基于频域与时域联合均衡的高速相干光纤通信系统理论与实验研究

基于数字信号处理技术的相干检测光纤通信系统是光通信领域的重要发展方向。本课题将以频域与时域联合均衡的高速相干检测光纤通信系统为中心，在理论和实验两方面开展如下工作：建立频域与时域联合均衡的相干光纤通信系统的理论和仿真模型，研究频域与时域均衡的结合与功能分配机制，提出线性与非线性传输损伤的频域和时域均衡策略，完成相应的算法实现；研究基于数字信号处理技术在频域和时域联合进行光信号性能监测问题；建立频域与时域联合均衡的高速相干光纤通信实验平台，研究高速光纤传输特性，比较频域均衡、时域均衡、频域与时域联合均衡等不同电均衡策略的性能。本课题可望提出适用于高速光纤传输系统的相干检测频域与时域联合均衡新机制，丰富和发展相干光通信系统电均衡理论体系，为相干检测光纤通信系统的实际应用提供理论指导和技术方案。

基于数字信号处理技术的相干检测光纤通信系统是当前光通信领域重要发展方向。本课题以基于频域与时域联合均衡技术的相干光通信系统为研究中心，在理论和实验两方面取得了如下成果：提出了频域信道估计时域信道均衡的算法方案，在此基础上建立了T比特级偏振复用16-QAM（正交幅度调制） 和32-QAM 信号超级光信道长距离传输实验系统。提出了偏振复用系统中时域非线性电均衡器方案，在16-QAM和32-QAM T比特传输系统中进行了实验验证。并把该方案扩展到超级光信道进行子载波间联合非线性均衡，在16-QAM T比特传输系统中进行了实验验证。 基于星座图的统计分析，在32-QAM实验系统中通过计算星座图误差向量幅度，监测信号光信噪比和误码率性能。提出了偏振复用正交频分复用系统中基于最大似然估计的时域信道估计方法与基于正交基展开的相位噪声抑制方法。提出了正交频分复用系统中基于伪导频的相位噪声抑制方法，研究了偏振复用的离散傅里叶变换扩展的正交频分复用系统中基于时域非线性电均衡器的光纤非线性补偿方案。研究了不同颗粒度的正交频分复用系统非线性传输容量问题，实验实现了不同颗粒度离散傅里叶变换扩展的正交频分复用超级光信道与基于奈奎斯特滤波的超级光通道之间的子载波交换。本课题在基于频域与时域联合均衡的相干光纤通信系统算法方案、T比特超高速传输实验、非线性损伤电均衡、光信号性能监测与误码率评估、相位噪声抑制等方面取得了创新性成果，将为相干检测光纤通信系统的实际应用提供理论指导和技术方案。