濃縮的就是精華,之前的十分鐘科普相干光通信系列文章過(guò)于冗長(zhǎng),這次推出個(gè)三分鐘學(xué)習(xí)版本,供大家參考。
如圖1所示,100G相干系統(tǒng)是數(shù)字相干光通信成功應(yīng)用的典范。其中包括的基本理論和主要模型有:
雙偏矢量調(diào)制、相干探測(cè)理論:發(fā)端矢量光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)QPSK復(fù)振幅線性映射,利用偏振復(fù)用提升速率;收端偏振相位分集接收機(jī)相干檢測(cè),還原全部光場(chǎng)并提升靈敏度,結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)補(bǔ)償鏈路損傷,同時(shí)采用硬/判FEC編解碼提高糾錯(cuò)能力;
Nyquist采樣定理:高速DAC/ADC完成信號(hào)模擬和數(shù)字的相互變換,保證信號(hào)無(wú)失真采樣速率必須滿(mǎn)足關(guān)系:采樣率≥信號(hào)帶寬*2;
波分復(fù)用理論:多波長(zhǎng)共光纖傳輸,提升單纖容量;
受激拉曼效應(yīng)理論:多波長(zhǎng)共纖長(zhǎng)距傳輸時(shí),短波長(zhǎng)功率向長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移造成功率不平坦,基于同一原理也可以實(shí)現(xiàn)分布式Raman低噪聲放大;
非線性香農(nóng)容量理論:光纖非線性干擾,符合高斯噪聲假設(shè)(GN)模型,系統(tǒng)總?cè)萘咳匀蛔駨南戕r(nóng)容量定理;
鏈路OSNR滿(mǎn)足58公式模型:同質(zhì)跨段鏈路末端OSNR= 58+Pin-NF-Aspan-10*log10(N);
DSP算法模型:重疊保留法頻域色散補(bǔ)償,CMA自適應(yīng)均衡, 4次方FFT算法估計(jì)頻偏,Viterbi-Viterbi算法估計(jì)相位噪聲。
超100G系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上,升級(jí)更高階的調(diào)制格式,匹配相應(yīng)的均衡和頻相偏恢復(fù)算法,甚至采用星座整形技術(shù),如概率整形(PS)或幾何整形(GS)改善傳輸性能,靈活速率匹配不同應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)然,對(duì)于更高速率的相干系統(tǒng),器件損傷如skew,IQ imbalance,非線性特性等對(duì)傳輸性能的影響更加敏感,需要重點(diǎn)關(guān)注。