相干光通信中高光谱效率调制方式的研究

摘要

最近几年，伴随着互联网产业的高速发展，网络流量也迅猛提升，带宽的需求也随之增加。那么如何在现有的基础上来提升系统的容量和频谱效率，这使得光纤通信的研究再一次成为了热点。基于高阶高维调制方式和数字信号处理（DSP）技术的相干光通信技术，由于其能采用新型的调制格式来增大频谱效率、中继距离长以及能在电域对线路上的损伤进行补偿等优点，让其成为下一代光纤通信的发展方向。
　　本文研究的重点内容为高速相干光通信系统中关键技术，特别研究了相干光通信系统中高光谱效率的调制方式。本文主要工作如下：
　　1、针对高速相干光通信中的关键技术进行研究分析，主要包括：新型调制格式、窄线宽激光源、相干检测技术和数字信号处理技术。
　　2、重点对高光谱效率调制方式进行研究。分别从幅度调制、相位调制以及幅度相位联合调制方式出发，研究了QPSK、8PSK以及16QAM三种调制方式。从原理以及调制结构等多个方面对其进行比较，经过分析最后得出在面向未来超100G的传输系统中，16QAM调制方式的可行性。
　　3、提出了改进型四电平信号的生成方案，对基于偏振复用的16QAM信号进行系统仿真，通过仿真计算分析，在偏振分束器角度设置合理时，可以实现DP-RZ-16QAM信号的传输。

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第一章 绪论

1.1光通信概述

1.1.1 40G技术

1.1.2 100G技术

1.2 相干光通信研究现状

1.3 研究意义

1.4 论文主要内容

相干光通信理论基础

2.1 相干光通信系统

2.2数字相干光通信系统中的关键技术

2.2.1 新型调制格式

2.2.2 窄线宽激光源

2.2.3 相干检测技术

2.2.4 数字信号处理（DSP）技术

2.3 本章小结

高光谱效率调制方式的实现方法

3.1 光通信系统主要调制方式的研究

3.1.1 基于光强度调制的实现

3.1.2 基于光相位调制的实现

3.1.3 基于光正交振幅调制的实现

3.2 高光谱效率调制方式的方案比较

3.2.1 频谱效率

3.2.2 QPSK信号实现方法的研究

3.2.2 8PSK信号实现方法的研究

3.2.3 16QAM信号实现方法的研究

3.3 超100G传输系统调制方式的比较分析

3.4 本章小结

基于DP-16QAM信号的仿真分析

4.1 偏振复用原理

4.2 DP-16QAM信号生成

4.2.1 系统结构及原理

4.2.2 仿真及结果分析

4.3 DP-16QAM相干光通信系统的实现

4.3.1 系统结构及原理

4.3.2 仿真及结果分析

4.4 本章小结

总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢