資源描述：
《基于cma的cd監(jiān)測補償算法研究及fpga實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、華中科技大學碩士學位論文1緒論1.1課題的研究背景近年來，隨著人們對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求的迅速提高，特別是視頻和音頻信息傳輸量的爆炸增長，提高光纖主干網(wǎng)和接入網(wǎng)的傳輸速度成了國內(nèi)外光傳輸業(yè)內(nèi)的當務(wù)之急[1]。主干光網(wǎng)絡(luò)由10Gbit/s傳輸速度向40Gbit/s升級的商業(yè)部署已經(jīng)拉開了序幕，100Gbit/s及以上光傳輸技術(shù)的研究也已展開。甚至部分前沿研究已經(jīng)著眼于Tbit級速度的光傳輸系統(tǒng)。隨著傳輸速度的提升，信道畸變給光傳輸系統(tǒng)帶來的性能瓶頸也越來越嚴重。在光通信中，影響高速光纖傳輸系統(tǒng)的因素主要有三個：衰減、色散和非線性效應(yīng)。其中，傳輸?shù)乃p問題隨著摻餌光纖
2、放大器（EDFA）的商用得到很好的解決，在實際工程應(yīng)用中，光纖的非線性效應(yīng)對系統(tǒng)的影響也往往被忽略。而隨著高速光傳輸系統(tǒng)傳輸速度的提升，色散越來越成為制約超高速光通信傳輸技術(shù)發(fā)展的瓶頸。如何降低乃至消除色散對光通信傳輸系統(tǒng)的影響，顯得愈發(fā)重要。色散是光纖傳輸系統(tǒng)中光隨著光纖傳輸距離的增大而產(chǎn)生的頻寬延展現(xiàn)象。不同頻率的光從起點到終點的時間不同，到達終點時，光信號就會出現(xiàn)脈沖展寬而失真，形成碼間串擾（ISI）。色散可分為模間色散、色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）。色散補償是有效解決色散現(xiàn)象的最好方法，也是業(yè)界采用最普遍的方法。如何利用新的技術(shù)緩解CD和
3、PMD給系統(tǒng)性能帶來的負面影響，提高光纖傳輸距離成為下一代光傳輸系統(tǒng)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一[2]。而VLSI以及DSP技術(shù)的發(fā)展，為電子色散補償（EDC）技術(shù)的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。作為降低色散效應(yīng)的重要方法，色散補償技術(shù)主要分為光學色散補償和電子色散補償。其中，光學色散補償主要是利用各種光學儀器直接對光信號進行畸變校正。光傳輸系統(tǒng)中電子色散補償技術(shù)（EDC）又稱電子失真均衡（EDE），是在接收機端通過探測器把光信號轉(zhuǎn)化成電信號后進行失真均衡[3]。隨著VLSI技術(shù)的不斷發(fā)展，相干光傳輸系統(tǒng)在光通信領(lǐng)域中得到了更為廣泛的應(yīng)用。通過在電域中采用數(shù)字濾波器來均衡色散
4、，而不是通過光域的色散補償光纖或者色散補償模塊進行補償，相干光傳1萬方數(shù)據(jù)華中科技大學碩士學位論文輸系統(tǒng)可直接在電子設(shè)備上實現(xiàn)，適用于長距離高速高頻譜利用率的光網(wǎng)絡(luò)中。作為應(yīng)用于相干光傳輸系統(tǒng)中的重要的電子色散補償技術(shù)，CD監(jiān)測補償技術(shù)具有精度高、靈活性好、易于實現(xiàn)等突出優(yōu)點。本文通過對基于CMA的CD監(jiān)測補償算法的FPGA實現(xiàn)進行研究，從硬件開銷和補償效果兩方面，對基于CMA的CD監(jiān)測補償算法的硬件實現(xiàn)的可行性和有效性進行評估，能很好地指導和推動整個電子色散補償算法的硬件實現(xiàn)，為超高速光通信傳輸系統(tǒng)尋求高效高精度低成本硬件實現(xiàn)途徑，對于電子色散補償技術(shù)在
5、單通道Tbit級長距離光傳輸系統(tǒng)中高精度高實時性的實現(xiàn)具有重大意義，為加快我國的下一代光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供堅實的實驗基礎(chǔ)。1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電子色散補償（EDC）技術(shù)的研究成為當前國內(nèi)外光纖通信領(lǐng)域研究的前沿課題，得益于數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)的推陳出新和超大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)的突破。近年來由于微納電子技術(shù)飛速發(fā)展，DSP技術(shù)取得了突破性成果，結(jié)合DSP技術(shù)的新一代電子色散補償技術(shù)在性能上也得到飛躍式的提高[4]。電子色散補償技術(shù)在光纖通信領(lǐng)域是一種非常重要的技術(shù)，特別是在數(shù)字信號處理方面起著非常關(guān)鍵的作用。作為一種新一代光纖通信技術(shù)，國內(nèi)外政府
6、都大力扶持對該技術(shù)的研究。在國外，光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）與國際電信聯(lián)盟（ITU）共同建立了基于SONET超長距離應(yīng)用的新標準G.959.1。幾乎于此同時，IEEE提出基于10Gb/s短距離以太網(wǎng)的EDC新標準802.3aq，也就是為大家熟知的10Gb/s-BASE-LRM。隨后，40Gb/s到100Gb/s的標準及規(guī)范也逐漸成熟。隨著40Gb/s光纖通信系統(tǒng)已大量投入商用，一些大型企業(yè)已提出相關(guān)的產(chǎn)品及解決方案，IEEE推出針對100Gb/s以太網(wǎng)領(lǐng)域的802.3ba和802.3bg標準。ITU-T也開發(fā)了100Gb/s傳輸網(wǎng)方面的新標準G.709及G.9
7、59.1。OIF則對前向糾錯（FEC)、光電接口、發(fā)射機、相干接收機等進行深入的研究和探討[5]。此后，自2009年開始，100Gb/s的偏振復用相干檢測實驗系統(tǒng)逐漸問世[6-8]。Bell、NEC等國內(nèi)外知名企業(yè)已做出了100Gb/s系統(tǒng)的樣機。2萬方數(shù)據(jù)華中科技大學碩士學位論文國內(nèi)的科研工作者也不斷對高速光纖通信的更長傳輸距離、更高傳輸速率發(fā)展而做出努力。早在2009年，華為公司做了傳輸距離為1000km、傳輸速度為100Gb/s的實際鏈路試驗，并對100Gb/s光纖傳輸系統(tǒng)投入了大量的研發(fā)資金和極大的科研力量。目前，國內(nèi)已啟動100Gb/s傳輸系統(tǒng)網(wǎng)
8、試項目，爭取到2015年開始進行大規(guī)模的商用。早期的相干檢測技術(shù)利
