高速相干光接收機的解偏振復用和相位恢復技術(shù)研究.pdf

1、隨高清視頻業(yè)務(wù)、大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲業(yè)務(wù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，這些寬帶應用將會推動網(wǎng)絡(luò)流量的持續(xù)增加。為了支持未來的網(wǎng)絡(luò)流量的增長，提高骨干網(wǎng)的容量勢在必行。隨著100 G速率系統(tǒng)已經(jīng)商業(yè)化，人們把研究的目標放到了超100 G速率的光傳輸系統(tǒng)。由于偏振復用技術(shù)應用到高速光傳輸系統(tǒng)中，對系統(tǒng)色度色散、偏振模色散、激光器線寬等損傷的容忍度急劇下降，在光域中進行解偏振復用和信道損傷均衡越來越困難。隨著硅基技術(shù)的提高，獲得采樣速率與光傳輸速

2、率相匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC，Analog to Digital Converter）成為可能。采用相干光檢測技術(shù)不僅能夠提高接收機靈敏度，還能夠利用數(shù)字信號處理技術(shù)克服光信道中的損傷，例如色度色散和偏振模色散。與光域均衡技術(shù)相比，電域均衡技術(shù)具有均衡性能好，結(jié)構(gòu)簡單，響應速度快，通用性強，集成度高等優(yōu)點。
　　本文研究了偏振復用的16QAM相干光傳輸系統(tǒng)。對信號和信道模型進行了分析，利用Simulink軟件搭建了224 Gb/s

3、速率的偏振復用16QAM光傳輸仿真平臺，用以產(chǎn)生進行數(shù)字信號處理（DSP，DigitalSignalProcessing）的數(shù)據(jù)。該傳輸平臺可對色度色散、偏振模色散、激光器線寬、ASE噪聲等效應進行仿真；利用Matlab搭建了DSP算法仿真平臺。
　　由于采用偏振復用技術(shù)，在蝶形濾波器進行解偏振復用和偏振模色散（PMD，Polarization Mode Dispersion）均衡過程中會遇到奇異點問題。奇異點問題是指當X、Y兩路

4、偏振信號獨立采用常模算法（CMA，ConstantModulus Algorithm）收斂時，由于CMA算法對相位變化不敏感引起X、Y兩路信號收斂到同一偏振態(tài)信號源從而造成其中一路信號丟失的現(xiàn)象。目前常用的解決奇異點的方法是CMA系數(shù)重置法。
　　本文提出一種新的避免自適應算法收斂到奇異點的解決方法。通過引入對相位敏感的多模算法（MMA，Multi-modulus Algorithm），在不增加系統(tǒng)復雜度的情況下，奇異點問題發(fā)生的

5、概率為CMA算法的約30％，并仿照CMA系數(shù)重置法提出了MMA系數(shù)重置法，使平均收斂速度大大提高。在此基礎(chǔ)上，本文對CMA、MMA、判決引導的最小均方差（DD-LMS,Decision-directed Least Mean Squares）三種算法的偏振模色散均衡性能進行了深入研究，考察了在不同色度色散、偏振模色散條件下自適應均衡算法的性能指標。
　　最后本文研究了M次方和盲相位搜索兩種載波相位恢復算法，并提出了一種優(yōu)化的前饋載