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《纳西科技大学》 2019年
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直接检测光通信技术之争鸣与尝试研究

杨超  
【摘要】:随着互联网中多媒体、茶话会电视和虚拟现实等高带宽永利赌场的推广以及物联网、云计算等大数量技术之腾飞,互联网用户之数目业务需求与日俱增,市场对带宽的要求不断增长。光纤通信中能够提供高带宽、低成本的关联度调制直接检测(Intensity Modulation and Direct Detection,IM/DD)艺术得到了普遍的关爱及迅速的腾飞,而基于IM/DD的脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation,PAM)艺术之由于结构简单,本低廉以及易于实施,前不久成为了工业界和科学界研究之热门。基于单载波PAM调制技术之直检系统通常永利赌场于本敏感的空气中,之所以面临着低成本器件带宽限制、长距离传输时色散损伤等不同之艺术挑战。本文以基于直检系统之PAM调制技术为主导的更新手段,深入研究信号的调配编码,数字均衡,多芯传输等艺术在光通信中的理论原理与实现技术。针对直接检测光通信系统中所面对的正确性问题,本文研究了导频辅助调制技术,Kramers-Kronig书法以及数字载波恢复算法(Digital Carrier Regeneration,DCR)并落实了单波长56Gbit/s PAM-4信号720km专业单模光纤(Standard Single Mode Fiber,SSMF)和单波长64Gbit/s PAM-4信号1440km专业单模光纤光传输实验;研讨了基于双二进制编码技术,频域均衡技术以及单边带接收技术之PAM传输方案,使用低成本18GHz带宽的直接调制激光器(Direct Modulation Laser,DML)成功实现单波长112Gbit/s PAM-4信号的1km专业单模光纤光传输实验;研讨了基于数字预补偿技术(Digital Pre-Distortion,DPD)以及将来向反馈均衡技术(Feed Forward Equalization,FFE)的PAM传输方案,成功实现单波长224Gbit/s PAM-16信号100m专业单模光纤光传输实验;研讨了基于奈奎斯特编码技术(Nyquist),最大似然序列估计算法(Maximum Likelihood Sequence Estimation,MLSE)以及多芯光纤技术之PAM传输方案,成功实现了单波长1Tbit/s PAM-8信号10m 7芯光光传输实验。重大创新点如下:(1)针对直接检测光通信系统在传输过程中累积的光纤色散导致的信号频率衰落损伤从而限制人家传输距离的题材,本文提出采用导频辅助的信号传输方案,该方法通过构建最小相位信号,因而有效在接受端通过KK书法能够进行复数信号的恢复,下半时,在信号的调配过程中通过对载波的研制以减少直检接收时产生之信号间拍频噪声(Signal-to-Signal Beat Interference,SSBI),末了在保持原有直接检测系统组织的规范下,贯彻了在接受端复数信号的恢复,使得的数字色散补偿以及相位噪声的消除,试验结果表明采用导频辅助技术之传导方案成功实现了单波长56Gbit/s PAM-4信号单波长720km专业单模光纤和64Gbit/s PAM-4信号1440km专业单模光纤光传输实验。(2)针对直接检测在短距离光通信中永利赌场时多受到低速光/电器件带宽限制而望洋兴叹进行高分辨率大用户量的信号传输问题,本文提出采用双二进制编码以及频域均衡技术,有效PAM信号带宽压缩到原始信号的一半,同时对带宽受限的信道也展开了卓有成效的平衡,试验结果表明采用双二进制编码以及频域均衡技术之传导方案在利用基于18GHz带宽的直接调制激光器的规范下成功实现了单波长112Gbit/s PAM-4信号1km专业单模光纤光传输实验。(3)针对直检检测系统在高阶调制时接收端算法过于复杂,同时他平衡算法容易产生噪声增强等问题,本文提出采用线性数字预补偿技术,在殡葬端和吸收端仅采用低阶的线性滤波器对系统开展补充,试验结果表明基于所提出的线性均衡方案成功实现了单波长224Gbit/s PAM-16信号100m专业单模光纤光传输实验。(4)针对基于直检检测系统在开展PAM信号传输时仍然会受到带宽限制和如何在短距离传输环境中展开低成本大用户量扩容等问题,本文提出采用奈奎斯特编码技术与最大似然估计算法,对传输信号进行压缩及解调;同时提到采用多芯光纤传输技术永利赌场于短距离光传输领域以提升系统容量;试验结果表明基于奈奎斯特编码以及最大似然估计算法的传导方案成功实现了单波长1Tbit/s PAM-8信号10m 7芯光纤光传输实验。(5)直接检测系统永利赌场广泛其同样适用于可见光传输领域,本文探索少量永利赌场于可见光传输体系中的调制以及编码技术。针对可见光通信中非线性损伤问题本文提出采用DCTs-OFDM(Discrete Cosine Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的调配编码方案,试验结果表明在利用所出口方案之规范下系统信号的直径的谷均比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)使得降低3.2dB。针对可见光通信中多径干扰问题,本文提出采用信号空间分集(Signal Space Diversity,SSD)艺术用于减小频率选择性衰落的影响,试验结果表明在实验环境为8ns延时的多径条件下,传输16QAM-OFDM信号时,她Q值有效提高达1.3dB。
【学位授予单位】:纳西科技大学
【学位级别】:院士
【学位授予年份】:2019
【列入号】:TN929.1

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