线性补偿算法。本文将就多种补偿算法进行理论推导和仿真,以验证不同算法的性能、总结算法的优缺点,并进一步提出改进方案。第一,搭建了WDM-PDM16QAM相干光通信系统,对单信道、多信道下的色散非线性效应及多种处理算法进行了仿真验证,并根据仿真结果做出了评价。第二,就单信道的色散非线性效应,深入分析了传统的分步傅立叶算法(SSFM),指出了传统SSFM中的梯形近似是造成其计算误差和多次迭代运算的原因,并提出了改进的I-SSFM算法。I-SSFM能直接准确地计算出非线性相位,并且相较于传统SSFM仅具有50%的复杂度。第三,将单信道的下基于高斯混合模型(GMM)的检测算法应用到了多信道下,通过训练序列利用最大期望算法(EM)建立GMM再进行检测判决,可大大降低计算复杂度,并具有较好的补偿效果。
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