【摘要】：近幾年來,由于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)等新時代網(wǎng)絡業(yè)務的飛速發(fā)展,以及當代各行各業(yè)與它們深度融合,人們對光網(wǎng)絡帶寬的需求以指數(shù)冪的形式爆炸增長,對通信系統(tǒng)的容量有了更高要求。到目前為止,光通信系統(tǒng)主要以單模光纖為傳輸媒質(zhì),但是非線性效應很大程度上影響了單模光纖傳輸信號的質(zhì)量,網(wǎng)絡容量逐步逼近于香農(nóng)理論極限(shannonlimit)。因此國內(nèi)外研究人員紛紛研究各種提升網(wǎng)絡容量相關(guān)技術(shù),并且利用模式這一自由度進行擴容,于是利用少模光纖(FMF)作為傳輸媒質(zhì)的模分復用(MDM)技術(shù)應運而生。少模光纖中具有有限個獨立正交的模式,例如LPxy模式等,它可作為MDM通信系統(tǒng)獨立信道進行復用傳輸,從而MDM通信系統(tǒng)的傳輸容量可以以倍數(shù)形式提升。但是在實際模分復用光纖通信系統(tǒng)中,模式耦合(MC)和差分模式群時延(MGDM)等損傷會嚴重劣化模分復用通信系統(tǒng)的傳輸性能,因此如何解決模式耦合及差分模式群時延等問題,實現(xiàn)接收信號的解復用用將成為問題的關(guān)鍵。圍繞上述問題,到目前為止,大多數(shù)的研究仍為仿真實驗階段,MDM系統(tǒng)多為VPI搭建的仿真實驗系統(tǒng)。本文立足于實際搭建的MDM通信實驗系統(tǒng),模式復用/解復用器選為Olkin Optics公司生產(chǎn)的具有模式選擇性光子燈籠,調(diào)制方式采用OOK調(diào)制,根據(jù)系統(tǒng)實際接收信號完成信號處理解復用。首先分析了少模光纖中模式的正交性以及基于少模光纖模分復用通信系統(tǒng)的損傷機理,隨后研究了少模光纖模分復用通信系統(tǒng)的信號均衡算法,在此基礎上搭建了基于光子燈籠的少模光纖模分復用通信實驗系統(tǒng),并探究了 FD-LMS算法以及FD-ICA算法對少模光纖模分復用通信實驗系統(tǒng)的解復用效果,實驗取得了較好的結(jié)果。本文的具體工作如下:1.從光波導學角度,理論分析了少模光纖中的模式正交性。闡述了基于少模光纖模分復用通信系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理,重點分析了少模光纖模分復用通信系統(tǒng)的兩大損傷:模式耦合以及差分模式群時延。介紹了 MDM通信系統(tǒng)的構(gòu)成以及信號處理相關(guān)技術(shù)。2.研究了基于FD-LMS信號處理算法的模分復用通信實驗系統(tǒng)研究。首先,理論研究了 FD-LMS算法,明確了該算法對MDM通信系統(tǒng)損傷補償?shù)目尚行�。然�?搭建3×3 MDM通信實驗系統(tǒng),實驗研究了該系統(tǒng)的在不同傳輸距離下的傳輸性能以及誤碼性能。最后對于傳輸質(zhì)量較差的情況,實驗結(jié)果驗證了此算法對MDM通信實驗系統(tǒng)中損傷的補償性能。3.研究了基于FD-ICA信號處理算法的模分復用通信實驗系統(tǒng)研究。首先,圍繞FD-ICA算法進行理論分析。隨后,搭建2×2 MDM通信實驗系統(tǒng),實驗研究了該系統(tǒng)的在不用傳輸距離下的傳輸性能以及誤碼性能。最后實驗結(jié)果驗證了此算法對MDM通信實驗系統(tǒng)中損傷的補償性能。
【圖文】：

圖１．２復用技術(shù)演進圖逡逑近幾十年以來，各種擴容技術(shù)迅猛發(fā)展。如圖１．２所示，到目前為止，時間，相位，頻率，幅度，偏振等維度已被充分利用，僅有空間維度未被。因此圍繞空間這一自由度的空分復用技術(shù)研究火熱［４］。ＳＤＭ技術(shù)應用維度作為獨立信道，從而實現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)同時復用傳輸，通信系統(tǒng)容量得Ｍ傳輸可以分為兩種方式：z1合（Ｃｏｕｐｌｅｄ）傳輸與非z1合（ｌｉｏｎ－ｃｏｕｐｌｅｄ）者ＳＤＭ通信系統(tǒng)應用少�；蛘叨嗄９饫w［５］，后者應用多芯光纖［６－７］。少多模光纖相比，其支持的模式數(shù)量小于多模光纖所承載模式數(shù)量，模間色２逡逑

２．１．１少模光纖逡逑光纖是同軸圓柱形電介質(zhì)波導，有纖芯、包層以及涂覆層構(gòu)成，其中纖芯折射逡逑率大于包層折射率，如圖２．１所示。纖芯是光能量傳播的主要場所，為提升纖芯折逡逑射率，纖芯材料的主要成分為摻雜的二氧化硅，純度達９９．９９９％，其余成分為極少逡逑量的摻雜劑如二氧化鍺等。包層的作用是主要把光強束縛在纖芯中，低于纖芯的折逡逑射率分布為光的傳輸提供了反射面，使光與包層相隔，它的材料一般也為二氧化硅。逡逑光纖包層外的涂覆層主要成分是環(huán)氧樹脂等高分子材料，它可以增強光纖的柔韌逡逑性，起到一定的防護作用［２５］。逡逑涂覆層逡逑圖２－１光纖結(jié)構(gòu)圖逡逑根據(jù)光纖中模式數(shù)量，光纖可分為單模光纖、少模光纖以及多模光纖。單模光逡逑纖受帶寬危機的影響，，其越來越趨近理論極限；多模光纖雖然支持多個模式同時傳逡逑輸
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.11;TN911.7

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳建平;李星;劉瑩;;下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];中興通訊技術(shù);2011年02期

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 李嬌;基于格基規(guī)約的模分復用系統(tǒng)信號均衡技術(shù)研究[D];吉林大學;2018年

2 劉云鶴;MDL條件下模分復用系統(tǒng)解復用技術(shù)研究[D];吉林大學;2018年

本文編號：2702517