[论文解读] Influence of Pre- and Post-compensation of Chromatic Dispersion on Equalization Enhanced Phase Noise in Coherent Multilevel Systems

Gunnar Jacobsen, Marisol Lidón+4 more|arXiv (Cornell University)|Jul 17, 2016

Optical Network Technologies参考文献 19被引用 3

一句话总结

本文研究了在采用预补偿和后补偿色度色散的相干多电平光通信系统中，均衡增强相位噪声（EEPN）的影响。结果表明，在预补偿系统中，发射激光器相位噪声主导了EEPN；而在后补偿系统中，本振激光器相位噪声占主导地位；关键的是，通过光纤实现的光域色散补偿可完全消除EEPN，为高容量长距离系统提供了一种可行解决方案。

ABSTRACT

In this paper we present a comparative study in order to specify the influence of equalization enhanced phase noise (EEPN) for pre- and post-compensation of chromatic dispersion in high capacity and high constellation systems. This is - to our knowledge - the first detailed study in this area for pre-compensation systems. Our main results show that the local oscillator phase noise determines the EEPN influence in post-compensation implementations whereas the transmitter laser determines the EEPN in pre-compensation implementations. As a result of significance for the implementation of practical longer-range systems it is to be emphasized that the use of chromatic dispersion equalization in the optical domain - e.g. by the use of dispersion compensation fibers - eliminates the EEPN entirely. Thus, this seems a good option for such systems operating at high constellations in the future.

研究动机与目标

• 分析相干多电平光通信系统中均衡增强相位噪声（EEPN）的影响。
• 比较色度色散预补偿与后补偿对EEPN的影响。
• 识别在每种补偿方案中占主导地位的相位噪声源——发射激光器或本振激光器。
• 评估光域色散补偿在消除EEPN方面的有效性。
• 为在高谱效率下运行的实际长距离光传输系统提供设计指导。

提出的方法

• 对采用色度色散预补偿和后补偿的相干多电平系统中的EEPN开展对比仿真研究。
• 使用数字信号处理（DSP）对预接收和后接收阶段的色度色散进行补偿建模。
• 在均衡存在的情况下，分析来自发射激光器和本振激光器的相位噪声贡献。
• 评估在光域中使用色散补偿光纤（DCF）作为消除EEPN手段的性能。
• 通过相位噪声的统计建模和系统级仿真，量化EEPN的性能劣化。
• 在相同系统条件下，比较不同补偿策略下的EEPN水平。

实验结果

研究问题

• RQ1 在预补偿系统中，发射激光器相位噪声与本振激光器相位噪声对EEPN的相对贡献如何？
• RQ2 色度色散的后补偿如何影响EEPN？哪种相位噪声源占主导地位？
• RQ3 通过色散补偿光纤（DCF）实现的光域色散补偿能否完全消除EEPN？
• RQ4 在高阶QAM系统中，预补偿与后补偿的选择如何影响系统性能？
• RQ5 EEPN对长距离、高容量光传输系统具有哪些实际影响？

主要发现

• 在预补偿系统中，发射激光器相位噪声是均衡增强相位噪声（EEPN）的主要贡献源。
• 在后补偿系统中，本振激光器相位噪声是EEPN的主要来源。
• 采用色散补偿光纤（DCF）进行光域色度色散补偿可完全消除系统中的EEPN。
• 基于DCF的补偿在抑制高阶调制格式中的EEPN方面极为有效。
• 这些结果表明，基于DCF的色散补偿是未来长距离、高容量光传输系统中的优选方案。
• 本研究首次对预补偿系统中的EEPN进行了详细分析，填补了关键的研究空白。