40Gb/s光纤传输系统中调制格式的调研——开题报告一.课题光纤通信是以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。由于光纤媒质所具有的传输带宽大，传输损耗低，抗干扰能力强等特点。使光纤通信技术始终在通信基础网络建设中占据着主导地位。在“信息高速公路”的概念被提出以后，光纤通信技术在加大容量和延长通信距离方面取得了突飞猛进的发展。20世纪90年代中期以前的光纤通信是以时分复用为基础的单波系统。在新一代超高速光纤通信系统中，最具代表性的成就是指在2000年，光波分复用系统（WDM）使用波分复用技术在一根光纤上实现了3.28TB/S的传输速率。光波分复用的突出优点是可有效地利用单模光纤低损耗区所带来的巨大带宽资源，明显提高系统的传输容量，同时将相应增加的成本降到很低的程度。随着市场对光纤传输速率和容量的需求不断增加，密集波分复用技术（DWDM）的发展得到了极大的促进。,但此时信道中各种限制因素如信道干扰，光纤的非线性，色散(CD)和偏振模色散（PMD）四波混频（FWM）等的影响，使得系统很难达到预期的性能。所以就需要采用各种先进的技术来提高系统的性能。对于现有的长距离载波，开发一种新的光纤并不是很经济。而使用一个好的调制方式可以显著的降低成本。因此，越来越多的人们更加关注光纤传输系统中的调制方式。二、研究目的与意义实现长距离传输是DWDM系统的最核心部分。调制技术的研究一直是发展高速光通信系统中的关键技术之一。考虑到单信道速率提升后，WDM系统的总传输容量不断创造新高，系统所遇到的传输损耗包括色散和非线性将进一步加剧，在10Gb/s系统中普遍使用的NRZ信号已经不能让那个满足光传输系统的要求。为了减小这些效应对传输性能的影响，除了对色散和非线性效应进行控制和管理外，采用新型的光调制格式，综合考虑各个调制格式的优点及系统设计的其他方面因素来选择最佳的传输格式，是改变系统性能的重要方法之一。并且，采用新型的调制格式只需要在光传输系统的发射端和接收端更换相应的设备，不需要对已有的传输线路做很大的改动，有利用降低系统的升级成本。又由于商用化的光放大器主要在C(1530~1565nm),有限的传输通道使得人们对于频谱效率的要求也越来越高。于是多进制调制也开始进入人们的视野中。1总之，对于系统调制格式的研究，一方面，可以使利用已有的低速设备实现高速路传输成为可能，给已铺设的10Gb/s系统的升级带来方便；另一方面，可以寻找到CD和PMD更高的容忍度的调制格式，这对于光纤通信系统性能的提高有很大帮助。三、国内外研究现状及发展趋势对于40Gb／s光纤传输系统，国外的研究都追求大容量和远距离。高速长距离WDM传输作为光网络中关键技术之一已经成为当前研究的热点，对此各国展开有关的研究和实验，表1．3列出了近几年阿尔卡特、贝尔、KDDI等公司推出的传输系统相关数据㈣。2001年，NEC公司实现了单纤10．92Tbit／s容量传输117km，采用了S+C+L3个波带传输273路40Gbit／s信号；而阿尔卡特公司实现了单纤容量10．24Tbit／s传输100km，采用偏振复用方式，该系统在第二年把传输距离延长到300km。2002年KDDI公司利用非对称滤波的载波抑制归零码(CS—RZ)实现了间隔为40GHz的25×40Gbit／sWDM信号传输了320km，信息频谱效率为lbit／s／Hz；2004年KDDI公司再次以归零．差分四相移键控(R乙DQPSK)码型实现了70GHz间隔50X80Gbit／s信号传输300km，信息频谱效率为1．14bit／s／Hz，该系统于同年又进一步把信道间隔缩小到50Hz，信道数增加到64路，实现了1．6bit／s／Hz的信道频谱效系统容量的最高纪录是273×40Gbit／s(由NEC公司发布，系统共利用了S、C、L3个波段)，还有256×40Gbit／s(由阿尔卡特公司发布，系统利用率达1．28bit／sHz)。距离方面有实现6400km传输的40×40Gbit／swDM系统，采用了RZ—DPSK码型(OFS公司)。一般容量为3～4Tbit／s的陆地传输距离可达4000km以上，而跨洋系统传输距离可达上10000km。我国也实现了80×40Gbit／s的光纤传输系统(武汉烽火通信)。2由表1．1中数据也可以看到：WDM在从数百公里的中短途传输系统到上千公里的长距离光传输中都有应用，对色散管理技术、低噪声放大器、新...