發(fā)布時間：2020-04-12 02:15

【摘要】：隨著移動互聯(lián)網的不斷發(fā)展,以IP為代表的數(shù)據業(yè)務呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,特別是近幾年,5G移動通信、大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網技術的興起和不斷發(fā)展,使得以數(shù)據中心和城域網為代表的中短距離光通信面臨著巨大的網絡流量壓力。這些中短距離的光通信除了需要拓展傳輸容量之外,還需要繼續(xù)保持低成本的特性。相干通信技術,作為有效的擴容方式,能夠實現(xiàn)大容量信息傳輸,而自零差檢測作為相干通信的另一種形式,能夠保持相干通信的高靈敏度、高譜效率特點,并且簡化系統(tǒng)結構,降低成本。特別是近幾年模分復用技術中多個并行的光模式信道恰好為自零差檢測的導頻傳輸提供了通道。因此自零差檢測技術與模分復用技術相結合,能夠實現(xiàn)大容量信息的低成本傳輸,為數(shù)據中心之間互聯(lián)、大容量城域網和接入網提供一種新的備選方案。本文主要研究了自零差檢測技術,并將其與模分復用技術相結合,深入分析了基于自零差檢測的模分復用通信系統(tǒng)的各種損傷以及相應的解決方法。然后,針對模間串擾導致的拍頻噪聲,提出了一種雙邊帶導頻的傳輸方法,有效提高了系統(tǒng)的傳輸性能。本文的主要工作如下:首先,研究了傳統(tǒng)自零差檢測的結構與性能特性。通過公式推導,分析了自零差檢測與傳統(tǒng)零差檢測的SNR損傷和OSNR代價。然后,通過仿真驗證了基于單模光纖通信系統(tǒng)的自零差檢測的性能特性,包括相位噪聲抑制特性和光源線寬的容忍特性。最后仿真研究了非偏振敏感的自零差檢測系統(tǒng)。其次,研究了少模光纖中的光模式,驗證了模式之間的正交性,分析了少模光纖的特有損傷,包括模式耦合、差分模群時延和模式相關損耗。然后,依據矩陣傳輸理論,分析了少模光纖的傳輸特性,建立了少模光纖的傳輸模型。再次,將自零差檢測與模分復用技術相結合,推導了模分復用系統(tǒng)中自零差檢測的OSNR代價,建立了基于6模少模光纖的自零差檢測模分復用仿真系統(tǒng),實現(xiàn)了56×5×3Gb/s WDM-MDM-PDM QPSK信號50km的可靠傳輸。然后,分析了模式信道串擾、差分模群時延等因素對系統(tǒng)誤碼性能的影響,對比了MMA和CMA算法的均衡效果。然后,分析了系統(tǒng)對光源線寬的容忍特性,以及導頻路光帶通濾波器的帶寬對系統(tǒng)平均誤碼率的影響。最后,針對基于自零差檢測的模分復用系統(tǒng)中模間串擾所導致的拍頻噪聲問題,提出了一種基于雙邊帶導頻的傳輸方案。建立了基于3模少模光纖的自零差檢測模分復用仿真系統(tǒng)。通過56×2Gb/s PDM-QPSK信號的傳輸,驗證了這一方案對拍頻噪聲抑制的特性,并且能夠延長系統(tǒng)的傳輸距離。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2624149