【摘 要】
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强度调制直接检测（IM/DD）脉冲幅度调制（PAM）信号由于系统简单、频谱效率高而成为数据中心网络中一种有效的光互连解决方案。然而,随着数据中心规模的扩大,如何实现一个高速率、低复杂度和低成本的传输系统十分关键。提升信号传输速率可以使用更高阶的调制格式或更高的符号率,但这将对系统信噪比或带宽提出更高的要求。因此,借助先进的概率整形（PS）和数字均衡技术来提高系统传输性能和降低硬件成本显得尤为重要。
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强度调制直接检测（IM/DD）脉冲幅度调制（PAM）信号由于系统简单、频谱效率高而成为数据中心网络中一种有效的光互连解决方案。然而,随着数据中心规模的扩大,如何实现一个高速率、低复杂度和低成本的传输系统十分关键。提升信号传输速率可以使用更高阶的调制格式或更高的符号率,但这将对系统信噪比或带宽提出更高的要求。因此,借助先进的概率整形（PS）和数字均衡技术来提高系统传输性能和降低硬件成本显得尤为重要。本文围绕该主题展开了以下研究:（1）本文对高速IM/DD PAM-4信号传输系统进行了研究,针对PAM-4信号在系统带宽限制下眼图张开不明显、传输性能受限等问题,提出了较低复杂度的能级分配（ELA）分布匹配器（DM）用于PAM-4信号传输,实现了多分布的PS-PAM-4信号并进行了实验验证,该方法增加了系统灵活性,提高了接收机灵敏度。（2）本文对IM/DD PAM-8信号传输系统开展了研究,主要体现在以下三个部分。第一,为了提高PAM-8信号的传输性能,提出由基于ELA的DM和低密度奇偶校验码进行联合编码的概率幅度整形方法。实验结果表明,在相同净比特率下,相比于均匀PAM-8信号,PS-PAM-8信号实现了 1 dB的接收机灵敏度提升。第二,针对PS-PAM-8信号受到长距离传输下光纤色散引起的频谱衰落及符号间干扰问题,提出色散补偿光纤和简单数字均衡技术相结合的方法,使得80km单模光纤传输系统的接收机灵敏度与背对背一致。第三,为了进一步消除PS-PAM-8信号的符号间干扰,对不同类型的均衡器进行了研究,提出了简化的沃尔泰拉均衡器（SVE）用于联合编码的PS-PAM-8信号。实验结果显示,相比于前馈均衡器,SVE实现了 1dB的接收机灵敏度提升。
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