100G系统中PM-QPSK光解调器的研究

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QPSK调制解调器的工作原理

QPSK调制解调器的工作原理QPSK调制解调器是一种用于数字通信系统的调制解调器，它广泛应用于无线通信系统中。

QPSK代表了四相移键控调制（Quadrature Phase Shift Keying），是一种常用的调制技术，利用相位移变化来传输数字信号。

工作原理：1.调制原理：在QPSK调制中，输入的数字信号首先被分成两个并行的比特流，每个比特流称为一个子载波。

每个子载波对应于QPSK星座图中的一个点。

QPSK星座图是由四个点构成的正方形，每个点代表一种不同的相位。

2.平衡混频器：3.滤波器：调制后的信号通过滤波器进行频率选择，滤除无用的频率分量，只保留所需的频率分量。

4.播放载波：为了可以传输到远程设备，调制信号需要与特定频率的载波信号相乘。

这可以通过一个单频振荡器来实现。

载波信号的频率通常设定为接收设备的接收频率。

5.发射：调制并与载波合成的信号经过功率放大器来增强信号的强度，然后通过天线发送出去。

6.接收端：接收端将信号由天线接收到，并进行逆操作来解调信号。

7.前置放大器：接收到的信号经过前置放大器来增强信号的弱强度，以便后续处理。

8.低通滤波器：解调器通过低通滤波器来滤除高频噪声和无用频率分量，只保留要接收的频率分量。

9.相移解调：低通滤波后的信号传递给相移解调器。

相移解调器接收到解调信号，并将其与一个正弦信号进行乘积运算，以恢复原始的数字信号。

10.解码器：解调器将解调后的信号输入到解码器中，将其转换为原始的数字信号。

11.输出：最后，通过解码器获得的原始数字信号可以被发送到目标设备进行后续处理或显示。

总结：QPSK调制解调器通过将数字信号转换为不同的相位进行传输，并通过解调将其恢复成原始的数字信号。

它的工作原理包括信号调制、滤波、载波合成、信号放大和传输等环节。

通过QPSK调制解调器，数字信号可以在无线通信系统中进行高效、可靠的传输。

100G系统中PM-QPSK光解调器的研究

２Ｐ－ＰＫ制原理ＭＱＳ调
四进制移相键控（Ｓ）一种多ＱＰＫ是
分别称为Ａ方式和Ｂ方式，若＝（一１
则为０号、如，此初始相位为０、ｎ、的
ＱＰＫ信号的矢量图如下图１Ａ方Ｓ中
元（元）字频带调制方式，其信号的４数偏振模色散）容忍度达３ｐ，需线路０ｓ无色散补偿就可以容忍几万ｐ／ｍ，比ｓｎ相其他的１０输方案，如非相干Ｐ — ０Ｇ传Ｍ
分复用技术）Ｍ — Ｓ结合相干检，ＰＱＰＫ测提供了最优化的解决方案，此被大因多数的系统供应商选择为１０输方０Ｇ传
案。
其中，是信号的振幅，为常数；
为受调制的相位，其取值有四种可
个时隙的ＱＰＫ号可以表达为：Ｓ信
（）Ａｃｓ２￣ｔＯ）（１ｔ＝ｏ（ｎ＋．，）ｔｈ（）一－Ｅ１＜
ＤＱＰＳＫ或
ｏＦＤＭｆｒｈＯｇＯｎａＯｔ１
ＦｅｕｎｙＤｉｉｏｌｐｅｉｇ正交频ｒｑｅｃｖｉｎＭｕｔｌｎ，ｓｉｘ
在本文所介绍的１０传输系统０Ｇ中，接收机前端光学解调器结构示意
图如图３示。所
本地振荡源的ＴＥ、ＴＭ模光信号，分
Ｅ＝√ 一ｐｊ，１Ａｅ（ｗｔｘ）
１
学属性映射到电域以解析光调制格式

100G设计与调试规范

SM
M U Rn
OTU
R
Rx
R
n OTU
Rx
Rx
OTU
R
1 O
Rn
Rx
D U
OA MPI-RM SM
OA RM SM
OA RM MPI-SM
OTU n
O M OA U S n
S1 1 OTU
s
Tx
s
Tx
n OTU
100Gbit/s系统主光通道参数要求
15
光复用段MPI-Rm点纠前误码率要求
要求所有100G波道满足，纠前误码率不高于1E-3。
16
光功率平坦度
要求所有100G波道收端光功率平坦度不大于4dB。在调整平坦度之前先确认各波道上话站点以及最终下话站点，根据拓扑情况，寻找最长链路的上话站点开始进行调整，调整原则如下：依据本站点所有波长最终的下话站点长短调整，波长下话站点越长，功率可越高依据本站点波长分布情况调整，短波长功率高于长波长功率本站点平坦度<4dB 本站波长为串通波长的平坦度调节尽量在上一个站点完成调整串通波长整体平坦度较本站上话波长差的话考虑调整上一站放大器功率
100G设计与调试规范
网络产出线言晟
100G系统设计与调试规范应用范围
适用于OTN、POTN N×100Gbit/s WDM系统配置设计和调试的指导。适用于单通道速率为100Gbit/s，基于相干接收的PMQPSK调制码型，工作在C波段100GHz或者50GHz波长间隔N×100Gbit/s WDM系统。
12
线路侧/客户侧接收功率要求
线路侧接收功率要求线路侧光口的过载功率为0dBm，接收机灵敏度为-14dBm，最佳输入光功率范围为－10～-5dBm。调试时需将每波道接收功率调整到最佳输入光功率范围。客户侧接收功率要求 100GE/OTU4业务客户侧光口（对应100GBASE-LR4和4I1-9D1F）的过载功率为+10.5dBm，接收机灵敏度为-2dBm，最佳输入光功率范围为+4～+7dBm（因100G客户侧为4个波长，此处的功率均为合波功率值）。 10G业务客户侧光口的输入功率要求，因涉及到PIN或APD两种类型的接口，请参考10G光接口的操作规范。

100G

100G系统PM-QPSK的波特率是比特率的四分之一，说明它用的频带宽度小啊。

如B=Rb/2*2=Rb调制以后的带宽。

现在100G的带宽是25Ghz。

带宽利用率高了。

现在100G实际应用的OSNR的测试方法就是用积分法，断了业务进行测试。

100G的放大器也是EDFA。

C波段1530—1565nm。

EDFA是网络中的最主要的噪声源。

100G无需进行CD和PMD色散补偿。

CFP模块，特大。

外形封装可插拔。

也是有一发一收两个口。

发送速率是100G。

40G/100G 将64B/66B编码(这是说的100GE编码方式，GE是8B/10B)变换为1024B/1027B 编码。

100G的灵敏度也是-14dBm.最小边摸抑制比35dB.10G的最小边摸抑制比也是35dB.100G总抖动容限0.28UI。

相邻通道隔离度》22dB.在1通道输入光和在2通道接收的光功率的比值。

N×100Gbit/s WDM系统支持光放大器的动态增益均衡(DGE) 功能，可由内置于光放大器的均衡滤波器、VOA或其他方式来实现。

当同时增加多个通路时，系统也应不受影响。

在极限情况下，对于N路WDM系统，如同时失去N一1多个通路，剩余通路在10ms内恢复正常无误码工作.烽火单根光纤C波段满配9.6Tb/s无电中继传输距离经现网测试超过2600km10G系统的传输码型是HDB3码2012年9月的日内瓦IEEE全会上，在包括华为在内的整个产业链的联合推动下，IEEE成员单位达成共识：选择400GE作为100GE之后的下一代以太网速率，从而正式开启400GE的标准化进程。

对10G客户侧发的光就是1310nm，也不是标准中心波长。

长距离80km。

120km是1550nm 的。

对100G和10G类似，线路侧用的也是串行光模块ODU4。

100G速率串行传输。

经过一个OTU后变为80波的标准波长。

接收端先相干检测，再电色散补偿，PMD补偿等。

对客户侧时由并行光模块10*10G(1550nm)或4*25G(1310nm)组成的。

qpsk调制解调

qpsk调制解调QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 是一种常用的数字调制和解调技术，用于在数字通信系统中传输数字信息。

它是一种相位调制方式，其中两个相位（0度和90度）分别代表两个比特的二进制0和1。

QPSK是一种高效的调制技术，能够有效地在有限的频谱资源中实现高达2倍的数据传输速率。

接下来，我们将详细介绍QPSK调制解调的原理、应用和一些相关的注意事项。

QPSK调制：QPSK调制使用正交信号分量来表示数字信息，其中两个正交分量分别称为I (In-phase) 和Q (Quadrature)。

正交分量的相位差为90度。

整个调制过程可以分为三个主要步骤：编码、映射和载波调制。

首先，将输入的数字信息进行编码，将每一个数字比特映射为一个复数符号。

通常使用二进制比特来表示数字信息，每两个比特对应一个符号。

例如，00表示符号0，01表示符号1，10表示符号2，11表示符号3。

接下来，使用映射表将编码后的符号映射到相应的相位值。

在QPSK调制中，我们有四个离散的相位值来表示不同的符号：0度、90度、180度和270度。

映射表将二进制比特对应到这四个相位值中的一个。

例如，00映射到0度相位，01映射到90度相位，以此类推。

最后，将映射后的符号与两个相位调制载波相乘。

通常，I分量与余弦载波相乘，Q分量与正弦载波相乘。

这样可以生成一个叠加了两个不同相位的调制信号。

QPSK解调：解调过程与调制过程相反。

首先，接收到的调制信号会经过信道传输，并且会受到一定的噪声干扰。

然后，解调器会对接收到的信号进行解调，以恢复原始的数字信息。

解调过程也可以分为三个主要步骤：载波同步、解调和解码。

首先，解调器需要进行载波同步，以找到接收信号中的两个正交相位信号。

这通常通过使用差分解调器和相位锁定环路等技术来实现。

通过比较接收信号中的两个正交分量的相位差，可以准确地恢复出原始信号的相位信息。

接下来，将解调后的信号映射回原始的二进制比特。

QPSK调制与解调原理

QPSK调制与解调原理QPSK，即四相移键调制（Quadrature Phase Shift Keying），是一种数字通信调制方案。

它使用4个相位状态来表示每个数据符号，每个相位状态代表两个比特的信息。

QPSK调制和解调是无线通信系统中常用的一种数字调制和解调技术。

1. 数据编码：将输入的数字信号转化为二进制码流，通常采用差分编码（Differential Encoding）或格雷码（Gray Coding）编码方式。

2.符号映射：将二进制码流分组成符号序列，并将每个符号映射到一个特定的相位状态。

QPSK调制使用4个相位状态，通常为0°、90°、180°和270°，每个相位状态代表两个比特。

3.符号调制：将每个符号的相位状态转化为实际的连续信号。

在QPSK调制中，每个符号的相位状态转化为两个正交的正弦波分量，分别称为正交载波。

4.输出连续信号：将两个正交载波相加得到输出连续信号，其频谱包含两个正交载波频谱的叠加。

QPSK解调原理如下：1.信号接收：接收到被噪声和干扰影响的QPSK信号。

2.信号分解：将接收到的信号分解为两个正交载波的信号分量。

3. 相位检测：使用相干解调器对分解后的信号进行相位检测。

相位检测方法有多种，常用的方法包括差分相移键控解调（Differential PSK Demodulation）和最大似然相位估计（Maximum Likelihood Phase Estimation）。

4.解调器输出：解调器输出检测到的相位状态对应的二进制码流。

根据调制时的映射方式，每个相位状态可以恢复为两个比特的信息。

1.高效利用频谱：QPSK调制方式可以有效地利用频谱，每个符号携带两个比特的信息，相对于BPSK调制方式能提供更高的数据传输速率。

2.抗噪性能较好：QPSK调制相对于BPSK调制，分配相同的频带宽度，可以提供更好的抗噪声干扰性能。

因为接收端可以将噪声和干扰误差均衡地分配到四个相位状态上。

浅谈100G波分的关键技术及应用

浅谈100G波分的关键技术及应用前言目前，我国网络带宽的需求随着IPTV、视频点播及3G业务等宽带业务的快速发展急剧增长，互联网骨干带宽以每年75-125%的速度增长，现有的40G传输已不能满足未来几年几何式增长的带宽需求。

随着100G技术的逐渐成熟及规模商用，为了应对大容量网络的带宽要求，在核心网络与业务汇聚层部署100G 已成为网络运营商、大型互连网业务提供商的迫切需要。

一、100G波分的关键技术1.码型调制技术从长距离传输开始，码型调制技术就成为波分技术的研究重点。

波特率越高，色散容限降低，非线性效应增强。

2.FEC技术FEC技术的主要功能是降低光信噪比值要求。

随着100G技术以及40G系统的发展和应用，为实现更远距离更高速率的传呼，FEC技术也在不断进步。

第二代FEC技术的净编码增益高达8-9dB，BER 容限降低至1×10-3～4×10-3。

3.相干接收和DSP技术在解决长距离传输产生的物理效应危害问题上，采用PDM-QPSK技术可以解决OSNR要求提高问题，但是不能解决色散容限降问题和PMD容限过小问题。

在100G波分系统中，使用色散补偿模块，在接收端设置可调节色散补偿模块，解决色散容限降问题，但是这种解决措施往往会对网络规划产生一定的不良影响。

而光相干检测可以探测到光场的偏振、幅度以及相位信息，进行数字信号处理，可以解决色散问题以及PMD问题。

目前，PDM-QPSK技术、相干接收和DSP技术的配合使用已经成为100G波分系统主流技术方案。

二、100G波分技术的优势100G波分技术在城域网中的应用应采取PM-QPSK+相干光接收方案。

其调制解调标准明确且单一，有利于节约选择设备的时间，利于厂家迅速生产出合适的设备。

相干接收能使得骨干层在远距离传输高速率传输中不需要设置专门的色散补偿模块，简化骨干层结构，节约规划建设时间。

100G波分能兼容当前城域网中使用的10G系统，可以消除100G路由器的部署障碍。

PM-QPSK相干系统中改进的OSNR监测方法

PM-QPSK相干系统中改进的OSNR监测方法王芳;张霞【摘要】针对100 Gbit/s及以上PM-QPSK(偏振复用正交相移键控)相干光通信系统,提出了一种改进的基于统计矩的带内OSNR(光信噪比)监测方案,并在搭建的100 Gbit/s PM-QPSK相干接收系统中对该方案进行了数值仿真。

结果表明,在5~25 dB的OSNR范围内,该改进方案对不同占空比的RZ(归零)码调制信号的监测误差均小于0.5 dB；根据商用相干接收机对接收端 OSNR的要求,取其参考值为14 dB,则在0.5 dB的监测范围内,对 CD(色散)的容忍度为2400 ps/nm,对一阶PMD (偏振模色散)即DGD(差分群时延)的容忍度为62 ps。

%For 100 Gbit/s (or above)Polarization Multiplexed-Quadrature Phase Shift Keying (PM-QPSK)optical coherent transmission systems,we propose an improved statistical moment-based intraband Optical-Signal-Noise-Ratio (OSNR)moni-toring method and carry out its numerical simulation in such an established system.The results show that when this method is used,all the monitoring errors of RZ code modulated signals with different duty cycles are smaller than 0.5 dB in the OSNR range of 5~25 dB and in line with the requirement of the commercially available coherent receivers for the OSNR at the receiver end,taking the reference value of 14 dB,the system Chromatic Dispersion (CD)tolerance is 2400 ps/nm and that for the 1st-order Polarization Mode Dispersion (PMD),i.e.Differential Group Delay (DGD),is 62 ps/nm in the monitoring range of 0.5 dB.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P24-27)【关键词】光纤通信系统;光信噪比监测;偏振复用正交相移键控;色散;偏振模色散【作者】王芳;张霞【作者单位】聊城大学网络信息中心，山东聊城 252059;北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876; 聊城大学山东省光通信科学与技术重点实验室，山东聊城 252000【正文语种】中文【中图分类】TN9140 引言随着全球宽带业务流量的增长，光网络迅速发展起来。

100G系统调试规范..

七、混传系统调试规范
40G和100G混传系统调测要求
线路光功率调测应留出一定量的富余度，保证系统在一定范围内的功率波动不影响正常业务。当采用二级放大器进行功率补偿时，线路余量应设置在一级放大器上，如：二级放大器采用PA+OA时，根据用户要求线路余量放在一级放大器PA上。光功率调测要满足系统扩容的需求，放大器的输出功率严格按照系统调试公式计算值进行设置调试。 40G和100G混传系统对系统功率调测有如下要求，请逐条调整和实施： 40G和100G单波入纤功率： 40G单波入纤功率：G.652光纤---+2dbm；G.655光纤---+1dbm 40 80 100G单波入纤功率见下表：波道总数
注意：100G系统PMD和色散基本不受限制，无需补偿。
综上可知： 100G 系统基本无需对色散和 PMD 进行补偿， 100G DWDM 系统调试中主要涉及的是系统光功率调整以及光功率平坦度的调整，由此来控制系统的光功率和OSNR，
抑制光纤的非线性效应。
明确系统通道最小OSNR、平均OSNR要求。
四、系统光放大段入纤光功率
光放大段单通道入纤光功率标准值为： G652:+1dBm，G655:0dBm，工程实际单通道入纤光功率还是以工程设计配置为准。光放大段输出总光功率计算公式为： P（dBm）=Ps(dBm)+10*Log(N)。 P ——系统总输出光功率 Ps——单通道输出光功率 N ——系统波道数一般工程系统配置设计放大器输出为工程开通的实际要求值，因此最终的光放大器输出值要以系统配置设计为准。
100G WDM传输系统中的损伤因素：
100Gbit/s系统采用的信号调制格式特点：
采用的信号调制格式为PM-QPSK PM-QPSK的接收采用的是相干接收检测技术

qpsk解调原理

qpsk解调原理
QPSK是一种常见的调制技术，用于在数字通信系统中传输数字信号。

QPSK解调的原理是将经过QPSK调制的信号恢复为原始的数字信号。

在QPSK调制中，每个数字比特被映射为一个复数符号。

具体来说，每两个比特被映射为一个复数符号，其幅度恒定，但相位可以取四个可能的值(0°, 90°, 180°, 270°)。

这四个相位对应于QPSK调制中的四个符号点。

在接收端，QPSK解调器的任务是将接收到的QPSK信号映射回原始的数字数据。

为了实现这个过程，解调器需要知道每个符号点对应的相位。

QPSK解调的过程可以分为以下几个步骤：
1. 接收并采样信号：接收天线将信号转化为电信号，并对信号进行采样，以获取离散的样本。

2. 信号分离：将接收到的信号分为实部分量和虚部分量。

3. 时钟恢复：通过接收信号中的时钟信息，恢复传输中使用的时钟信号。

4. 匹配滤波：通过匹配滤波器，滤除噪声和多径衰落等干扰，以提高信号质量。

5. 相位误差估计：使用已知的相位参考信号或符号同步技术，估计接收信号相位与发送信号相位之间的差距。

6. 相位补偿：根据相位误差估计值，对接收信号进行相位修正，以恢复原始的相位。

7. 映射：将修正后的相位值映射回原始的数字比特。

8. 解符号：将映射后的符号转化为对应的数字比特。

通过以上步骤，QPSK调制的信号可以被恢复为原始的数字信号。

这个过程中，关键的步骤是相位误差估计和相位补偿，因为准确的相位估计和校正能够降低误码率，提高通信系统的性能。

技术透视：100G的敲砖石DP-QPSK

作者：深圳大学宋军博士7/26/2010,许多朋友会发现从去年开始100G（Gbit/s）的概念就变得异常火热，从各种学术会议到各种展会，处处可看到与100G相关的技术与产品。

我们都知道现有的网络还处在由10G到40G的过度中，40G的半只脚刚开始迈出，100G就被推到了公众面前，速度之快，令人有点措手不及。

是什么力量在推动100G的发展呢？主要有三点，一是网络容量的高速增长需求，二是路由效率的快速提高，三是标准的快速建立，例如IEEE在制定标准的时候是将40G和100G放在同一日程表之上的。

但不可否认，100G的概念变得这么火热，不乏炒作因素。

但与以往不同的是，热衷于炒100G概念的既有系统供应商，也有电信运营商，买卖双方都有罕见的默契。

而炒的最火的地区还是在北美，如Comcast, AT&T, 和 Verizon这些知名的北美电信巨头都纷纷向100G 抛出橄榄枝。

在这样的背景之下，全球主要的系统供应商在去年末到今年初纷纷发布了自己的100G产品模块，以期占得市场先机。

买的和卖的少有的这么配合，可谓万事俱备只欠东风。

100G真的大规模推广，只差成本这一项，当然为了解决这一点，要做得努力还需很多，可谓任重道远。

100G的成本低到多少才能大规模商用呢？一个简单的比方受到普遍的赞同：当一个100G的成本等于10个10G的成本时，100G就可以商用了；而当一个100G的成本相当于约8个10G的成本时，100G的规模化商用就正式来临了。

鉴于这一点，人们对从40G 到100G的过度仍认为应该是和缓的升级，即不铺设新的光缆，不改变现有传输架构，仅进行以收发端为主的技术升级。

让我们先简单看一下面向40G/100G的主要标准之一IEEE 802.3，以对100G的基本雏形有个快速了解：首先对40G和100G的应用场合，该标准是这样界定的，100G预计将在核心网络（路由器），而40G预计将在应用服务器和计算机网络（局域网交换机应用）；此外从标准可看到，在物理层，对100G有两种光接入方式被建议，即基于标准单模光纤使用4x25G 的粗波分复用组网，基于多模光纤，则使用10路并行的10G光纤组网。

100GOTN系统关键技术及常见故障

100GOTN系统关键技术及常见故障作者：孙茂河来源：《中国新通信》 2018年第12期【摘要】传送网作为各种业务网的承载网，为适应业务需求，100G OTN 成了目前传送网的主流技术，本篇就100Gbit/s OTN 关键技术及维护中常见故障及处理逐一阐述。

【关键词】 PM-QPSK 调制相干接收 SD-FEC近年来，随着云计算、物联网、互联网宽带等迅速发展，100Gbit/s 市场需求随之产生，掌握100G OTN 技术特点尤为重要。

一、100Gbit/s OTN 关键技术1、PM-QPSK 调制。

在100Gbit/s OTN 系统中，发射机采用PM-QPSK（偏振复用- 正交相移键控）调制方式。

PM-QPSK 光调制方式是OIF 推荐的100G 长距离光传输调制方式。

OTU4 速率分成4 路，即28G-32G 波特率，每两路做一个（差分）正交相位调制（QPSK），两个QPSK 光输出信号按偏振态正交复用，形成100G PM-QPSK 光信号。

2、相干接收。

在100G OTN 系统中接收机采用相干接收。

在接收端选用与发送端激光器相同中心波长的激光器（同频），通过同步电路处理，使接收端的相位保持与发送端相同（同相），从而形成相干条件，可以方便的还原出经过“相位调制”的信号。

采用相干接收的好处是可提供更高的OSNR 灵敏度，提高传输距离。

3、数字信号处理（DSP）技术。

DSP 技术是对经过相关接收的4 路模拟电信号，经过模拟数字转换器采样成数字信号，（X、Y 轴数字信号）在频域通过2 个有限脉冲响应滤波器实现大范围的色散补偿，然后再在时域通过4 个有限脉冲响应滤波器完成信号的偏振恢复、偏振解复用和PMD 补偿，以此完成光场上CD 和PMD 损伤补偿。

4、SD-FEC。

前向纠错FEC 是光传输技术中降低OSNR要求的重要技术，在100G OTN 系统中引入了基于软判决（SD）的第三代FEC 编码技术。

100GbpsPM_D_QPSK相干光传输系统DSP算法研究

100GbpsPM_D_QPSK相干光传输系统DSP算法研究第二章2.1 系统组成及理论模型由于大容量长距离传输系统中需要采用前向FEC编码技术，会造成7%~11%的系统开销，为了保证有效信息速率达到100Gbps，可设为112Gbps2.1.1 发射机激光器发出的两束正交平偏振光的电场分量为为避免啁啾，采用了推挽式的双臂调制β是传输常数2.1.2 光纤传输链路1、噪声在大容量长距离传输系统中,噪声的主要来源为光放大器,可以用OSNR来衡量信号每经过一个光放人器,会在放人信号和噪声的同时，还将引入新的放大自发辐射(ASE)噪声,使得OSNR下降OSNR：在给定光学带宽（0.1nm，对应12.5GHz）范围内，信号本身功率与ASE之比有：2、CD和PMD频谱CD光纤色散系数D(单位:ps/nm/km),β3在采用G653色散位移光纤的系统需要考虑，其他时候不需要考虑群速度色散对信号频域上的影响表现为不同频率分量产生不同的相移,频谱形状不发生变化PMD是由光纤中随机双折射引起的：一阶PMD信道的冲激响应包含CD和一阶PMD效应的SMF的频域响应表达式为：Kerr非线性效应光纤的折射率不仅取决与波长,也取决于光的强度,导致Ken.非线性效应的产生：包括自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)和四波混频(FWM)SPM是光纤中光信号的强度对本信号相位产生调制作用所引入的非线性效应XPM是多波长系统任意波长信号的相位受到相邻信道波长信号强度起伏调制所引入的非线性效应FWM是不同频率波长间的拍频导致信道间的相位调制,产生新的调制边带和导致混频现象的非线性效应2.1.3 相干光接收机如果在理想传输条件下，那么接收到的X,Y偏振态信号忽略常相位部分的电场分量为2.2 DSP处理单位核心算法2.2.1 正交不平衡补偿补偿I和Q路不正交1、不正交原因：I/Q偏置点的设施不正确、3dB耦合器分光比不对称、光电二极管响应率不匹配2、正交不平衡的影响：经过90°混频器平衡接收后输出信号为：3、正交不平衡补偿算法：通常采用格拉姆一施密特正交化过程(GSOP)算法进行补偿2.2.2 固定系数打色散粗均衡利用蝶形结构的自适应均衡解复用器补偿链路所有累计CD时,由于CD补偿量很大,将导致均衡收敛时间和计算复杂度的急剧增加2.2.3 时钟同步作用：使得本地时钟和发端时钟的误差补偿在相干光接收机中,两种具有代表性的非数据（NDA)的时钟同步方案为：前馈式结构的全数字时钟同步和反馈式结构的混合时钟同步2.2.4自适应均衡解复用由于光纤的偏振旋转造成接收信号存在偏振串扰的影响，也就是说，接收的一路偏振光中可能同时携带了发送端的两个偏振光上的原始信息。

100G相干光通讯的关键技术和系统升级

100G相干光通讯的关键技术和系统升级洪进博士, Opnext Inc.产品管理副总裁美国加利福利亚州jhong@opnext摘要本文综合分析了100G相干光通讯的最新发展趋势, 尤其是其独特的非常适合于对现有长距离传输系统进行平滑无缝升级的一些主要和优越的性能, 以及其在密集波分系统（DWDM）向100G升级过程中和在组建全新100G网络中的广泛而重要的应用。

关键词-光通信;相干通信I.导言40Gb/s 密集波分系统已经在世界各地运营商开始了相当规模的应用。

40Gb/s 波分通道能够纳入现有的10Gb / s的 DWDM传输系统中的一个关键是先进的调制技术的引进。

调制格式如光双二进制（ODB），差分相移键控（DPSK），差分正交相移键控（DQPSK）和偏振复用正交相移键控（PM-QPSK）已都在运营商网络中得到了相当的部署。

这些调制格式的共同特性是支持50GHz间隔的DWDM 通道。

最早期的 40Gb / s的调制格式，无法支持50GHz的通道间距是它不能得到有效部署的主要原因。

运营商部署高线路速率的主要动机是提高频谱效率，从而能最大限度地发挥现有的DWDM系统的容量。

新一代的100Gb/s技术，可再提高频谱效率，以满足互联网和IPTV带宽的增长，预计将再次成为一个最重要的动力之一对于50GHz的通道间距的支持，是100Gb/s传输的一个关键要求。

为便于网络规划，传输光信号透传过许多个可重构光分/插复用器（ROADM）节点的技术也是至关重要的，因为高速通道的传输，往往要通过这些大量的ROADM 节点。

其他主要的要求是色散（CD）和偏振模色散（PMD）容限的加强。

为使长途传输系统能无缝升级到100Gb/s，以下是几个主要的要求：(1) 传输距离大于1,500公里, (2) 支持 50GHz的通道间距, (3) 色散（CD）容限±700ps/nm,(4) 偏振模色散（PMD）容限10ps (DGD平均值), (5) 信号透传能力大于10 个50GHz间距ROADM 节点, (6) 信号透传能力大于24 个100GHz间距ROADM 节点, (7) 不改变现有的 DWDM通用设备及系统, (8) 不影响业务的系统升级, (9) 不对现有的DWDM通道信号产生重大串扰代价, (10) 每通道功率小于+2dBm, (11) 全波段可调谐的ITU标准50GHz 间距。

100G OTN系统关键技术

100G OTN系统关键技术1、100GOTN关键要求长途传输系统升级到100GOTN系统，必须要满足以下几方面要求。

（1）支持50GHz的通道间距。

（2）色散（CD）容限±700ps/nm。

（3）偏振模色散（PMD）容限10ps（DGD平均值）。

（4）能够在现有的DWDM网络和OTN中平滑升级。

（5）不对现有的DWDM通道信号产生重大串扰代价。

目前可以通过具有相干检测功能的100GPM-QPSK调制模式来满足这些要求。

2、100GPM-QPSK关键技术特性（1）OSNR性能改善具有相干检测功能的PM-QPSK比二进制（OOK）大约改善了6dB的光信噪比灵敏度。

100Gbit/s的容量是10Gbit/s的10倍，所以100G调制方案需要提供比10GOOK码型高10dB的性能。

相干检测的关键优势在于光波相位信息可以传递到数字领域，因而可以利用强大的电子色散补偿（EDC）能力，以非常低的代价清理信号失真。

因此，通过使用100GPM-QPSK与EDC，相干检测的技术可以获得6dB 的改善（与直接检测OOK相比）；利用高编码增益FEC可得2～3dB 的改善；由于减少CD和PMD的传输代价，再有1～2dB的改善。

这样，总改善能达到9～11dB，使得100GPM-QPSK接近10GOOK系统光信噪比的灵敏度。

这就意味着，100G系统在应用上可以达到目前的10G系统的传输距离。

（2）色散（CD）容限具有电子色散补偿（EDC）功能的调制解调器芯片，可不需外部可调谐色散补偿器。

芯片色散补偿的总量取决于有限脉冲响应（FIR）自适滤波器的2个因素，即拍点数量和拍点延时量。

10GDWDM的部署主要是利用色散补偿光纤（DCF）限制10GOOK接收器容限内的残余色散（通常是±400ps/nm），在这个范围内100GPM-QPSKEDC 是很容易做到的。

（3）偏振模色散（PMD）容限具有电子色散补偿（EDC）的调制解调器芯片还可以用于PMD 的补偿。

100Gbs PM-QPSK相干光接收机电域均衡算法的研究的开题报告

100Gbs PM-QPSK相干光接收机电域均衡算法的研究的开题报告题目：100Gbs PM-QPSK 相干光接收机电域均衡算法的研究一、研究背景相干光通信技术是当前光通信领域的研究热点之一，其优势之一是能够实现高速传输，其中，PM-QPSK 相干调制技术是当前用于高速光传输系统中的一种有效技术。

相较于单模光纤，多模光纤的损失更小，速率更高，对于高速光传输系统的设计和开发来说有着重要的意义。

然而，PM-QPSK 相干光接收机的电域均衡算法对于整个系统的性能起着至关重要的作用，因此本文就该问题进行了深入的探讨。

二、研究目的和意义本文旨在研究 PM-QPSK 相干光接收机的电域均衡算法，以提高其在高速光传输系统中的性能和稳定性。

本研究对于优化相干光通信系统的性能和提升其整体通信质量具有重要的意义。

三、研究内容和方法本研究主要研究相干光接收机的电域均衡算法，对该算法进行深入的理论分析和模拟验证，并在实际应用中进行测试，以达到优化系统性能和提高通信质量的效果。

具体研究内容包括：1. 相干光接收机的电域均衡原理及其影响因素分析；2. PM-QPSK 相干调制技术的基础知识及其与电域均衡的关系；3. 不同电域均衡算法的理论原理、模拟实验与分析比较；4. 优化相干光通信系统性能的建议措施。

本研究主要采用理论分析、仿真模拟和实际测试相结合的方法，对不同电域均衡算法进行评估和比较，以期发现最佳的算法方案，为优化相干光通信系统提供科学有效的技术支持。

四、预期结果和应用价值本研究预期能够研究出适用于 PM-QPSK 相干光接收机的电域均衡算法，为相干光通信系统的性能提升提供科学依据。

同时，本研究可为相干光通信系统的设计和开发提供参考服务，促进该领域的技术创新与产业发展。

100Gbps PM-(D)QPSK相干光传输系统DSP算法研究的开题报告

100Gbps PM-(D)QPSK相干光传输系统DSP算法研究的开题报告一、研究背景与意义：随着互联网、5G移动通信、物联网等信息技术的不断发展，大量数据的传输需求急剧增长，光通信技术已成为满足高带宽、长距离、低时延的重要手段。

复杂的光信号调制方式、串扰效应、非线性效应等限制了光纤传输系统带宽和传输距离，为此需要采用高速数字信号处理（DSP）技术，提高光通信系统的传输性能。

PM-(D)QPSK相干光传输系统是一种基于QPSK技术的高级调制格式，其拥有良好的光精度、光谱效率、带宽利用率和自适应等特点。

由于其调制格式的复杂性，需要采用基于DSP的信号处理技术，实现信号的均衡、时钟恢复、脉冲幅度调制（PAM）和相位噪声补偿等功能。

本文将研究100Gbps PM-(D)QPSK相干光传输系统DSP算法，包括距离补偿、色散补偿、筛选滤波、采样时钟恢复等功能的实现。

该研究对于提高光通信系统的传输性能、满足高速数据传输应用的需求，具有重要的理论和实际意义。

二、研究内容和方法：1、光通信系统的基本模型和设备结构，包括光收发机、信号处理芯片、解调器、调制器和解调器等组成部分的功能原理和性能参数。

2、100Gbps PM-(D)QPSK相干光传输系统的信道模型、串扰效应、非线性效应和信号处理算法，包括均衡算法、脉冲归零和PAM算法、时钟恢复算法、相位噪声补偿算法、 FEC编码和解码算法等。

3、基于Matlab和Python等软件平台，对上述算法进行仿真模拟和性能评估，验证其抗噪声、抗衰落和抗串扰等性能参数，对实现该算法的硬件平台进行设计和优化。

三、研究进度安排：1、第一阶段（3月-6月）：对光通信原理、高速数字信号处理理论和常用信号处理算法进行学习和研究，明确研究方向及内容，完成开题报告。

2、第二阶段（7月-9月）：对100Gbps PM-(D)QPSK相干光传输系统原理和信号处理算法进行深入研究，编写仿真代码，进行仿真模拟和性能评估。

100G波分系统关键技术及应用研究

100G波分系统关键技术及应用研究摘要：为了满足大容量的带宽需求，部署100G波分系统已成为迫切需要，本文对100G传输技术的关键技术及应用等方面进行探讨。

关键词：100G波分；关键技术；应用引言：随着现今互联网技术的快速发展，城域网的数据流量大大增加，导致其中所受到的网络带宽压力也越来越大。

并且，我国网络带宽需求也已经随着4G业务、IPTV等宽带业务的发展迅速增长，互联网中的骨干带宽正在以每年50%-125%的速度进行增长，40G波分系统已很难满足未来几年的带宽增长的需求.为了满足大容量的带宽需求，100G技术逐步成熟及规模商用，大规模部署100G OTN波分已成为电信运营商、大型互联网企业迫切需要。

当前主要设备厂商的100G波分系统可在C波段提供的传输容量。

100G技术实现商用，得益于规模越来越大、体积越来越小的光器件和电芯片集成技术外，同时一些关键技术的突破也推动了100G波分的发展，主要有PM-QPSK 光调制技术、相干接收、高增益软判决（SD）FEC 技术、DSP算法等。

一、100G波分的关键技术随着100G波分关键技术的逐渐成熟，现核心网络及其业务都以100Gbit/s器件为网络传输主体应用，因此，对100G波分关键技术进行探讨分析就显得极为重要。

相对于40Gbit/s技术从提出到商用经历近10年发展过程而言，100Gbit/s技术从提出到接近设备成熟可谓异常迅速。

为推动100Gbit/s光通信产业链的发展，多个光通信国际标准组织积极制定100Gbit/s相关标准，涵盖100Gbit/s器件、光模块、OTN开销处理、系统设备等领域。

IEEE于2010年6月发布了40Gbit/s/100Gbit/s以太网接口标准802.3ba；由多个光模块厂商组成的CFP多源协议联盟也发布了客户侧可热插拔光模块硬件和软件接口协议，为100Gbit/s客户侧接口制定了接口规范；ITU-T于2009年12月更新了OTN接口建议G.709，定义了支持100GE接入的OTU4帧结构及映射协议，规范了100Gbit/s板卡中成帧处理要求；OIF负责制定100Gbit/s波分侧光模块电气机械接口、软件管理接口、集成式发射机和接收机组件、前向纠错技术的协议规范，有力地推动了波分侧接口设计标准化。