發(fā)布時(shí)間：2020-06-01 15:26

【摘要】：光正交頻分復(fù)用(O-OFDM)技術(shù)具有高頻率效率、極強(qiáng)的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)容忍性、卓越的高階調(diào)制擴(kuò)展能力等優(yōu)勢(shì)�；贠-OFDM技術(shù)的正交頻分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(OFDM-PON)由于良好的繼承了 O-OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)可以靈活地為用戶提供各種的業(yè)務(wù)且實(shí)現(xiàn)成本較低,已成為了下一代光接入網(wǎng)高速率(40或100Gb/s)研究階段NG-PON2的重要備選方案。本文主要分析和研究了 OFDM-PON系統(tǒng)中的相干檢測(cè)技術(shù)以及可重構(gòu)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)面臨的問(wèn)題,提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和解決方案,并進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析,計(jì)算機(jī)仿真模擬和硬件平臺(tái)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要?jiǎng)?chuàng)新工作內(nèi)容概括如下:1.提出了一種使用下變頻結(jié)構(gòu)和導(dǎo)頻輔助聯(lián)合盲相位搜尋(PA-PBS)算法抑制相位噪聲的外差相干檢測(cè)方案。該方案使用兩根鄰近梳狀譜,經(jīng)過(guò)相同的光纖信道作為相干檢測(cè)的本振光和信號(hào)光,利用外差檢測(cè)后的射頻載波相關(guān)信息,來(lái)實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)下變頻,同時(shí)補(bǔ)償相位噪聲,并放大基帶OFDM信號(hào)。同時(shí),提出了一種PA-BPS算法,進(jìn)一步消除剩余噪聲。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的可行性并表明:該方案可以使10Gb/s的16QAM-OFDM信號(hào)接收靈敏度達(dá)到-27dBm;通過(guò)與相同光纖信道下的直接檢測(cè)方案對(duì)比,本方案可以為系統(tǒng)提升18dB的功率預(yù)算。2.提出一種基于反射式半導(dǎo)體光放大器(RSOA)的相位噪聲消除(PNC)零差檢測(cè)方案。為了保證OFDM-PON的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)無(wú)色化,采用價(jià)格較低的(RSOA)進(jìn)行光環(huán)回調(diào)制被公認(rèn)為無(wú)色光源的一個(gè)較佳解決方案。RSOA是將用戶信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制,因此,經(jīng)過(guò)RSOA的光信號(hào)相位并不攜帶用戶信息�；诖�,本文提出一種低算法復(fù)雜度的PNC零差相干檢測(cè)方案。實(shí)驗(yàn)表明,10Gb/s的16QAM-OFDM通過(guò)相同的光纖信道,相對(duì)于不使用PNC的相干檢測(cè)方案和直接檢測(cè)方案,PNC零差相干檢測(cè)方案分別可以將功率預(yù)算提升4dB和 15dB。3.由于商用RSOA調(diào)制帶寬往往較窄,本文研究分析了 OFDM-PON中基于RSOA的ONU上行容量,以確保實(shí)際用戶需求。此部分的創(chuàng)新點(diǎn)在于:提出了 RSOA動(dòng)態(tài)電光調(diào)制特性的顯式,表明了 RSOA的頻率響應(yīng)具有低通特性,其3dB截止頻率隨注入光功率和偏置電流的加大而上升,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證;采用光帶通濾波器與RSOA級(jí)聯(lián),實(shí)驗(yàn)證明可將RSOA帶寬從約1.2GHz擴(kuò)展到約1.8GHz;實(shí)驗(yàn)探索了自適應(yīng)比特加載對(duì)基于RSOA的OFDM-PON上行容量改進(jìn)的效果,證明了每個(gè)ONU的上行容量可以達(dá)到4Gb/s。4.提出了一種基于DD-MZM的可重構(gòu)、高透明度波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案。該方案可以將OFDM-PON光源中心頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換分配。本方案另一個(gè)重要的創(chuàng)新點(diǎn),通過(guò)數(shù)學(xué)模型搭建和計(jì)算機(jī)仿真分析,給出了該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)條件以確保該轉(zhuǎn)換器有最優(yōu)性能,即:轉(zhuǎn)換光波有最高的轉(zhuǎn)換效率,寄生波數(shù)量最少以及系統(tǒng)最優(yōu)的BER性能。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的可行性,并得到:此波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器對(duì)入射光可以實(shí)現(xiàn)波形幾乎無(wú)損轉(zhuǎn)換、此波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)程是線性的進(jìn)而可以通過(guò)SDN進(jìn)行中心化控制、MZM消光比對(duì)轉(zhuǎn)換性能幾乎無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)。5.在DD-MZM波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出了基于DP-MZM的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案。該方案繼承了 DD-MZM波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的高透明度、SDN中心控制的可重構(gòu)性等優(yōu)點(diǎn),更重要的是,該方案在寄生波抑制的能力上比DD-MZM轉(zhuǎn)換器更好。通過(guò)理論和仿真分析,給出了該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)條件,同時(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的可行性、實(shí)用性和魯棒性。
【圖文】：

圖２－２級(jí)聯(lián)ＩＭ－ＭＺＭ梳狀譜發(fā)生器逡逑本節(jié)提出了一種級(jí)聯(lián)兩個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器ＩＭ－ＭＺＭ來(lái)實(shí)現(xiàn)梳狀譜發(fā)生器方案逡逑如圖２－２所示。激光源首先經(jīng)過(guò)第一級(jí)ＩＭ－ＭＺＭ，此ＩＭ－ＭＺＭ射頻端口加載頻逡逑１１逡逑

Ｂｅｔａ逡逑圖２－３不同＃值下，㈧和ＡＣ}的函數(shù)值逡逑其中負(fù)＝p�；}椅髦葡凳�。取特定禂f�，，假n跡玻持械慕壞�，蕼厦甚r街繡義希我喚綴腿椎模攏澹螅螅澹旌迪嗟燃矗矗埃埃劍橙裕�，甚r嬌梢員湮義稀輳錚�，]保ǎ健輳悖保ǎ�？１）｀Pǎ澹耍蓿�，＋ｅＡP耍擼幔В�，）－（ｅｙＫ＋３［E椋瑁�，＋ｅｙＫ＇３＾），）］逦（２－２）辶x先緩笊鮮觶桑停停冢偷氖涑鱸俅磽庖桓觶桑停停冢�，该ＩＭ－ＭＺＭ的＿b棋義系緙淙胗閃硪桓鲇嘞椅⒉ㄐ藕旁床ㄆ德剩埃玻劍矗�；丨），最后输出为：辶x希保插義

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