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光纤通信系统由于传输速率高、容量大、距离远的优点成为现代通信网络的主要组成部分，随着系统传输速率从10Gb/s到40Gb/s，甚至100Gb/s的不断提高，原本在低速光系统中表现不明显的色散效应逐渐成为制约光纤传输速率提高的一个重要因素。对于常用的单模光纤来说，这种由色度色散（CD）和偏振模（PMD）色散综合效应会导致传输信号的脉冲展宽，形成码间串扰（ISI），增加误码率，严重影响了系统的传输性能，如何消除或减小色散效应对系统性能的影响，成为提高光纤系统传输速率关键，如何补偿色散效应对于提高光纤通信系统的传输速率具有重要意义。电子色散补偿技术由于其成本低，集成度高，自适应强的优点，成为光纤色散补偿领域研究的热点。色散电子补偿技术主要分为线性补偿和非线性补偿，由于高速光纤传输系统的色散表现出较明显的非线性，本文在研究光纤色散效应和均衡技术的基础上提出了一种基于Volterra级数和最大似然序列估计（MLSE）新型均衡器结构，我们使用基于非线性Volterra级数的LMS自适应算法作为信道估计，基于MLSE和Viterbi算法作为信道均衡，通过Volterra级数和LMS算法，将信道估计得到的参数传递给MLSE作为分支度量和累计分支度量的判决准则，并通过Viterbi算法搜索网格找到幸存路径，最后回溯解码得到均衡输出。通过使用matlab和Optisystem仿真软件对这种结构的均衡器进行仿真，分析均衡前后的眼图和误码率。分析仿真和实验结果表明，本文提出的非线性结构的均衡器模型对于40Gb/s，色散为12ps/（nm*km），偏振模色散系数为0.5ps/km1/2，传输距离为200km的光纤信道的色散有较好的均衡效果。同时我们分析了色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）对均衡效果的影响，及不同传输距离的均衡效果。随着色度色散和偏振模色散或距离的增大，本文提出的均衡器效果会受到影响，分析原因本文提出的MLSE均衡器结构的信道估计是基于二阶截断的Volterra级数的，对于系统的累计色散效应和高阶残余色散的均衡有一定的局限性。