宽带多模光纤传输链路电色散补偿技术的研究

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本文的主要研究内容是宽带多模光纤链路的电色散补偿(EDC:Electronic dispersion compensation)技术。在建立多模光纤传输链路仿真模型的基础上,对现有的主要电色散补偿方案进行了仿真和对比研究。论文各章的内容如下: 第一章简要介绍了多模光纤局域网所遇到的问题和解决方案。多模光纤以太网标准IEEE802.3(10GBASE-LRM2005)建议在已安装的旧标准MMF上用电均衡技术来补偿带宽不足,从而满足标准规定的300米传输距离。阐明了多模光纤传输链路中的电色散补偿技术的实际意义。 第二章详细介绍了多模光纤传输链路的仿真模型。尤其是对多模光纤的传输特性进行了研究,采用最小均方误差算法得到MMF的仿真模型,并与采用三次样条插值法的建模结果进行了对比和分析,最终确定采用最小均方误差法建立MMF链路的仿真模型。 第三章介绍了电均衡器的主要类型、结构及其算法。仿真比较了线性均衡器、判决反馈均衡器、最大似然序列估计(MLSE:Maximum Likelihood Sequence Estimation)均衡器以及IIR(无限冲击响应)均衡器的性能。本章还对最新发展的自适应均衡算法进行了研究,包括最小均方(LMS:Least Mean Square)算法和递归最小二乘(RLS:Recursive Least Square)算法。仿真对比的结果表明,RLS算法自适应均衡对眼开度的改善优于LMS法。本章为后续章节对均衡器的仿真设计奠定了理论基础。 第四章对线性均衡器和判决反馈均衡器进行了仿真分析,链路建模考虑了传输链路中模间色散、损耗、噪声等因素的影响。分析和比较了线性均衡器和判决反馈均衡器的结构和参数对链路输出信号的眼开度、噪声和码间干扰的影响。 第五章对线性均衡器、判决反馈均衡器和最大似然序列估计(MLSE)均衡器的误码率和突发错误进行了仿真。首先验证了MLSE均衡器良好的误码率性能,然后通过仿真结果的对比说明了第四章中线性均衡效果不理想的原因,并进一步研究了线性均衡器、判决反馈均衡器和MLSE均衡器的突发错误特性。接着又以IEEE802.3ae工作组推荐的6类典型光纤为研究对象分析了LMS自适应算法和RLS自适应算法的性能优劣。 第六章考察使用3阶无限冲激响应(IIR)滤波器均衡10Gb/s数据流在MMF链路中传输发生的码间干扰,仿真比较了3阶IIR均衡器与同阶以及高阶有限冲激响应(FIR)均衡器的性能。基于Levenberg-Marquardt(LM)法线性搜索非线性最小二乘函数,从而迭代优化IIR均衡器的抽头系数。仿真表明,只有少数个抽头的IIR均衡器比高阶(13抽头)FIR均衡器有更好的性能表现,且实现起来更加经济。 第七章总结了论文的主要研究内容和成果,并对下一步的研究工作提出了初步建议。
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