本文關(guān)鍵詞：零差相干光通信關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 零差相干光通信 光學鎖相環(huán) 相干檢測 平衡探測 光混頻器

【摘要】：自由空間零差相干光通信具有傳輸速率高、功耗低、抗干擾能力強、通信距離遠、保密性好、系統(tǒng)體積小重量輕等一系列優(yōu)點,因此成為了通信領(lǐng)域新的研究熱點。與傳統(tǒng)的強度調(diào)制/直接檢測(IM/DD)相比,空間零差相干光通信最突出的優(yōu)勢是靈敏度高。但是要將空間零差相干光通信真正投入到工程應(yīng)用中,仍然有若干關(guān)鍵技術(shù)需要解決,本文主要解決平衡探測和90°光混頻技術(shù),并開展零差相干光通信實驗研究。本文針對空間相干光通信的應(yīng)用需求,詳細分析了零差相干光通信的原理以及相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),通過比較零差相干檢測與IM/DD檢測和外差相干檢測,分析了零差檢測的主要優(yōu)勢。對通信系統(tǒng)中的核心模塊光學鎖相環(huán)進行了理論分析,重點分析了兩類常用的光學鎖相環(huán):平衡鎖相環(huán)和科斯塔斯鎖相環(huán)。對兩者進行了噪聲分析,計算了兩鎖相環(huán)的理論極限靈敏度,求出了在所需系統(tǒng)誤碼率BER=10-10下的激光器線寬與系統(tǒng)碼率的關(guān)系。平衡鎖相環(huán)雖然結(jié)構(gòu)相對簡單,但是對激光器線寬要求較高,是系統(tǒng)比特率的5.9 106??倍;科斯塔斯鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,但對激光器線寬要求較低,是系統(tǒng)比特率的5.02 104??倍。對零差相干光通信系統(tǒng)中的平衡探測器和90°光混頻器進行了理論分析,并對由于元器件的誤差所造成的性能影響進行了分析。根據(jù)理論分析的結(jié)果,設(shè)計了平衡探測電路以及90°光混頻器。經(jīng)過測試可得,平衡探測器帶寬為750MHz,光電轉(zhuǎn)換率為240V/W。成功組裝了90°光混頻器,測得耦合效率為49.9%,平均相對相差與理論值相差5°。按照方案設(shè)計,搭建了實驗平臺,通過激光晶體溫度和粘在激光晶體上的壓電陶瓷來對本振激光器進行調(diào)諧,分別進行了基于平衡鎖相環(huán)和基于科斯塔斯鎖相環(huán)的通信實驗。在基于平衡鎖相環(huán)的通信系統(tǒng)中,在1.25Gbps通信速率下,信號光功率為-54dBm時,系統(tǒng)誤碼率為5.31×10-7,通信速率改為2.5Gbps,信號光功率為-50dBm時,系統(tǒng)誤碼率為3.12×10-6。完成了基于科斯塔斯鎖相環(huán)零差相干光通信。
【關(guān)鍵詞】：零差相干光通信 光學鎖相環(huán) 相干檢測 平衡探測 光混頻器
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 應(yīng)用背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外相干光通信研究動態(tài)11-20
• 1.2.1 國外相干光通信研究動態(tài)12-19
• 1.2.2 國內(nèi)相干光通信研究動態(tài)19-20
• 1.3 零差相干光通信關(guān)鍵技術(shù)20-22
• 1.3.1 激光調(diào)制技術(shù)20
• 1.3.2 激光器和頻率控制技術(shù)20-21
• 1.3.3 平衡探測器21
• 1.3.4 光混頻器21-22
• 1.4 本文的主要工作22-23
• 第二章 零差相干光通信原理23-39
• 2.1 零差相干光通信原理23-26
• 2.1.1 零差檢測與直接強度檢測23-25
• 2.1.2 零差檢測與外差檢測25-26
• 2.2 光學鎖相環(huán)26-37
• 2.2.1 平衡鎖相環(huán)26-32
• 2.2.2 科斯塔斯鎖相環(huán)32-37
• 2.3 本章小結(jié)37-39
• 第三章 平衡探測器和 90°光混頻器的設(shè)計與實現(xiàn)39-58
• 3.1 平衡探測器39-47
• 3.1.1 平衡探測器原理39-40
• 3.1.2 平衡探測器誤差分析40-43
• 3.1.3 平衡探測電路設(shè)計43-47
• 3.2 90°光混頻器47-57
• 3.2.1 90°光混頻器原理47-50
• 3.2.2 90°光混頻器的誤差分析50-53
• 3.2.3 90°光混頻器設(shè)計53-57
• 3.3 本章小結(jié)57-58
• 第四章 零差相干光通信實驗58-66
• 4.1 實驗元器件58-60
• 4.1.1 激光器58-59
• 4.1.2 放大和濾波59-60
• 4.2 基于平衡鎖相環(huán)的零差相干光通信實驗60-62
• 4.3 基于科斯塔斯鎖相環(huán)的零差相干光通信實驗62-65
• 4.4 基于兩種鎖相環(huán)的通信實驗結(jié)果分析65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 全文總結(jié)與展望66-68
• 5.1 全文總結(jié)66-67
• 5.2 課題展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-73

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高進;王東元;王銳;;快速多路光纖數(shù)據(jù)交叉連接組件[J];艦船電子工程;2014年05期

2 勞景富;;光纖傳輸系統(tǒng)及光纖通信系統(tǒng)的優(yōu)點及具體應(yīng)用探析[J];民營科技;2014年09期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 駱宏圖;基于以太網(wǎng)的LED可見光通信技術(shù)研究[D];暨南大學;2012年

2 史尚尚;量子點半導(dǎo)體光放大器的靜態(tài)及波長轉(zhuǎn)換特性[D];曲阜師范大學;2013年

3 李明杰;多波長混合光放大器增益譜平坦化的研究[D];北京郵電大學;2015年

4 牛小艷;氟化光敏聚合物光交叉復(fù)用集成波導(dǎo)芯片研制[D];吉林大學;2015年

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本文編號：1045734