本文關鍵詞：基于相干光通信系統(tǒng)的光信噪比監(jiān)測方法與軌道角動量模式復用技術(shù)的研究

  更多相關文章： 相干通信 光信噪比監(jiān)測 導頻輔助 高階統(tǒng)計矩 軌道角動量

【摘要】：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,個人無線終端的大規(guī)模普及,全球網(wǎng)絡流量和帶寬的需求呈爆炸增長趨勢,10G系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能滿足通信容量的要求。隨著100G技術(shù)的逐漸商用,這無疑對光傳輸網(wǎng)絡提出了更高的要求,波分復用光傳輸層的管理和維護面臨挑戰(zhàn),因此能夠進行實時在線的光性能監(jiān)測成為必要。 光信噪比是光性能監(jiān)測的關鍵參數(shù)之一,與光信號的質(zhì)量和接收終端的誤碼率直接相關,其用途是光傳輸網(wǎng)絡的配置、優(yōu)化和預警。由于10G直接檢測時代的光信噪比監(jiān)測方案在100G相干檢測系統(tǒng)中已不能繼續(xù)沿用,因此需要研究新的有效的監(jiān)測方法。 為了進一步增加傳輸速率和提高信道容量,本論文還對新的復用方式——軌道角動量進行了研究和探索。在自由空間光通信中,限制軌道角動量模式復用的主要因素是大氣湍流擾動,會導致模式之間的串擾,限制模式間隔和個數(shù),影響光通信系統(tǒng)的傳輸容量。 本文基于以上背景,主要研究了相干檢測光通信系統(tǒng)中的光信噪比監(jiān)測方法以及自由空間光通信中軌道角動量的模式串擾分析,主要工作如下： 1.分析了10G時代的各種光信噪比監(jiān)測方案,包括帶外測量法和帶內(nèi)測量法,并討論了每種方案的優(yōu)勢和劣勢,以及光纖信道中的物理損傷對監(jiān)測結(jié)果的影響。另外闡述了100G相干接收系統(tǒng)中出現(xiàn)的光信噪比監(jiān)測方案。 2.提出一種基于高階統(tǒng)計矩法監(jiān)測光信噪比的修正方案,給出了理論分析,并在112Gbit/s的PM-QPSK相干傳輸系統(tǒng)中進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明：對于背靠背傳輸系統(tǒng),在5dB～30dB的OSNR范圍內(nèi)監(jiān)測誤差均小于0.5dB；當參考OSNR為14dB時,0.5dB的監(jiān)測誤差對光纖信道的線性損傷均有很高的容忍度。 3.提出了Nyquist-WDM相干傳輸系統(tǒng)中基于導頻輔助的OSNR監(jiān)測方案,理論分析和推導了該方案的可行性,在VPITM仿真平臺搭建傳輸系統(tǒng),仿真結(jié)果表明,該監(jiān)測方案對CD和PMD不敏感。 4.理論分析了軌道角動量模式之間的正交性,在實驗中利用空間相位調(diào)制器生成不同的軌道角動量模式,仿真研究了不同模式在Kolmogorov大氣湍流模型情況下的自由空間傳輸導致的模式畸變,以及在不同大氣串擾強度下的模式間隔分配方案。仿真結(jié)果表明,在弱大氣湍流條件下,連續(xù)軌道角動量模式可以作為短距離自由空間光通信中的模式分配方案。在中等大氣湍流條件下,軌道角動量模式間隔應該至少為3,才能保證信號串擾不至于影響到接收端的信號提取。
【關鍵詞】：相干通信 光信噪比監(jiān)測 導頻輔助 高階統(tǒng)計矩 軌道角動量
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 光通信的發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢12-13
• 1.2 光信噪比監(jiān)測技術(shù)的研究意義和發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 軌道角動量在光通信中的發(fā)展和應用15-16
• 1.4 論文研究目標和主要創(chuàng)新點16-17
• 1.4.1 研究目標16
• 1.4.2 主要創(chuàng)新點16-17
• 1.5 論文章節(jié)安排17-18
• 1.6 參考文獻18-21
• 第二章 光信噪比監(jiān)測技術(shù)研究21-32
• 2.1 光信噪比參數(shù)21-22
• 2.2 帶外光信噪比監(jiān)測技術(shù)22-23
• 2.3 帶內(nèi)監(jiān)測方案23-27
• 2.3.1 偏振置零法24-25
• 2.3.2 斯托克斯分量法25-26
• 2.3.3 干涉法26-27
• 2.3.4 其他監(jiān)測方案27
• 2.4 高速相干光通信中新的光信噪比監(jiān)測方案27-30
• 2.4.1 高階統(tǒng)計矩法27-28
• 2.4.2 訓練序列法28-30
• 2.5 參考文獻30-32
• 第三章 PM-QPSK及Nyquist-WDM相干光通信系統(tǒng)中的光信噪比監(jiān)測32-55
• 3.1 相干接收機的原理32-34
• 3.1.1 90度混頻器32-33
• 3.1.2 光正交前端33-34
• 3.1.3 偏振分集相干接收機34
• 3.2 光纖鏈路中的損傷介紹34-39
• 3.2.1 光纖損耗34-36
• 3.2.2 光纖中色散36-38
• 3.2.3 光纖中的偏振模色散38
• 3.2.4 自發(fā)輻射噪聲38-39
• 3.3 高階統(tǒng)計矩法監(jiān)測原理39-41
• 3.4 112Gbit/s的PM-QPSK相干接收系統(tǒng)中光性能監(jiān)測41-47
• 3.4.1 PM-QPSK傳輸系統(tǒng)及光信噪比監(jiān)測原理41-44
• 3.4.2 仿真系統(tǒng)及仿真結(jié)果分析與討論44-47
• 3.5 基于導頻輔助的Nyquist-WDM相干接收系統(tǒng)中的光性能監(jiān)測47-53
• 3.5.1 Nyquist-WDM調(diào)制系統(tǒng)和光信噪比監(jiān)測方案47-49
• 3.5.2 光信噪比監(jiān)測原理49-51
• 3.5.3 仿真結(jié)果和分析51-53
• 3.6 本章小結(jié)53
• 3.7 參考文獻53-55
• 第四章 自由空間光通信中軌道角動量傳輸?shù)哪Ｊ酱當_55-66
• 4.1 軌道角動量復用技術(shù)55-59
• 4.1.1 OAM模式的產(chǎn)生56-58
• 4.1.2 OAM模式的檢測58-59
• 4.2 基于Kolmogorov大氣擾動模型的軌道角動量傳輸串擾的仿真分析59-64
• 4.2.1 Laguerre-Gauss光束59-61
• 4.2.2 大氣湍流模型61-62
• 4.2.3 OAM模式串擾分析62-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 4.4 參考文獻65-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-69
• 5.1 論文工作總結(jié)66-67
• 5.2 未來工作展望67-69
• 縮略詞69-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 彭文雨;席麗霞;翁軒;張霞;趙東鶴;張曉光;;Novel in-band OSNR monitoring method based on polarization interference[J];Chinese Optics Letters;2013年08期

2 王龍;沈?qū)W舉;張維安;董紅軍;何永強;;相位屏法研究平頂高斯光束的大氣傳輸特性[J];激光與紅外;2012年08期

3 張曉宏;易小波;劉翔;Peter J.Winzer;;ALU 1006傳送技術(shù)以及向T比特時代的演進(英文)[J];中國通信;2013年04期

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本文編號：1040427