少模光纖模分復用系統(tǒng)頻域均衡技術研究.pdf

1、隨著數字通信業(yè)務的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)擴容技術在時間、頻率、偏振上的復用及高階調制等技術的利用已遠遠不能滿足未來信息量的需求。因此，如何提升光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量是一個亟待解決的關鍵問題。在此背景下，基于少模光纖的模分復用技術將少模光纖中有限個正交模式作為獨立信道承載多路信號進行傳輸，使系統(tǒng)傳輸容量成倍增長，是未來高速大容量光傳輸系統(tǒng)的關鍵技術之一。但是少模光纖模式復用技術中存在的模式耦合和差分模式群時延嚴重限制了信號傳輸距離和

2、速率。因此，實現(xiàn)輸出信號解復用和均衡是保證模分復用信號可靠傳輸的關鍵。本文圍繞少模光纖模分復用系統(tǒng)頻域均衡技術，主要完成以下工作:
　　(1)以少模光纖的傳輸特性為出發(fā)點，深入研究了少模光纖鏈路損傷中差分模式群時延和模式耦合對信號傳輸的影響。綜合考慮少模光纖中色度色散、差分模式群時延和模式耦合等因素，根據矩陣傳輸模型理論，在MATLAB軟件平臺上建立了少模光纖傳輸鏈路仿真模型。
　　(2)對模分復用系統(tǒng)的頻域均衡技術進行了研

3、究。首先介紹了時域均衡和頻域均衡的特點，考慮實際通信系統(tǒng)對均衡算法的低復雜度需求，說明頻域均衡的必要性。然后詳細介紹了頻域最小均方算法和頻域恒模算法(Frequency-domain Constant Modulus Algorithm，F(xiàn)D-CMA)的基本原理和計算流程，并比較了兩類算法的計算復雜度。針對FD-CMA在高階調制格式時均衡性能較差等問題，本文采用頻域多模盲均衡算法(Frequency-domain Multimodulu

4、s Algorithm，F(xiàn)D-MMA)進行均衡，并推導得出MIMO均衡算法表達式。
　　(3)仿真搭建了3模少模光纖模分復用系統(tǒng)，從星座圖、收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差等角度研究了迭代步長對頻域均衡算法性能的影響，并在56Gb/s3模QPSK模分復用系統(tǒng)和112Gb/s3模16QAM模分復用系統(tǒng)中對FD-CMA和FD-MMA的均衡性能進行仿真對比。仿真結果表明，對于恒模QPSK信號，經FD-CMA和FD-MMA均衡后信號均衡效果相當，并且在