郑谷寒

（郑州大学，郑州 450052）

1 全光信号抽样技术在光纤通信系统中的应用

全光信号抽样技术在实际的应用中通常需要使用光脉冲，电脉冲和光脉冲比较起来存在太多缺陷，在使用光脉冲时会获得更窄的脉宽、极低时间抖动。并且其结构十分简单，还具备高速，节能等特点，提高了高速信号全光采样的质量。但是在要使用全光信号抽样技术，在低时钟抖动和灵敏度的相关指标和采样峰值相关功率指标都有比较高的要求。

在全光信号抽样技术中，抽样速率和抽样带宽是应该主要考虑的两个重要指标。因此对于相关的工作人员的职业能力会有更加严格的要求，才能让全光信号抽样技术得到更好的应用。为了能提升全光信号抽样技术在光纤通信系统中的应用的效果，需要在对超宽脉冲进行抽样时，要制定措施来提升技术抽样的分辨率。

2 光复用技术在光纤通信系统中的应用

在当前的超高速光通信系统的发展应用中，光复用技术是最为常见的用来增加通信容量的技术手段。这项技术在我国的光线通信的发展中起着至关重要的作用。如果将光复用技术详细划分，大概可以分为光码分复用技术、副载波复用技术、光波分复用技术和光时分复用技术四种，其中，光时和光波的复用技术是业内被运用最广泛的两种，光时复用技术其实就是把服用信道一一划分成很多时隙，每个时隙由于相关的基带数据光脉冲流相对应，通过多个基带信息服用转变为高速光数据流完成传输动作。光时复用技术在相关系统运用中，所有与相关信号具有一定联系的电子都在基带速率下工作，所以就能对传输速率容量方面的限制因素进行打破，完美解决了该方面的技术难题。因为光是复用技术具有操作简单、兼容性强、应用单一波长等多种特点性能，所以在实际应用中得到很大的推广。

3 自适应滤波器在光纤通信系统中的应用

3.1 自适应滤波器原理。滤波器可以根据光纤系统的先验信息来选择自身的结构、算法、以及性能评估。当环境信号不产生变化，自适应滤波器能够调整自身的系数达到最优化，一般自适应滤波器是会根据条件的变化而进行不同的设计。如果信道有一定的变化性，例如PMD，自适应滤波器会根据相应的信道变化在短时间进行重新计算，以达到对滤波器系数的调整。在光通信系统中通常采用的是线性滤波器，并且自适应滤波器在系统中的各个地方都可使用，像连续信道和离散信道等地方均可。滤波器的输出相当于对各种延迟信号进行整合后进行优化得到的一个系数，通过有关的函数来计算滤波器系数。计算滤波器中最常见的两个算法是LMS算法，RLS算法等。一般运用Wiener-Hopf的计算方法对最小均方误差滤波器的系数进行计算，而且能够根据相关的梯度优化达到自适应估计效果；LS的权值，可以通过对相关矩阵的递归输入进行计算得到。最小均方（LMS）算法，利用统计的瞬时估计，这种算法被应用在当前大部分的自适应滤波器中。

3.2 自适应滤波器的性能。在本文中主要是以一阶PDM信道脉冲响应为例：

在上式中，γ指的是两个极化状态信号强度的比值，t指的是不同的组延迟（DGD）。那么该模型的PMD信道的频率响应可以表示为

信道空频谱还具有进行对信号的检测作用，就是常说的均衡器的输入。高PMD失真会使光纤传输的存在一定的联系，在一定程度上会减少梯度下降类型中最小化模式的收缩速度，例如LMS就是这样。另外，在使用光纤通信时，一般不会对双极信号的传输格式进行使用，所以，传输信号的均值不会是零。事实证明在对信号特征值进行增加的同时，最优最小化MSE系数会引入偏差估计。要想对输入信号的条件进行改善，并且对滤波器系数梯度的下降估计进行改进，必须在均衡器对信号处理之前讲它的均值减去。

自适应滤波器的相关性能会受到调制模式和接受滤波器的影响极大。在使用NRZ时，也就是不归零脉冲，会导致PMD失真并且引入很大的ISI。在运用RZ也就是归零脉冲时，ISI在通常情况下是有限的（除非它具有很大的占空比）。一般情况下，自适应滤波器是通过输出端来完成对ISI系数的优化过程，所以NRZ不归零脉冲信号会更加的有效，另外归零信号RZ常常会对分数间距样本有需求，需要将处理分开到光域和电子域，尤其是在较窄的脉冲情况下更为明显。并且需要重点提到的是，在典型的接收滤波器中的宽带会远小于一般信号的频谱，所以会造成较多的ISI被引入，特别是在应用不归零信号（NRZ）的情况下。所以我们在对接收机设计时应该充分考虑在噪声ISI的作用关系。

另外，ISI是均衡器在优化时最大的依赖，所以均衡器的性能会受到ISI的影响，也就是有可能产生的噪声，所以在特定情况下，可以说噪声可以对滤波器的性能进行改善，例如，对输入信号的相关条件进行改进和改善。总而言之，自适应滤波器目前在光纤通信中已经能够实现应用，假使是出现信道失真的情况下，自适应滤波器也可以加快信息的传输速率。