【摘要】：在下一代光通信接入網(wǎng)中,用戶對(duì)基于有效性(評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)速率)和可靠性(評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量)的數(shù)據(jù)通信的迫切需要促進(jìn)了寬帶網(wǎng)絡(luò)不斷向前發(fā)展。同時(shí),出現(xiàn)了基于電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的三網(wǎng)融合,出現(xiàn)了視頻游戲、移動(dòng)多媒體、高清電視和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議等新型寬帶高速業(yè)務(wù)和多種服務(wù),出現(xiàn)了光纖無線通信(Radio over Fiber,RoF)和無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,PON)的融合。這些現(xiàn)狀就迫使研究人員提出更有前途的解決方案,一種更加實(shí)用并且被證實(shí)的方式就是正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(OFDM-PON),才能夠滿足大量終端用戶的需求�？偠灾�,由于自身存在不少缺陷,傳統(tǒng)的PON方案就不能滿足當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的需要。時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(TDM-PON)需要給用戶提供多樣性服務(wù)的話,必須憑借幀技術(shù)和復(fù)雜的調(diào)度算法;波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)給相應(yīng)的接收機(jī)分配光濾波分布波長(zhǎng)或者通過任意波形產(chǎn)生器給特定波長(zhǎng)分配不同的高速數(shù)據(jù)。然而,具有大容量、多業(yè)務(wù)接入、時(shí)域和頻域?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)頻帶分布和長(zhǎng)距離傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)的OFDM-PON接入技術(shù)才能滿足呈指數(shù)增長(zhǎng)的用戶對(duì)接入帶寬和高速數(shù)據(jù)的需求。同時(shí),OFDM又有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):1)高的IFFT/FFT大小,一方面,可以給OFDM符號(hào)和用于激光相位噪聲補(bǔ)償?shù)纳漕l導(dǎo)頻符號(hào)提供足夠的間隔,另一方面,利用最小的循環(huán)前綴就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算的開銷;2)高階正交幅度調(diào)制(MQAM)方式和高階相移鍵控(MPSK)方式,降低了光電子器件的裝備成本、進(jìn)一步改善傳輸容量、容易提高頻譜效率以及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的電子器件頻帶線寬的靈活性;3)同步技術(shù),在相干光OFDM系統(tǒng)中,三種主要的同步方式受到并且引發(fā)了研究人員的廣泛關(guān)注:其一,載波頻率同步技術(shù);其二,采樣頻率同步技術(shù);其三,符號(hào)定時(shí)同步技術(shù)。本論文基于OFDM作為4G通信中的核心技術(shù)和基于全雙工PON的設(shè)計(jì)理念,在子載波分配和映射方式上,提出了幾種新穎的OFDM-PON設(shè)計(jì)架構(gòu),并利用OptiSystem7.0和MatlabR2014a進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)通信需求所達(dá)到的比特誤碼率(BER)。該方案所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果已經(jīng)在相關(guān)光通信學(xué)期刊上發(fā)表,主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:1.在40Gb/s接入網(wǎng)系統(tǒng)中,為了改善頻譜效率和降低系統(tǒng)復(fù)雜度,在先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的幫助之下,基于混合64/16/4QAM OFDM的三路并行下行鏈路被實(shí)驗(yàn)論證。同時(shí),相應(yīng)的采用非歸零碼信號(hào)的上行鏈路也被成功接收。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在全雙工無源光網(wǎng)絡(luò)中,高階正交幅度調(diào)制對(duì)接收光功率更加敏感。2.在發(fā)端同相正交調(diào)制和收端相干檢測(cè)的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中,基于混合的64/16/4QAM OFDM下行數(shù)據(jù)和基于混合16/8/QPSK OFDM上行數(shù)據(jù)的全雙工無源光網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)得到了相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)論證。為了節(jié)約成本和降低計(jì)算復(fù)雜度,波長(zhǎng)為193.2THz的外腔激光器既為上行鏈路的發(fā)射機(jī)提供光載波,又為下行鏈路的相干檢測(cè)提供本地振蕩信號(hào)。在PON中,基于IFFT/FFT實(shí)現(xiàn)子載波的動(dòng)態(tài)分布是非常有必要的。3.在同相正交調(diào)制和直接檢測(cè)的PON接入系統(tǒng)中,憑借M進(jìn)制正交幅度調(diào)制(MQAM)技術(shù),數(shù)據(jù)速率為40Gb/s的三路并行子信道的同種調(diào)制格式的MQAM OFDMA下行鏈路架構(gòu)被成功實(shí)現(xiàn),其標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的傳輸距離達(dá)到了 20-Km。在該系統(tǒng)中,連續(xù)的并且固定的256個(gè)子載波組成一個(gè)子載波組,這三路并行的子信道同時(shí)傳輸三路4QAM數(shù)據(jù)流,或者三路16QAM數(shù)據(jù)流,或者三路64QAM數(shù)據(jù)流。為了提高系統(tǒng)的傳輸性能,在FFT之后,接收端進(jìn)行了信道估計(jì)和載波相位估計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三路4QAM OFDMAPON下行的最佳接收性能的子信道是第二子信道,而三路16QAM和三路64QAM分別是第一子信道和第二子信道。此外,其接收機(jī)靈敏度分別提高了-0.6,0.6,4.6dBm。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶三峽學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：2438100