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电均衡是光纤通信系统中传输损伤的重要补偿方法。同传统光学补偿方法相比,电均衡具有体积小、成本低、灵活等优点。在电均衡方法中,前馈均衡器与判决反馈均衡器(FFE—DFE)和最大似然序列估计(MLSE)相对成本较低,适合应用于中、短距离光纤传输系统。提高FFE—DFE和MLSE的色散补偿性能可以增加无色散补偿光纤传输系统的传输距离,而提高FFE—DFE和MLSE的克尔非线性效应补偿性能可以增加入纤功率,从而减少在线光放大器个数以节约系统成本,所以提高FFE—DFE和MLSE色散和克尔非线性效应补偿性能的研究具有非常重要的意义。
本论文提出一种分集残留边带(VSB)滤波配合联合均衡的电均衡方法,该方法可以显著提高FFE—DFE和MLSE对于色散和克尔非线性效应的补偿性能。传统FFE—DFE和MLSE系统中,光电检测器只能检测光信号的幅度信息而无法检测光信号的相位信息,所以传统FFE—DFE和MLSE在光纤通信系统中的性能不如它们在无线通信系统和电缆传输系统中的性能。而通过分集VSB滤波,光信号的相位信息部分表现在滤波后光信号的幅度上,从而能够被光电检测器检测。所以通过联合均衡分集VSB滤波后的光信号,FFE—DFE和MLSE的色散和克尔非线性效应补偿性能得到提高。
本论文研究的一个方面为分集VSB滤波FFE—DFE(DVSB—FFE—DFE)和分集VSB滤波MLSE(DVSB—MLSE)的色散和克尔非线性效应补偿性能的仿真研究。对于NRZ—OOK信号、33%RZ—OOK信号、67%CSRZ—OOK信号和DB信号,本论文首先分别研究分集VSB滤波器的参数对于DVSB—FFE—DFE和DVSB—MLSE色散和克尔非线性效应补偿性能的影响,随后分别比较DVSB—FFE—DFE和DVSB—MLSE与传统FFE—DFE和MLSE的色散和克尔非线性效应补偿性能。仿真结果表明,通过分集VSB滤波和联合均衡,DVSB—FFE—DFE和DVSB—MLSE的色散补偿性能和克尔非线性效应补偿性能均有显著提高。
本论文研究的另一个方面为DVSB—FFE—DFE和DVSB—MLSE对于NRZ—OOK信号色散补偿性能的实验研究。实验以马赫—曾德滤波器作为分集VSB滤波器、实时示波器采集数据配合离线数字信号处理作为研究工具。实验结果表明,相对于传统FFE—DFE,DVSB—FFE—DFE的色散补偿性能有了显著提高,而DVSB—MLSE色散补偿性能的提升需要参数更佳的滤波器实现分集VSB滤波。
综上所述,分集VSB滤波配合联合均衡是提高FFE—DFE和MLSE色散和克尔非线性效应补偿性能的有效方法。除了应用于电均衡之外,通过光滤波器实现的分集接收技术还可以用于提高其他非相干接收系统的性能。