Page 39 - 网络电信2024年3月刊
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光 通 信
配到远端本振的光功率无法帮助提升分离传输的信号的OSNR。 图8 对于不同光噪声和电噪声平均功率占比，SHCD系统在三种类型
随着光噪声占比提高，需要减少远端本振功率占比从而相应提 远端LO光域滤波设置下的发射端光源最佳功率分离比
升信号功率占比来减少光噪声带来的系统性能损伤。而为降低
系统成本，远端LO不使用窄带光滤波器（filter-less LO），
与另外两条曲线趋势不同，最佳LO功率占比呈现先增后减的趋
势。在光噪声和电噪声功率比值由-5dB增加到0dB时，LO最佳功
率占比呈增加趋势。在光噪声逐渐增多时，曲线走势与其余两
条曲线相同，呈现降低趋势。
而对于差分自相干系统而言，所有发射光功率均为信号功
率，不存在上述SHCD系统中本振和信号间功率分配问题。为与
实际低成本传输系统更加符合，图9的仿真结果设置激光源线
宽为1MHz，使用掺饵光纤放大器（EDFA）对光信号补偿光纤传
输损耗，引入光噪声，远端LO经过相同设置的EDFA，补偿远端
LO由于光纤传输而导致的损耗，经过放大后，接收端的远端LO
和信号功率比值仍保持不变。在接收端信号经过全带宽为200
GHz的光滤波器，远端LO可选择经过全带宽为20GHz的窄带光滤 SHCD和DSCD系统进行仿真比较，SHCD-QPSK系统使用不同光域滤
波器，或不经过。且考虑实际传输系统中接收机的带宽限制因 波设置的远端LO进行仿真，其中不同噪声场景SHCD-QPSK系统均
素，在接收机内部设置3 dB截止频率为70GHz的3阶贝塞尔滤波 按上述图8中的仿真优化结果设置发端光源功率最佳分离比，图
器。且值得注意的是，仿真设置均假设SHCD系统的信号和远端 9(a）显示分析了DSCD-DQPSK系统和不同类型SHCD-QPSK系统达
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LO传输路径完全匹配。 到1×10 误码门限所需要的接收光信号功率。针对图9(a）中在
对上述光噪声和电噪声功率占比不同的情况，在光噪声和 光噪声与电噪声比值为10dB的情况，图9(b）显示了DSCD和使用
电噪声功率比值为-5dB、5dB、10dB和15dB四种情况下分别对 不同类型远端LO的SHCD系统的性能曲线。
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图9 DSCD和SHCD系统的接收机灵敏度比较。（a）不同噪声功率比值，BER达到1×10 门限所需接收信号光功率；（b）在光、电噪声功率比为
10 dB时，DSCD和SHCD系统BER与OSNR性能曲线比较
在光噪声与电噪声功率比值为-5dB时，DSCD系统和使用不 端LO增加一个额外的半峰全宽为20GHz的窄带光滤波器，SHCD系
同类型远端LO的SHCD系统所需接收光信号功率非常接近。在光 统的接收机灵敏度可分别提升至-8.2dBm、-5.2dBm和-3dBm。在
噪声与电噪声功率比值为5dB、10dB和15dB时，远端LO理想滤波 不同的光噪声与电噪声比值情况下，随着SHCD系统对远端LO的
情况下，达到1×10-3误码门限，SHCD系统所需接收光信号功率 处理不同，系统性能出现差异，且随着光噪声与电噪声比值逐
分别为-8.3dBm、-5.6dBm和-4.1dBm,DSCD系统所需接收光信号 渐增大，使用不同类型远端LO的SHCD系统的性能差异越来越明
功率分别为-8.4dBm、-5.7dBm和-3.9dBm。其中，在光噪声与电 显，理想LO滤波的SHCD系统可获得最佳性能。
噪声比值为15 dB时，理想情况下SHCD系统灵敏度优于DSCD系统 需要注意的是，实际情况下远端LO与噪声叠加且理想LO滤
0.2dB。然而实际情况下，SHCD系统不能忽视光噪声对远端LO的 波无法实现，通过对LO增加窄带光滤波器可提升系统灵敏度，
影响，当无光域LO滤波时，达到相同的BER时，SHCD系统所需接 然而额外的窄带光滤波器会增加系统实现成本。在光、电噪声
收光信号功率分别为-7.9dBm、-3.2dBm和0dBm。随着光噪声的 功率比为10dB和15dB时，相比20GHz LO滤波的SHCD系统，DSCD
增加，无光域LO滤波的SHCD系统灵敏度劣化，因而DSCD系统灵 系统灵敏度分别提升0.5dB和0.9dB。DSCD系统无需增加额外的
敏度相比SHCD系统分别提升0.5dB、2.5dB和3.9dB。通过对远 成本，实现了与理想LO滤波的SHCD系统相当的灵敏度，优于20
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