高速直調(diào)直檢光傳輸系統(tǒng)均衡算法研究.pdf

1、當(dāng)今，除了長(zhǎng)距離光網(wǎng)絡(luò)用于覆蓋上千公里的骨干網(wǎng)傳輸外，短距離光網(wǎng)絡(luò)也被廣泛的應(yīng)用在城域網(wǎng)中來實(shí)現(xiàn)大流量的集中接入訪問。根據(jù)預(yù)測(cè)，未來幾年短距離光網(wǎng)絡(luò)中流量的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過長(zhǎng)距離光網(wǎng)絡(luò)流量的增長(zhǎng)。此外，因?yàn)槎叹嚯x光網(wǎng)絡(luò)的接入終端和用戶的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于長(zhǎng)距離光網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)量，所以其花費(fèi)和能耗較長(zhǎng)距離光網(wǎng)絡(luò)大的多。如何在保證通信質(zhì)量的同時(shí)降低短距離光網(wǎng)絡(luò)的成本及功耗變成了短距離光網(wǎng)絡(luò)是否能夠?qū)崿F(xiàn)大量商用的關(guān)鍵。利用信道均衡技術(shù)改善短距離光網(wǎng)絡(luò)在成

2、本和功耗的方面的表現(xiàn)無疑是一個(gè)很好的選擇。
　　本文首先對(duì)影響低成本高速光傳輸系統(tǒng)性能的因素進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)符號(hào)間串?dāng)_(Inter-Symbol Interference,ISI)是影響系統(tǒng)性能的最主要因素，而造成系統(tǒng)內(nèi)ISI的主要因素是光纖信道的色散和低成本器件的低通濾波效應(yīng)。眾所周知，可以在系統(tǒng)接收端利用均衡技術(shù)來消除系統(tǒng)中存在的不同符號(hào)間的串?dāng)_。本文除了對(duì)信道均衡的基本原理進(jìn)行了闡述外，重點(diǎn)研究了發(fā)送速率為25GBauds，

3、采用PAM4調(diào)制方式并且數(shù)模轉(zhuǎn)化器有效帶寬不足的低成本高速光傳輸系統(tǒng)采用常見的前饋均衡器，判決反饋均衡器，最大似然序列估計(jì)器時(shí)的性能表現(xiàn)。這些研究既包括了采用VPI軟件加Matlab軟件進(jìn)行的仿真驗(yàn)證，也包括了利用實(shí)際器件進(jìn)行的離線實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為降低當(dāng)前短距離高速光傳輸系統(tǒng)成本和功耗提供了一定的依據(jù)。
　　除了對(duì)不同均衡器的算法進(jìn)行了研究，本文為了達(dá)到降低Viterbi算法復(fù)雜度進(jìn)而降低系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本的目的還對(duì)M算法進(jìn)行了研究。此外，

4、根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，在低成本的系統(tǒng)中采用的器件的帶寬往往不能滿足發(fā)送信號(hào)的帶寬需求，所以本文還研究了發(fā)送信號(hào)帶寬僅為其發(fā)送速率一半的Nyquist波形信號(hào)，大幅度降低了信號(hào)對(duì)系統(tǒng)帶寬的需求。最后，受到Nyquist波形信號(hào)帶寬要求低的啟發(fā)，本文提出了一種有記憶PAM調(diào)制方法，它具有信號(hào)帶寬小于信號(hào)發(fā)送速率并且信號(hào)波形實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。通過仿真驗(yàn)證了有記憶PAM調(diào)制方法的正確性，并證明采用這種調(diào)制方式的系統(tǒng)的性能要好于采用無記憶PAM調(diào)制方式