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100G DP-QPSK光信号相干接入中的参数监测技术研究

逄鑫  
【摘要】:目前,海量移动设备的接入,高清视频、直播、物联网、VR/AR等应用的兴起,推动光通信的持续发展。100G DP-QPSK相干光通信系统得益于相干检测技术和DSP技术的繁荣,成为目前光通信系统的主流。100G DP-QPSK光信号接入模块是相干光通信系统的接收端,主要由可调谐激光器ITLA、集成相干光接收机ICR、高速ADC、DSP和主控芯片等部分构成,能够实现光信号的数字相干检测。在光模块运行过程中,需要对一些参数进行监测,以确保相干检测的效果。本文研究了100G DP-QPSK数字相干检测技术,分析了DSP温度、接收光功率和色度色散等对相干检测的影响,提出了这三种参数的监测方案并进行了试验,最后设计了光模块参数监测上位机软件并完成测试。本文的主要研究内容包括:(1)分析了DSP温度监测对光模块相干检测的必要性,设计一种简单可靠的铂电阻测温方案并且提出补偿铂电阻非线性的算法,最后对测温方案进行仿真,并且对实验数据进行非线性补偿。(2)论述了接收光功率监测的重要意义,提出一种包含改进的对数放大电路的光功率测量方案,对监测方案进行仿真并且对测量过程的噪声进行校准。(3)研究了色散的基本原理,然后阐述了色散监测的现实意义,重点研究了利用信号功率波形自相关函数估计色散的算法和基于频域代价函数的色散搜索算法,并且结合这两种算法提出了一种精度高、速度快的两级联合色散估计算法,最后利用Optisystem和MATLAB对色散估计算法进行联合仿真和比较。(4)设计了光模块参数监测上位机软件,利用100G相干检测硬件平台对上位机软件进行测试。


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