【摘 要】
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信息技术的飞速发展,通信系统容量和速率的需求与日俱增。相干光波分复用（WDM）系统是实现高吞吐量长距离传输的关键技术,数字信号处理（DSP）算法的精度和复杂度直接影响着信号恢复的质量和速度。但进一步提升系统的容量和速率,会出现接收端DSP代价增大等问题。光学频率梳,具有相位相干性、稳定性等特点,将其用作WDM系统的光源,可以有效降低DSP的计算复杂度,对应用于长距离核心骨干网具有重要意义。本文研究
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信息技术的飞速发展,通信系统容量和速率的需求与日俱增。相干光波分复用（WDM）系统是实现高吞吐量长距离传输的关键技术,数字信号处理（DSP）算法的精度和复杂度直接影响着信号恢复的质量和速度。但进一步提升系统的容量和速率,会出现接收端DSP代价增大等问题。光学频率梳,具有相位相干性、稳定性等特点,将其用作WDM系统的光源,可以有效降低DSP的计算复杂度,对应用于长距离核心骨干网具有重要意义。本文研究光梳系统长距离传输的DSP算法,并与传统的以激光器阵列为光源的WDM系统进行对比。主要工作内容如下:1.光学频率梳多波长光源的相位相关性,使得主从相位估计（MS-CPE）算法的应用成为了可能。但是,通过对长距离光信号传输效应进行数值仿真,验证了长距离传输的累积色散会导致不同信道信号的相位相干性被破坏,从而导致系统性能下降。针对该问题提出了两种性能改进方法,一是采用增加主信道数目的两级CPE算法;二是在光域添加延时模块恢复信号的相位相干性。搭建光梳仿真系统对上述两种方法的性能进行了分析,与传统WDM系统相比,CPE模块的复杂度分别下降65.3%,93.5%,传输距离为2800km时平均SNR损失在0.79d B,0.74d B以内。在非线性影响下,两种方法同样能保持很好的性能。2.为了获得更高的频谱效率,采用了联合均衡算法,以降低信道间保护带宽压缩出现的信道间干扰问题的影响。仿真结果表明,三种联合均衡算法,基于LMS和RLS的联合均衡性能更好,CMA算法性能略差。同时,当系统以高频谱效率工作时,激光器的波长漂移,会导致信道间干扰的恶化,造成系统性能的急剧下降。光频梳多波长光源的使用,可以采用主从频偏估计补偿算法实现多波长的载波恢复。与无频偏和波长漂移时比较,光梳系统由于各信道的波长偏移量相同,信道间串扰得到有效抑制,SNR损失小于1d B,而传统WDM系统损失超过3d B。通过理论分析和仿真都说明光梳系统在实现大容量长距离传输时有明显的优势。
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