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随着计算机网络的不断演进,以及物联网、无线移动通信的快速发展,例如LTE、3G的商用,人们对于数据带宽的要求越来越高,其需求甚至是爆炸性的增长。日前,40Gb/s的传输技术已经成熟商用,100Gb/s的传输技术也在世界范围内扩大了商用试点规模,但这些仅仅只是短暂时间的缓解了网络带宽的压力。近年来,各大通信设备商的研发脚步已超越了100Gb/s传输网技术,放眼于400Gb/s传输网络的研发和试验。本文的研究内容是高速光相干传输系统的定时恢复(又称为时钟恢复),该技术正是为了未来的400Gb/s的传输网技术做关键技术的探究,同时也是目前光通信技术的研究热点之一。本文主要研究内容:一、本文研究了200Gb/s PM-NRZ-16QAM光相干传输系统的关键技术,并利用VPItransmissionMaker以及MATLAB搭建了系统的仿真平台。其中,发射端以及光纤信道主要是利用VPI进行搭建,保证了信道建模的准确性;其次,接收端的DSP算法部分主要是利用MATLAB来进行搭建的。二、主要研究与设计了该系统的定时恢复算法,并用MATLAB对其算法进行了仿真验证,比较了不同算法的优缺点和可行性。针对高速16QAM光相干传输系统,对算法做了相应的算法改进和优化。同时,得出了定时恢复算法在不同信道参数情况下的运行情况和数据,并分析了定时恢复环路的复杂度。三、通过仿真得出了不同程度的信道损伤(如噪声、CD、PMD)对定时恢复的影响;由于本文所使用的定时恢复算法对于光纤信道的色度色散(CD)以及偏振模色散(PMD)非常敏感,所以,本文还研究了CMA、MMA、DD-LMS等算法,针对光纤信道的色度色散(CD)以及(PMD)偏振模色散,设计了相应的滤波器进行均衡,以此提升了定时恢复的性能和鲁棒性。四、为了让该系统能够更好的适应未来的商用化,所以针对定时恢复的稳定性,本文还提出了一种多级定时恢复结构,确保了定时恢复的稳定性和性能。最后,本文还分析了该算法的延时情况。