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为了改善网络资源利用率,支持大容量、频谱灵活分配的、能够对网络资源配置进行优化的弹性光网络成为未来的发展趋势。弹性光网络的网络架构要求网络节点设备具有可变调制格式和可变符号速率,以及通用的发射机结构及接收端DSP算法来支持光传输距离、比特速率、频谱效率间的灵活配置。本文围绕在频谱效率、功率效率间实现灵活切换的调制格式以及通用的发射机结构和通用的接收端DSP算法进行了深入的研究,主要研究工作简述如下。1.针对弹性光网络的动态光链路连接需求,综合考虑频谱效率与功率效率的要求,设计了一种四维调制格式128-SP-QAM实现方案。在5波长WDM传输仿真中,相同符号速率(30GBaud)下128-SP-QAJM相对PM-16QAM在误码率为le-3时,OSNR要求降低了 2.1dB,但同时牺牲了 1/8的频谱效率。128-SP-QAM相比PM-16QAM以牺牲频谱效率的代价提高了功率效率,使得二者在频谱效率、功率效率之间的“权衡”从而可以满足弹性光网络对于节点设备的要求。2.为进一步改进频谱效率和功率效率的变化颗粒度,提出了一种八维调制格式 8D-16QAM(Eight-dimensional Modulation Format Based on Polarization Multiplexed 16-QAM)实现方案,该调制格式通过在两个偏振态的多个符号间引入校验关系构成多维调制信号空间来实现。在5波长WDM传输仿真中,相同符号速率(30GBaud)下,误码率为 le-3 时,8D-16QAM 相对 PM-16QAM 有 1.5dB 的 OSNR 增益,但128-SP-QAM相对8D-16QAM有0.4dB增益。三者在频谱效率及功率效率间的“互相折衷”可用于弹性光网络节点设备的适应配置。3.针对弹性光网络要求光发射机、光接收机DSP算法具有更普遍的通用性来支持传输距离、比特速率、频谱效率间的互相折衷与灵活变化,设计了一种通用的发射机结构,并在接收端为其配置了一套通用的DSP算法,使其能够支持QPSK与16QAM两种调制格式。最后对通用发射机结构关键参数的容差进行了仿真分析,然后通过对PM-QPSK与PM-16QAM两种调制格式的整体性能仿真验证了该发射机结构与DSP算法的通用性。