在高速相干模块里,采用更为复杂的调制,是增大容量的选择,
由于复杂调制,在接收端信号与本地光干涉混频后,需要对信息解调出来,而Tx发射端的信号存在噪声,光纤的非线性效应存在畸变,线路的EDFA也会引入噪声,接收端的震荡光也不是纯净的单频,具有相位噪声。
在这么多噪声的加持下,Rx相干接收混频后,会出现频偏与相偏。
收发端光载波的频率存在偏差,会产生相位旋转。长距离光纤传输,随着时间的延长激光器频率漂移(Y9T282,两天前写的)。激光器本身的线宽,比如100KHz,这种噪声以一定的变化速率随机改变。
这些现象造成星座点的拖尾、混叠。
2022合集上,有一个频偏的通俗解读
DSP把模拟量转为离散的数字量后,通过各种算法来做bit信息的恢复,其中载波恢复就包括预估频偏和相偏的算法,DSP就是个算法的世界,基于不同的场景,选择更合适的算法而已。
对于频偏和相偏的估计算法,如果频率的变化非常慢,可以用锁相环PLL,这种方式在低频的相干接收中,用的不少,只是光纤通信的相干是高频的,相位变化很快,传统的PLL方式跟不上,所以会选择其他方式来做相位估计。PLL在咱们的CDR里用的挺多的。
高速的光纤通信,如果是简单的调制信号,比如QPSK,就可以用简单的算法来做频偏和相偏估计,比如Viterbi-Viterbi算法是一种前馈载波恢复算法,可但是只能用于恒模,也就是半径相同的星座,所以在QPSK调制格式里,可以采用VV算法。
在多QAM调制里,常选择BPS盲相位搜索算法。
概率整形PS,有些厂家叫做PCS,或者是PAS,是为了降低光纤的非线性效应做的基于概率分布的星座图,就是不同的星座图中的编码,光功率有差异。
BPS盲相位搜索,效率比较高,以前常用来做等幅度的多QAM调制编码格式。
基于概率整形的编码调制方式和BPS载波恢复算法,都是好技术,可是结合起来并没有强强联合的优势,基于这种方式下,针对PCS概率整形的编码格式,今年UBC和华为有一个采用BaPS算法替代BPS算法的评估模型
上图有一个λ,这不是波长,是PCS概率整形的一个参量
解释几个名词
PS,probabilistic shaping
BPS,blind phase search,盲相位搜索
BaPS,Bayesian phase search,贝叶斯相位搜索
CPR,carrier phase recovery,载波恢复
MB,Maxwell Boltzmann,麦克斯韦玻尔兹曼分布
AWGN,additive white Gaussian noise,附加高斯白噪声
他们今年的评估数据及曲线,我重新统一坐标轴,方便对比