高速公路光傳輸系統(tǒng)的光放和色散過程研究

1、高速公路光傳輸系統(tǒng)的光放和色散過程研究【摘要】隨著高速公路建設(shè)的發(fā)展，相關(guān)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)量加大，高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)變得尤為重要。光纖傳輸系統(tǒng)的開發(fā)和研究為高速公路通信系統(tǒng)提供了有力的支持，光纖傳輸由速率到傳輸距離已經(jīng)產(chǎn)生了飛躍性進(jìn)步。然而，色散與光放等傳輸系統(tǒng)的制約因素依然對(duì)光通信系統(tǒng)性能造成巨大影響。本文針對(duì)光傳輸隨傳輸速率提高和傳輸距離的增加造成信號(hào)損失問題，提出一種色散緩解措施-被動(dòng)均衡技術(shù)，分析了 LMS 自適應(yīng)算法及前饋均衡器，通

2、過仿真對(duì)均衡器在不同調(diào)制格式下色散補(bǔ)償性能模擬分析，為后續(xù)建模仿真打下基礎(chǔ)。【關(guān)鍵詞】光纖通信色散補(bǔ)償均衡器 LMS 自適應(yīng)算法一、引言 一、引言高速公路的通信系統(tǒng)支撐著公路的現(xiàn)代化管理，是現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)設(shè)施。光傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用將高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)管理系統(tǒng)的音頻和視頻信息及時(shí)的傳輸，發(fā)揮了高速公路高速、高效、安全、舒適的特點(diǎn)。然而，隨著高速公路相關(guān)業(yè)務(wù)量的加大，傳輸速率與傳輸距離的增加，光傳輸?shù)闹萍s因素光放和色散問題越發(fā)凸顯。色散

3、會(huì)使脈沖展寬，造成碼間干擾和誤碼率，最終使系統(tǒng)傳輸性能降低，因此對(duì)光放和色散的研究成為近年研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)光纖中色散現(xiàn)象研究了傳輸性能和調(diào)制格式，提出了被動(dòng)均衡技術(shù)及直接檢測(cè)光通信系統(tǒng)的色散補(bǔ)償技術(shù)。對(duì)前饋均衡器的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)進(jìn)行分析，并利用 Matlab 仿真了均衡器結(jié)構(gòu)在不同調(diào)制格式下色散的補(bǔ)償性能，為后續(xù)的建模仿真打下良好基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)現(xiàn)高速的集團(tuán)化，科學(xué)化、規(guī)范化管理具有重要的意義[1-3]。度與光波中心頻率 ω0 相比可以忽略

4、不計(jì)。光纖信號(hào)在傳播中的頻譜分量利用逆傅里葉變換轉(zhuǎn)換到時(shí)域時(shí)信號(hào)幅度表示為：電子色散補(bǔ)償是基于信道均衡原理，在發(fā)射端電子色散補(bǔ)償模塊中對(duì)電信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換預(yù)處理，在接收端電子色散補(bǔ)償模塊對(duì)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行濾波和均衡處理。3、3 電子色散補(bǔ)償技術(shù)中均衡器應(yīng)用原理理想的傳輸系統(tǒng)波形不發(fā)生失真才能使輸出信號(hào)無損傷再現(xiàn)，即 y（t）=k（t-τ），K 和 τ 為常數(shù)分別表示幅度變化和時(shí)間延遲。經(jīng)兩端傅里葉變換得出理想無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)頻域傳遞函數(shù)為

5、 H（ω）=Y（ω）、（ω）=Kep（-iωτ）。該狀態(tài)下的頻域傳遞函數(shù)為 H（ω）=K（ω）ep（-iωτ）。即用于補(bǔ)償信道失真的均衡器傳遞函數(shù)與信道傳遞函數(shù)互為倒數(shù)。通過時(shí)域角度，不考慮噪聲影響，若線性結(jié)構(gòu)的均衡器具有 N 個(gè)延時(shí)單元和抽頭系數(shù)，輸入信號(hào)為 y（t）時(shí)的均衡器輸出信號(hào)為通過上式可以看出，抽頭系數(shù) ck 的適當(dāng)選擇可消除前后 N 個(gè)符號(hào)對(duì)抽樣點(diǎn)的碼間干擾。3、4 前饋均衡器及自適應(yīng)算法均衡器的結(jié)構(gòu)可分為線性和非線性兩類