10Gbps多模光纤链路中电色散补偿技术的研究

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近年来,随着光纤通信技术的不断发展和数据传输速率的不断提高,宽带多模光纤链路以其连接简便,成本低等优点被广泛应用。光纤色散是限制多模光纤通信系统传输距离的主要因素。本文基于工作波长为850nm的10Gbps短距离光互连链路的仿真模型,研究了各种电色散补偿技术的色散补偿性能,以及判决反馈均衡器在不同发射条件,不同光纤类型等情况下的均衡效果。   本文的主要内容如下:   (1)对光互连链路中电色散补偿技术的研究背景进行了调研,分析了高速短距离光互连链路中的主要问题和电色散补偿技术的发展现状。   (2)建立了短距离光互连链路的仿真模型。多模光纤链路模型主要包括发射机模块、多模光纤传输模块和接收机模块。在发射机模块中注入了抖动调制,包括周期性抖动和随机抖动;VCSEL注入MMF考虑了纵向间隙和横向对准偏差,注入后的光纤环流值符合IEEE802.3ae标准。MMF传输模块主要考虑了模间色散和色度色散的影响。光纤连接器中MMF的耦合可由耦合矩阵得到。该耦合系数矩阵利用重叠积分的方法计算求得。在接收机模块考虑了噪声的影响。   (3)阐述了码间干扰的产生机制和电色散补偿原理。介绍了主要均衡器的类型、结构及其算法,包括线性均衡器、判决反馈均衡器、盲均衡、最大似然序列估计器以及最小均方误差准则和LMS自适应均衡算法。重点研究了基于最小均方误差准则的线性均衡器和判决反馈均衡器的结构和抽头系数计算方法。   (4)基于建立的MMF仿真平台,对线性均衡器和判决反馈均衡器的性能进行了仿真和对比,得出判决反馈均衡器的性能优于线性均衡器的结论。DFB均衡可以获得更小的误码率和更长的传输距离。   (5)重点研究了判决反馈均衡器的性能,包括DFB对OM1光纤和OM3光纤的均衡效果,以及VCSEL出射线宽、VCSE-MMF对准偏差、VCSE-MMF纵向间距、传输距离等参数对判决反馈均衡电色散补偿技术的性能的影响。  
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