论文部分内容阅读
近几年来,在流媒体视频、社交网络和云计算等互联网新兴应用的驱动下,互联网流量呈指数级增长,这给数据中心的规模提出了更高的要求。数据中心是基于数以千计的高性能服务器组合而成的,随着服务器数目的增加,服务器之间高带宽、低时延、低成本的光互连技术成为研究的热点。相较于相干传输系统,强度调制和直接检测(IM/DD)具有较低的功耗,更紧凑的模块尺寸和更低的系统等优点。对于单通道100Gb/s短距离通信系统,之前的研究已分析了多种调制格式,如脉冲幅度调制(PAM),无载波幅度和相位(CAP)以及离散多音频(DMT)。其中DMT调制信号光谱效率更高,对光纤信道色散的抵抗性更高,在未来的400Gb/s通信技术中更具有吸引力。利用VPIphotonics和matlab等仿真软件,论文研究了数据中心光网络中多种先进调制格式以及数字预失真技术。论文的主要工作和创新点如下:1、针对强度调制直接检测系统中调制格式的选择,在系统复杂度和传输性能等方面分析比较了三种调制技术:PAM、CAP和DMT,分析结果表明在400Gbps光互连系统中,DMT调制技术的可行性。2、针对8.6版本的VPIphotonics仿真软件中无法灵活改变DMT调制参数的问题,利用matlab与VPIphotonics联合仿真解决,其中matlab实现DMT信号的调制和解调,VPIphotonics实现光信号的产生、传送和接收。联合仿真方案既利用了 matlab对数据处理的灵活性,也利用了 VPIphotonics较为真实的光链路模拟系统。3、针对系统非线性分析复杂的问题,论文将信号受到的非线性损伤分为器件造成的非线性损伤和光纤造成的非线性损伤两种,并且将这两种非线性损伤分开后处理,仿真过程表明这种单独处理方案简化了算法的复杂度。4、针对系统非线性建模困难的问题,论文采用行为建模方式,并将除光纤以外的部分看作黑盒,通过黑盒的输入输出数据计算出模型参数。相较于多个非线性模型的级联,这种方案极大地降低了模型参数计算的复杂度。5、针对比特功率分配算法中各个子信道的信噪比(SNR)参数计算困难的问题,论文将各个子信道解调信号的EVM代替SNR,从比特功率分配结果可以看出,将EVM作为算法的参数更容易获取。6、记忆多项式数字预失真技术不足的问题,将MZM调制器的非线性区域分为算法有效区域和无效区域,更加直观的体现出传统算法的缺陷所在,并且将(部分传输序列)PTS与DPD相结合。结果显示新型的算法更加有效地补偿了非线性损伤。