【摘要】：現(xiàn)代社會(huì),科技迅猛發(fā)展,隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算以及5G通信等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及技術(shù)的革新,對(duì)信息傳輸速率、數(shù)據(jù)傳輸容量的要求越來(lái)越高,對(duì)于光通信技術(shù)的革新也越來(lái)越迫切。當(dāng)前光傳送網(wǎng)已達(dá)到100G商用,正在進(jìn)行400G模塊的研究,高速率所催生出的光電交換問(wèn)題也越見(jiàn)凸顯,解決光電光的轉(zhuǎn)換問(wèn)題,提升整體數(shù)據(jù)信息的傳輸速率,是現(xiàn)代信息社會(huì)的發(fā)展要求。以此為背景,本文將脈沖位置調(diào)制技術(shù)(PPM)與正交幅度調(diào)制技術(shù)(QAM)結(jié)合引入光標(biāo)記交換系統(tǒng),分析研究了脈沖位置調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)原理以及其在高速光標(biāo)記交換系統(tǒng)中的傳輸特性。利用仿真軟件VPI搭建高速率的16QAM/PPM光標(biāo)記交換系統(tǒng)模型。本文主要研究了以下內(nèi)容:通過(guò)文獻(xiàn)閱讀,分析介紹了光纖通信技術(shù)與光交換技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并分析研究了光標(biāo)記交換技術(shù)的記中具體實(shí)現(xiàn)方案和其中的關(guān)鍵技術(shù)。分析研究了脈沖位置調(diào)制技術(shù)和正交振幅調(diào)制技術(shù),簡(jiǎn)要介紹了它們的基本原理,基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)以及技術(shù)方案類型,介紹了基本信號(hào)調(diào)制原理以及正交幅度調(diào)制技術(shù)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)方式和解調(diào)方式。依據(jù)上面的原理介紹和分析,進(jìn)行凈荷速率為40 Gb/s的光標(biāo)記交換系統(tǒng)的仿真研究,以16QAM為凈荷信號(hào)調(diào)制方式,2PPM為標(biāo)記信號(hào)調(diào)制方式,優(yōu)化了系統(tǒng)中關(guān)鍵器件的參數(shù),分析該系統(tǒng)的傳輸特性。結(jié)果證明,40 Gb/s 16QAM/2PPM光標(biāo)記交換系統(tǒng)具有良好的系統(tǒng)性能以及傳輸特性。并就PPM信號(hào)的產(chǎn)生方式進(jìn)行了優(yōu)化分析,得到在局部范圍內(nèi)64PPM具有較好的傳輸特性的結(jié)論。依照上述的仿真系統(tǒng),提高凈荷16QAM的調(diào)制速率到160 Gb/s與640 Gb/s,結(jié)合64PPM標(biāo)記搭建光標(biāo)記交換系統(tǒng),并就仿真系統(tǒng)中關(guān)鍵器件的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析,包括光帶通濾波器帶寬、電低通濾波器帶寬、標(biāo)記凈荷間的頻率間隔對(duì)系統(tǒng)性能的影響,并分析研究?jī)?yōu)化后的系統(tǒng)傳輸性能。結(jié)果表明,對(duì)于高速的16QAM/64PPM光標(biāo)記交換系統(tǒng),標(biāo)記與凈荷均具備較好的接收效果,且在光纖中傳輸96 km后,標(biāo)記與凈荷的功率代價(jià)均未超過(guò)3 dB,整體光標(biāo)記交換系統(tǒng)體現(xiàn)出良好傳輸特性。
【圖文】：

圖 2-1 光標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[9]可見(jiàn)，光標(biāo)記交換是將多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)技術(shù)引入到光域，光標(biāo)記中有整個(gè) IP 數(shù)據(jù)包的相關(guān)信息，利用標(biāo)記信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)光標(biāo)記的遠(yuǎn)低于凈荷數(shù)據(jù)的速率的，而節(jié)點(diǎn)并不需要對(duì)高速光凈荷信息進(jìn)行處理，只析低速的標(biāo)記信息，能夠顯著提升整體數(shù)據(jù)的傳輸效率[10,11]。1.2 現(xiàn)有光標(biāo)記交換技術(shù)方案光標(biāo)記交換技術(shù)提出至今[12]，已有多年的研究歷史，各國(guó)學(xué)者也提出了多標(biāo)記技術(shù)方案，并且這些技術(shù)方案都是以標(biāo)記信號(hào)與凈荷信號(hào)加載方式或輸方式來(lái)界定的，若是按照光標(biāo)記所在的信道來(lái)分類的話，可以分為帶內(nèi)光帶外光標(biāo)記，如圖 2-2 所示：光標(biāo)記技術(shù)

第三章 脈沖位置調(diào)制的時(shí)隙數(shù)是二脈沖 MPPM 所需要的時(shí)隙數(shù)的 2 倍。結(jié)合帶寬計(jì)算公式，可以得到PPM 所占用的帶寬是二脈沖 MPPM 的 2 1.414，即二脈沖 MPPM 相比于 PPM節(jié)約了近一半的帶寬。而當(dāng) p 3時(shí)，，帶入公式(3-18)，得到 PPM 所占用的帶寬是三脈沖的 MPPM 的34.5 1.6509，由上述可見(jiàn)，在傳輸帶寬方面，三脈沖比二脈沖更優(yōu)秀[42]。3.2.2 編碼映射對(duì)于 MPPM 信號(hào)，假設(shè)信號(hào)周期內(nèi)的時(shí)隙總數(shù)為 M，傳輸光脈沖數(shù)為 p 且不超過(guò) 10，根據(jù)上述說(shuō)明，當(dāng)時(shí)隙總數(shù) M 不變時(shí)，MPPM 的帶寬利用率先隨著 p 的增加而增加，然后隨著 p 的增加而減少。同樣當(dāng)傳輸光脈沖數(shù) p 不變時(shí)，MPPM 的帶寬利用率先隨著 M 的增加而增加，然后隨著 M 的增加而減少，如圖 3-7：
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2630666