100G相干光通信系统仿真研究
100G系统中PM-QPSK光解调器的研究
100G系统中PM-QPSK光解调器的研究摘要：PM-QPSK技术具有高的频谱效率，将传输符号的波特率降低为二进制调制的四分之一,并能使光信噪比极大改善，可以用强大的DSP来处理极化模复用信号。
文章分析了PM-QPSK 技术调制和解调的基本原理，对100G系统中接收机前端解调器光解调器进行详细分析。
关键词：偏振复用正交相移键控；解调器；平面光波导回路引言PM-QPSK(Polarization-multiplexed Quadrature Phase Shift Keying,偏振复用正交相移键控)的信号在接收侧采用相干检测技术可以实现高性能的信号解调，和直接解调、差分解调方式相比，相干检测所使用的本地激光器的功率要远大于输入光信号的光功率，所以光信噪比可以极大地改善[1]。
特别是相干检测技术充分利用强大的DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)技术来处理极化模复用信号，可以通过后续的数字信号处理补偿并进行信号重构，可以还原被传输的信号的特性（极化模、幅度、相位），大幅度消除光纤带来的传输损伤，如PMD（Polarization Mode Dispersion，偏振模色散）容忍度达30ps,无需线路色散补偿就可以容忍几万ps/nm,相比与其他的100G传输方案，如非相干PM-DQPSK或OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用技术)，PM-QPSK结合相干检测提供了最优化的解决方案,这被大多数的系统供应商选择为100G传输方案。
PM-QPSK调制原理四进制移相键控(QPSK)是一种多元(4元)数字频带调制方式，其信号的正弦载波有4个可能的离散相位状态，每个载波相位携带2个二进制符号，第n个时隙的QPSK信号可以表达为： (1)其中，A是信号的振幅，为常数；θn为受调制的相位，其取值有四种可能，具体值由该时隙所传的符号值决定；fc是载波频率；Ts为四进制符号间隔。
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。
100Gbps光纤传输技术和系统试验最新进展
摘要：随着100Gbps光纤传输系统商用部署的启动，超100Gbps光纤传输技术逐渐成为了光通信领域新的研究热点。
简要分析超100Gbps光纤传输所涉及的关键技术，并介绍目前较有代表性的超100Gbps系统试验成果。
英文摘要:关键词: 超100Gbps光纤传输，光正交频分复用，正交幅度调制英文关键词：Beyond 100Gbps，OFDM，QAM概述随着固定接入宽带用户的持续普及和未来LTE移动网络的部署以及各种宽带应用的大量涌现，骨干传送网带宽需求将持续快速增长。
据光互连论坛（OIF）公布的数据，商用网络运营商长期年均流量增长将超过50%，即不到2年流量就翻一倍；而来自中国电信的数据是每年传输容量增加接近100%，5年带宽增长10-20倍。
在带宽需求不断快速增长的驱动下，N×100Gbps DWDM开始走向规模商用，同时下一代DWDM技术即单信道超100Gbps技术的研究已经启动。
所谓“超100Gbps DWDM系统”一般指单波长信道速率400Gbps或1Tbps、而频谱效率大于目前主流的N×100Gbps DWDM的2bit/s/Hz的大容量波分复用系统。
超100Gbps系统单信道和客户侧接口速率主要有2种：100Gbps或1Tbps，按IP界速率演进规律1Tbps是一种选择，但综合技术实现难度等，400Gbps也是另外一种可能的选择。
近2、3年国际领先的研究机构和知名的光通讯设备商在超100Gbps技术上都积极开展了较为深入的研究，完成了若干对未来超100Gbps技术走向有影响力的系统试验。
本文将简要分析超100Gbps光纤传输系统所涉及的关键技术，并介绍具有代表性的超100Gbps系统试验成果。
超100Gbps系统关键技术分析偏振复用正交相位调制（PDM-QPSK）、相干光接收、电均衡补偿是目前业界共识的100Gbps系统实现方式，也应是未来超100Gbps系统的技术基础。
光通信系统的建模与仿真研究
光通信系统的建模与仿真研究随着现代通信技术的不断发展，光通信逐渐成为人们越来越重要的一种通信方式。
光通信具有传输速度快、带宽高、抗干扰能力强等优点，因而被广泛应用于大规模数据传输、视频传输等领域。
由此可见，光通信在未来的应用市场中将会有着不可替代的地位。
然而，在实际应用中，光通信系统面临着很多问题，比如光信号的传输损耗、干扰等。
为了解决这些问题，把光通信系统建模，进行相关的仿真研究是非常必要的。
首先，对于光通信系统建模，最重要的一步是确定其结构。
光通信系统由很多部分组成，例如光源，光导纤维，波分复用器等。
在建模时需要对这些部分进行详细的分析，明确各部分的作用和相互之间的关系。
只有根据实际情况建立准确的模型结构，才能保证研究得到的数据具有可靠性和可重复性。
其次，需要考虑的是光通信系统中所需要的数据表现。
在实际应用中，我们需要知道的不仅是系统的传输速率等基本信息，还需要了解它的传输距离、花费等。
对于这些数据指标，可以建立相应的数据库来进行记录和管理。
在模拟分析时，可以通过数据的读取和统计来分析系统的整体性能。
然后，需要考虑的是仿真软件的选择。
光通信系统的建模和仿真是一项复杂的工作，因此需要使用合适的仿真软件来进行模拟。
目前，有很多仿真软件可供选择，例如MATLAB等。
这些软件可以帮助我们更好地模拟光通信系统的各个方面，并模拟系统在不同条件下的性能表现。
最后，需要进行光通信系统实际场景中的仿真测试。
在实际应用中，光通信系统既要考虑到实验室环境下的仿真，还要考虑到实际场景中的测试。
为此，需要建立真实的场景测试平台，并在此基础上进行数据分析，以验证仿真分析结果的可靠性。
总结起来，光通信系统是一个重要的通信方式，光通信系统的建模和仿真是提高光通信系统性能和可靠性的必要手段。
通过对系统结构的详细分析和对相关数据的准确表现，选择合适的仿真软件，并在实际场景中进行测试验证，光通信系统的建模和仿真研究将有助于更好地应用和发展光通信技术。
100G系统中PM-QPSK光解调器的研究
２ Ｐ － Ｐ Ｋ 制 原 理 ＭＱＳ调
四 进 制 移 相 键 控 （ Ｓ ） 一 种 多 ＱＰ Ｋ 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
ＱＰ Ｋ信 号 的 矢 量 图 如 下 图 １ Ａ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 ３ ｐ， 需 线 路 ０ｓ 无 色 散 补 偿 就 可 以 容 忍 几 万 ｐ／ｍ， 比 ｓｎ 相 其 他 的 １ ０ 输 方 案 ，如 非 相 干 Ｐ — ０ Ｇ传 Ｍ
分 复 用 技 术 ） Ｍ — Ｓ 结 合 相 干 检 ，Ｐ ＱＰ Ｋ 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 ０ Ｇ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ＱＰ Ｋ 号可 以表 达 为 ： Ｓ信
（） Ａｃｓ２ ￣ｔ Ｏ）（ １ ｔ＝ ｏ （ｎ ＋ ．， ） ｔ ｈ （） 一 － Ｅ １ ＜
Ｄ ＱＰＳＫ或
ｏ ＦＤ Ｍ ｆ ｒ ｈＯｇＯｎａ Ｏ ｔ １
Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙＤｉｉ ｏ ｌｐｅ ｉｇ正 交 频 ｒ ｑ ｅ ｃ ｖ ｉｎ Ｍｕｔ ｌ ｎ ， ｓ ｉ ｘ
在 本 文所 介 绍 的 １ ０ 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Ｔ Ｅ、Ｔ Ｍ模 光信 号 ，分
Ｅ ＝√ 一 ｐ ｊ ， １ Ａ ｅ （ｗｔ ｘ ）
１
学 属性映 射到 电域 以解 析光调 制格 式
100G相干光模块在城域网、核心网的应用
100G/200G相干光模块在城域网、核心网的应用在光通信领域，更大的带宽、更长的传输距离、更高的接收灵敏度，永远都是科研者的追求目标。
伴随着视频会议等通信技术的应用和互联网的普及产生的信息爆炸式增长，对作为整个通信系统基础的物理层提出了更高的传输性能要求。
在强大的需求驱动下，大规模铺设的DWDM系统正逐渐耗尽其波长资源，通过压缩光脉冲提升时分复用（TDM）系统的效率也有很大的技术瓶颈。
在这样的背景之下，似乎被遗忘了的相干系统又再一次引起了人们的注意。
相干光通信的理论和实验始于80年代，相干光通信系统被公认为具有灵敏度高的优势，各国在相干光传输上做了大量研究；由于EDFA和WDM技术的发展，相干光通信的研究一度发展缓慢。
然而随着时间的推移，很多问题的出现使得其再次受到广泛关注。
在数字通信方面，如何扩大C波段放大器的容量，克服光纤色散效应的恶化，以及增加自由空间传输的容量和范围已成为科研工作者们的重要考虑因素；在模拟通信方面，灵敏度和动态范围是系统的关键参数；而这些都能通过相干光通信技术得到改善。
与此同时，过去的三十年中，科研工作者在光器件方面取得了很大的进步，比如，激光器的输出功率，线宽，稳定性和噪声，以及光电探测器的带宽，功率容量和共模抑制比都得到了很大的改善，微波电子器件的性能也大幅提高。
这些进步使得相干光通信系统商用化变为可能。
在新的历史机遇下，易飞扬锐意进取，在相干光通信的研究领域中，自主研发了single Lambda CFP-DCO100G相干光模块，使用DP-D/QPSK调制技术，满足全C波段ITU-T可调（50/100GHz），标准100GE接口（可定制OUT-4）,符合CFP-MSA 协议，方便用户直接接入现有设备；为数据中心互联（DCI），城域网应用定制研发，传输距离（~100Km），支持P2P和DWDM传输。
采用硅光技术集成优化解决方案，满足低功耗应用（~22W）充分保证性能，可以根据应用场景提供可定制的系统解决方案。
光通信系统的设计及仿真研究
光通信系统的设计及仿真研究光通信是一种基于光信号进行信息传输的通信技术，相对于传统的电信技术来说，有着更高的传输速度和传输距离。
因此，光通信技术在现代通信领域中扮演着越来越大的角色。
本文将基于光通信技术，探讨光通信系统的设计及仿真研究。
一、光通信系统的基本原理光通信系统主要由三部分组成：发送机、接收机和传输介质。
其中传输介质就是光纤，作为光信号的传输通道。
发送机将信息转换成光信号，通过光纤将光信号传输到接收机，接收机然后将光信号再转换成电信号。
整个过程中，需要的技术包括：光模、光电转换和调制等。
光模是指光信号在光纤中的传输模式，通常有多模和单模两种模式。
多模光纤在传输过程中会受到多径干扰，导致光信号失真；而单模光纤则可以有效避免这种问题，从而在长距离传输中有着更高的性能。
光电转换是指将光信号转换成电信号的过程。
早期的光电转换器件主要是光敏二极管（PIN PIN。
):PIN。
用于低速、短距离的通信；而光电倍增管（APD APD。
): ）则适用于高速和远距离通信。
随着技术的不断进步，光电转换器件也不断更新，目前已经出现了更为高效的器件，如：MOS光电晶体管、VCSEL等。
调制则是指对光信号的调制过程，通常采用的是调制器件。
调制技术的发展经历了振幅调制（AM AM。
: ）、频率调制（FM FM。
: ）、脉冲调制（PM PM。
: ）等多个阶段。
现代通信系统中主要采用的是相干调制技术，该技术有着较高的调制速度和调制深度，可以适用于高速、远距离传输。
二、光通信系统的设计光通信系统的设计需要考虑多方面因素。
下面从以下几个方面对光通信系统的设计做一个介绍。
1、光纤和连接器的选择光纤和连接器的选择直接影响到光信号的传输质量。
因此，在进行光通信系统设计时，需要选择优质的光纤和连接器，同时按照正确的方式进行连接，以避免光信号传输中的信号失真和损耗。
2、光源和光电转换器件的选择光源和光电转换器件是光通信系统中的核心部分，需要选择合适的器件以保证系统的传输性能。
基于OptiSystem的相干光纤通信系统仿真研究
研制开发的相干光纤通信系统仿真研究姜波波（安徽长安专用汽车制造有限公司，安徽相干光纤通信系统因其具有灵敏度高、中继距离长、通信容量大以及可以采用多种调制方式等特点，成采用相干光纤通信是目前光纤通信发展的主要趋势。
光信号的幅度、频率以及相位都可以被调制，从而可以大幅提高系统的传输效率，因此多适用于宽带视频、多媒体相干光纤通信；振幅；频率；相位Simulation Research of Coherent Optical Fiber Communication System Based on OptiSystemJIANG BoboAnhui Changan Special-Purpose Vehicle Manufacturing Co.communication system has thevarious modulation modes.Coherentbecome the focus in the high数字信号发生器CW激光器CW激光器极化波幅度调制器随机脉冲发生器光纤耦合器误码率分析仪光接收器眼图分析仪图1 振幅调制光路图改变光纤通信参数，选出振幅调制中的最优传输方案。
光纤通信中使用的有3个低损耗波长分别为850 nm、1310 nm和1550 nm。
本次仿真中分别对这个参数进行比较，眼图仿真结果如图2所示。
图2的横坐标表示周期，纵坐标表示幅度，从图中可以看出，波长为1550 nm的系统的传输性能明显比850 nm和1330 nm的性能好，故在本次设计中波长采用1550 nm。
在波长为1550 nm的基础上，变光纤参数中的色散值，设计了3 ps/nm·km、 ps/nm·km以及7 ps/nm·km共3个色散值，眼图仿真结果如图3所示。
可以看出，色散为5 ps/nm·km的系统的性能比振幅/m时间/位周期0.0030.0020.0010.5100.510.51时间/位周期时间/位周期21.71.41.10.80.50.0020.00170.00140.00110.00080.00050.5100.5100.510.51振幅/m时间/位周期21.71.41.10.80.50.5100.51振幅/m322171400.5100.5100.51时间/位周期0.0030.00200.51时间/位周期 2020年9月25日第37卷第18期Telecom Power TechnologyＳｅｐ． ２５，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． １８ 姜波波：基于OptiSystem 的 相干光纤通信系统仿真研究结果看，设计的光电路振幅调制所展现的眼图的仿真效果比另两种调制方式更理想。
相干光通信中的数字信号处理算法的仿真与研究的开题报告
相干光通信中的数字信号处理算法的仿真与研究的开题报告1. 研究背景随着通信技术的发展和数字化程度的提高，数字信号处理成为了光通信系统发展中不可或缺的一环。
在相干光通信中，数字信号处理算法是实现信号采集、传输、接收等关键技术之一。
在此背景下，本文拟开展相干光通信中数字信号处理算法的仿真与研究，通过数值仿真和实验验证，探究数字信号处理算法在光通信系统中的性能优化和改进技术，为光通信系统的发展提供理论和实践基础。
2. 研究目的本研究旨在：1. 研究相干光通信中常用的数字信号处理算法，包括调制解调、信道均衡、时钟恢复等关键技术；2. 设计相应的数值仿真模型和实验平台，对数字信号处理算法进行性能评估和比较，验证其实际应用效果；3. 探索数字信号处理算法在光通信系统中的优化和改进方法，提高系统传输速率、抗干扰能力和误码率等性能指标。
3. 研究内容本研究的主要内容包括：1. 数字信号处理算法的理论研究。
对相干光通信中的数字信号处理算法进行理论分析，包括调制解调技术、信道均衡技术、时钟恢复技术等，探究其原理、特点和应用场景；2. 数值仿真模型的建立。
搭建相应的数值仿真模型，利用MATLAB等软件工具进行仿真实验，对不同数字信号处理算法进行性能比较和分析，探究其优缺点和适用范围；3. 实验平台的搭建。
建立实验平台，对不同数字信号处理算法进行实际测试，验证其在实际应用中的性能表现和可行性；4. 数字信号处理算法的优化和改进。
针对数字信号处理算法在实际应用中存在的问题和不足，提出相应的优化和改进方法，如基于神经网络的均衡算法、自适应系数的算法等。
4. 研究意义本研究旨在深入探究数字信号处理算法在相干光通信中的应用，为光通信系统的发展提供理论和实践基础。
具体意义如下：1. 探究数字信号处理算法在相干光通信系统中的应用特点和性能表现，为系统的优化和改进提供理论基础；2. 设计相应的数值仿真模型和实验平台，验证数字信号处理算法在实际应用中的可行性和实用性；3. 提出数字信号处理算法的优化和改进方法，促进数字信号处理的发展和创新；4. 推动光通信技术的发展，并为今后相关研究提供参考和借鉴。
超越100G速率的相干光传输技术探讨
超越100G速率的相干光传输技术探讨由于FTTH（光纤到户）的普及、智能手机日益增长的使用、第5代移动通信系统的高速发展促使光通信网络的进一步升级。
当前国内100G DWDM系统波长资源即将耗尽，400G迫在眉睫，人们期待着频谱效率更高的DWDM系统。
图1、当前国内骨干网示意图（来自张成良《光网络&光器件新技术发展与应用》）近年来数字相干光传输系统被广泛关注，易飞扬（Gigalight）于去年深圳光博会上首次展出了100G CFP DCO相干光模块，象征着公司在该领域的领先地位。
当前400G以太网传输的标准化正在进行中——这为每通道超过100G的光传输技术提供了商业开发潜力。
用于数字相干光传输的数字信号处理技术发展趋势主要如图2所示。
图2（来自国外网站）相干光模块使用相干检测技术提高了接收灵敏度和频谱效率，另外使用DSP（数字信号处理）的技术实现了由长距离光纤传输过程中累积的波长失真的补偿。
改进现有的100G传输技术有两种可能的方向：增强性能和降低功耗。
高性能数字信号处理器（DSP）增加了传输容量和距离，但是却在传输设备中消耗了大量功率——为了开发超过100G的相干光传输系统，除却高质量的激光器、光电探测器等，还需要实现高的频谱利用率以及低功耗、高性能的数字信号处理功能。
1、数字相干光传输调制技术数字相干光传输技术的原理如图3所示。
传统光传输系统中最常用的调制方法是OOK，其中所用光信号中的0、1由开关状态（强度调制）表示，并且光强度的变化需要用光电探测器来探测。
当OOK以100Gbit/s的速率应用于传输的时候，在光纤传输过程中的各种波形失真导致了信号传输质量下降十分显著，结果就是传输距离仅限于几公里。
图3（来自国外网站）当前应用于100Gbit/s相干的主要调制方案是双极化正交相移键控（DP-QPSK）。
DP-QPSK 调制具有四个不同相位的光信号，并且还使用X偏振波和Y偏振波来承载不同的信号。
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。
40G-100G相干光通信原理与关键技术
40G/100G相干光通信原理与关键技术引言随着40Gb/s的大规模部署的开始，业界又涌现出多种新型的100G/s调制编码格式。
面对众多特征各异的传输码型，在综合考虑其他系统设计参数的基础上，业界主要从传输距离、通路间隔、与40Gb/s和10Gb/s系统的兼容性、模块成本与传输性能的平衡等方面进行综合选择。
随着高速数字信号处理技术（DSP）和模数转换技术（ADC）的进步，相干光通信成为研究的热点。
相干检测与DSP技术相结合，可以在电域进行载波相位同步和偏振跟踪，清除了传统相干接收的两大障碍。
基于DSP的相干接收机结构简单，具有硬件透明性；可在电域补偿各种传输损伤，简化传输链路，降低传输成本；支持多进制调制格式和偏振复用，实现高频谱效率的传输。
通过业界一两年来对于100Gb/s模块的研究和开发，100G/s 的偏振复用四相相移键控相干模块（Coherent PM-QPSK）正在变成业界的主要选择。
相干光通信的基本原理相干光通信系统可以把光频段划分为许多频道，从而使光频段得到充分利用，即多信道光纤通信。
相干光通信技术具有接收灵敏度高的优点，采用相干检测技术的接收灵敏度可比直接检测技术高18dB。
图1为发射机采用偏振复用，作为载体的激光信号通过PBS（偏振分光器）分为X/Y两路，每路信号在通过2个MZ调制器组成的I/Q调制器（I路和Q路相位差90）分别将10.7/27.5Gb/s的信号调制到载波，然后再通过偏振复用器把X轴和Y轴光信号按偏振复用合并在一起通过光纤发送出去，从而实现了40/100Gb/s 在单光纤上的传输。
在接收端，与强度调制一一直接检测系统不同，相干光纤通信系统在光接收机中增加了外差或零差接收所需的本地振荡光源（LO），该光源输出的光波与接收到的已调光波在满足波前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混频。
稍微改变本振激光器的光频，就可改变所选择的信道，因此对本振激光器的线宽要求很高。
混频后输出的信号光波场强和本振光波场强之和的平方成正比，从中可选出本振光波与信号光波的差频信号。
研究光纤通信系统中光网络性能监测研究与仿真
研究光纤通信系统中光网络性能监测研究与仿真摘要：本文研究光纤通信系统中光网络性能监测的方法及其在网络性能优化中的应用。
我们针对不同应用场景和网络规模，设计了不同的监测方案，并进行了仿真实验，分析了监测的效果和对网络性能优化的影响。
结果表明，光网络性能监测对于保障网络质量和提高网络性能具有重要意义。
关键词：光纤通信系统；光网络性能监测；仿真实验；网络性能优化正文：1. 引言随着互联网的普及和网络技术的发展，光纤通信系统已经成为了广泛应用的网络基础设施。
光纤通信系统具有带宽高、传输距离远、信号稳定等优点，受到了广泛的青睐。
然而，随着网络规模的不断扩大和网络应用的不断增多，光网络性能管理和优化也变得越来越重要。
其中，光网络性能监测作为一项重要的管理和优化手段，受到了人们的广泛关注。
本文主要研究光纤通信系统中光网络性能监测的方法及其在网络性能优化中的应用。
首先，我们介绍了光网络性能监测的概念和意义，阐述了它在保障网络质量和提高网络性能方面的重要作用。
然后，我们针对不同应用场景和网络规模，设计了不同的监测方案，并进行了仿真实验，分析了监测的效果和对网络性能优化的影响。
最后，我们总结了本文的研究成果并展望了未来的研究方向。
2. 光网络性能监测的概念和意义光网络性能监测指的是对光网络中运行状态和性能的实时监测和评估。
它通过对网络带宽、延迟、丢包率等指标的监测，可以及时发现网络问题并进行优化。
光网络性能监测在提高网络服务质量、保障用户体验、降低网络运营成本等方面具有重要作用。
例如，在网络运营商中，通过对网络性能的监测，可以及时发现网络故障并进行故障处理，保障网络稳定运行；在企业内部网络中，通过对网络性能的监测，可以优化网络流量、保障数据传输安全，提高网络的可用性等。
3. 光网络性能监测方案的设计与实现针对不同应用场景和网络规模，我们设计了不同的光网络性能监测方案。
在小型网络中，我们采用SNMP（Simple Network Management Protocol）协议进行网络性能监测。
相干光通信仿真技术研究论文
论相干光通信仿真技术的研究【摘要】随着通信系统的日新月异的发展，对于通信系统的建立的技术手段也日益增多。
特别是随着科技的进步，对于通信系统的功能以及要求也越来越高。
为了节约成本，缩小建程。
对于正在规划中的通信系统可以先建立方案模型，通过对模型的参数实验来设计出最优方案，改进已有方案以寻求更完美的解决办法。
特别是对于光弧子通信，波分复用等实验难度大的系统，通过计算机仿真，就能产生更高的性价比，以达到更大的实用价值。
【关键词】仿真模型光通信一、关于相干光通信系统计算机仿真技术二十世纪七十年代，人类的信息时代拉开序幕。
在全球信息化的大背景下，人类对于通信的质量，容量的高需求急剧增加。
高速宽带光纤网络正是在这种大背景和大需求下产生的。
由于它极大的适应了人类发展的要求，其地位也随之突飞猛进。
光波系统的传输方式传统上分为两种，一种是系统结构简单的强度调制-直接检测。
强度调制直接检测（im-dd）就是对强度调制的光载无线信号直接进行包络检测，也就是说强度调制信号直接通过光电探测器则可恢复出原信号，这是一种古老的通信方式。
另外一种就是称之为相干光波系统的光纤通信系统，它是通过调制光载波的频率或相位传输信息，利用零差或外差技术检测传输信号的方案。
也是近代通信领域最常用的方案。
与强度调制-直接检测的光波系统相比，相干光波系统有着无可比拟的优点。
因为光接收机的灵敏度高，因而可以大大的延长传输距离。
同时它还可以最大限度的使用光纤带宽，实现多信道的复用。
通过它种种的优点也不难看出，相干光波系统涉及的学科专业交叉繁杂，不仅涉及光通信的理论知识，还包括电磁场的分析，微电子技术，电路规划设计等。
所以，对此技术的开发与实验通常耗资昂贵，而且缺乏专业人才对其分析评估。
由此看来，建立计算机仿真相光波系统，就显得十分具有参考价值。
总的来说，相干光波系统的仿真，可以通过计算机的建模计算来达到最佳的系统数值以达到目的，可以节约大量的资金。
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。
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的敲砖石-DP-QPSK在光通信领域
中文English 首页|新闻|天下光通|市场|光搜|通信英才网|商业平台|采购指南|会展中心|光世纪论坛|博客家园|周年庆|光纤日报订阅您目前所在的位置：光纤在线 --> 光纤日报 --> 特约评论 --> 技术透视：100G 的敲砖石DP-QPSK 每日推荐光纤在线编辑部 2010-07-26 12:37:58 综合整理 浏览次数： 413版权所有,未经许可严禁转载.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的成本技术透视：100G 的敲砖石DP-QPSK·WTD三十年：而今迈步从头·深圳活动：8月28日爬南山·WTD承办2010中国光谷·深圳市华尔环通公司喜贺乔迁·专访华拓ATOP：技术推动·绍兴飞泰光电通过ISO90·EPON技术中自承式皮线光·国内窄线宽光纤激光器取得新·华拓ATOP公司总部移至科·国务院公布三网融合试点首批·液晶光电子器件：一个国内需·100G相干光通讯的关键技·WTD热插拔光模块技术成功·海信宽带多媒体9月光博会展·诺基亚西门子通信领跑400·中国移动FTTx首标结果出·世翔科技2×N PLC分路·奥鑫通过“航天型号初样阶段·华拓ATOP助学四川地震灾·世翔科技引进日本KUGE公时，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。
100G光通信系统研究综述
100G光通信系统研究综述作者：莫秋燕，陈亮，吴家隐来源：《中国新通信》 2017年第18期一、100G 光通信的发展现状当大家的目光还聚焦在40G 的商用时，100G 以悄然无声的进入了我们的生活。
随着技术的增进，我们正处于100G 时代的开端，以后100G 将占据市场的统治地位。
在当今这个信息时代，网络伴随着人们的生活，各种数据，资料等要在网络上进行传递，对传输速率和传输精度的要求也与日俱增。
在这两年中变化最大的莫过于4G 网络的覆盖，在2015年最起码在贵州的农村没有4G 网络，而在第二年就实现了4G 网络村村通。
在这样的形式下，100G 技术也会使得中国运营商的高度重视。
二、100G 光通信的关键技术100G 传输系统由于速率的增大，谱宽也增宽，将面临更高的系统光信噪比（OSNR）、色散容限和非线性效应影响等严峻挑战[1]。
2.1 系统OSNR由于光纤损耗的影响，系统OSNR 随着传输距离的增大而减小。
通常系统OSNR 要大于某阈值，接收机才能有效的区分信号和噪声，从而减小接收机的误判，保证通信的质量。
2.2 色散一定谱宽的信号在光纤中传输，由于不同频率成分在光纤中的传输速度不一样，所以到达接收端的时间不一样，引起信号在时间上发生展宽，导致相邻之间的脉冲之间出现码间干扰，产生误判。
100G 传输速率的光谱谱宽更宽，色散现象更严重。
根据色散的机理不同，色散可分为色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）。
CD 是由于一定谱线宽度下引起时延差异，PMD 是在指相同频率下偏振模式不同的信号引起的时延差异。
随着传输速率的提高，PMD 的影响更突出。
2.3 光纤非线性效应入射光功率大到一定程度的时候，会产生各种非线性效应。
根据机理不同，光纤的非线性效应可分为两类，一类是受激散色，包括受激布里渊色散（SBS）和受激拉曼散色（SRS），一类是由于非线性折射引起的，主要有自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）[2]。
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作者签名： （学号）：
年月日
毕业设计（论文）报告纸
100Gb/s 相干光通信系统仿真研究
摘要
随着社会的不断发展，信息的爆炸式增长以及互联网的普及，人们对于系统传输容量和 速度的需求不断上升，而就现有的通信网络的传输带宽而言，远远不能满足人们的需求。近 几年的研究表明，将相干光探测技术与数字信号处理（DSP）技术相结合，传输带宽与传输 速率将得到大幅度的提高。现代相干光通信系统传输速率已达到单波长 100Gb/s，其中对光信 号进行采样、数字化后，依据数字信号处理技术实现信号均衡与恢复等是十分关键的技术。 本论文将针对光纤链路的传输特性，研究相干光通信系统以及接收机中数字信号处理技术， 通过电域的 DSP 对诸如色散、相位偏移等导致的信号损伤进行灵活地补偿。本文的主要研究 内容如下：
目录
摘 要.....................................................................................................................................................i Abstract ................................................................................................................................................ii 第一章 绪 论........................................................................................................................... - 1 -
1). Study about the structure of the 100Gb/s coherent optical communication system, design and built the system.
2). Research on the function and algorithm of the receiver DSP subsystem. We will on the three subsystems: digital conversion, channel equalization, frequency estimation and carrier recovery.
编号
南京航空航天大学
毕业设计
题 目 100Gb/s 相干光通信系统仿真研究
学生姓名 学号 学院 专业 班级 指导教师
贾逸群 041120235 电子信息工程学院 信息工程 0411202 张方正 讲师
二〇一五年六月
南京航空航天大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书
本 人 郑 重 声 明 ： 所 呈 交 的 毕 业 设 计 （ 论 文 ）（ 题 目 ： 100Gb/s 相干光通信系统仿真研究）是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以 标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写的成果作品。
2.3.1 模数转换............................................................................................................. - 10 2.3.2 信道均衡............................................................................................................. - 11 2.3.3 频率估计与载波恢复......................................................................................... - 13 2.4 本章小结......................................................................................................................... - 15 第三章 100Gb/s 相干光通信的仿真及其参数设计 .................................................................. - 16 3.1 引言................................................................................................................................ - 16 3.2 EDC 算法的原理及在接收机 DSP 单元的实现 .......................................................... - 16 3.3 EDC 算法下系统性能的仿真研究................................................................................ - 19 3.3.1 EDC 的参数选取................................................................................................. - 20 3.3.2 不同色散管理链路系统中 EDC 的性能............................................................ - 22 3.3.3 EDC 在单波长与 WDM 系统中的性能................................................................. - 25 3.4 本章小结......................................................................................................................... - 26 第四章 总结与展望..................................................................................................................... - 28 -
关键词：相干光通信 数字信号处理（DSP） 电域色散补偿（EDC） 光纤非线性效应
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毕业设计（论文）报告纸
Simulation study of 100Gb/s coherent optical communication system
Abstract
With the rapid progress of society, the explosive growth of information and the popularization of Internet, people’s demand for transmission capacity and speed of the system will continue to rise, and the transmission bandwidth of the existing communication network is far from being able to meet people's needs. In recent years, the study shows that coherent optical detection technology and digital signal processing (DSP) combining techniques, transmission bandwidth and transmission rate will be greatly improved. Modern coherent optical communication system, the transmission rate has reached 100GB / s single wavelength, it is very critical technology to realize signal equalization and recovery by the digital signal processing technology after the optical signal was sampled and digitized . In this thesis, we will study the transmission characteristics of optical fiber link, and study the digital signal processing technology in the optical communication system and the receiver, and the signal damage caused by the factors such as dispersion and phase shift will be flexibly compensated by the method of electric field. The main research contents of this paper are as follows: