本文關(guān)鍵詞： 光纖無線融合 光纖傳感 ROF B/S架構(gòu)　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及中國"物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新2.0模式"、"兩網(wǎng)融合"的提出,智能化業(yè)務(wù)爆炸性增長,伴隨而來的海量信息對現(xiàn)有通信傳輸網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)。同時,高清多媒體、交互式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的普及,帶來全球網(wǎng)絡(luò)流量的指數(shù)型增長,也使得接入網(wǎng)絡(luò)和光傳輸網(wǎng)絡(luò)面臨嚴(yán)峻的考驗。眾所周知,光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)得益于其傳輸速率高、可靠性高、可維護性高得到廣泛應(yīng)用。但是有線光網(wǎng)絡(luò)的靈活性差,限制了光網(wǎng)絡(luò)的分布式部署。ROF(光載無線電),在中心局端將無線射頻(RF)信號調(diào)制到激光上,然后經(jīng)光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h端天線單元。光載毫米波傳到遠端天線單元后,光電探測設(shè)備接收并將微波信號解調(diào)出來,微波信號經(jīng)過天線發(fā)射即可傳輸用戶信息。由于光纖只充當(dāng)傳輸介質(zhì),對信號的處理再生、交換控制等復(fù)雜功能都設(shè)置在中心站,非常便于集中控制、設(shè)備維護;基站只保留光電轉(zhuǎn)換和功放功能,設(shè)備簡單,便于靈活部署,提高了通信覆蓋率。但是目前的光載無線通信面臨無線頻譜匱乏,傳輸帶寬有限的問題,亟待下一代光載無線系統(tǒng)解決最后一公里甚至最后100米的問題。那么,在此基礎(chǔ)上研究和設(shè)計一個融合多種傳感數(shù)據(jù)的大帶寬、高安全性、高穩(wěn)定性的光纖無線融合傳感系統(tǒng)是十分必要的。本文基于ROF技術(shù)、PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多模光纖、可擴展多種傳感器的ZigBee節(jié)點、光纖布拉格光柵(FBG)傳感器以及相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)技術(shù),設(shè)計實現(xiàn)基于動態(tài)可重構(gòu)R0F-PON架構(gòu)的光纖無線融合傳感系統(tǒng)。ZigBee終端節(jié)點的傳感器采集信息后以無線方式發(fā)送到協(xié)調(diào)節(jié)點天線端,天線端將信號上傳至ONU,然后以光信號形式發(fā)送到ODN。FBG傳感器中心反射波長在靠近用戶端進行解調(diào)并將信號上傳至ONU,ONU將光信息送入ODN與承載ZigBee傳感信息的光載RF信號復(fù)用進入單根光纖進行傳輸,直至OLT端。在OLT和ODN之間采用多模光纖,光纖鏈路中的斯托克斯(Stokes)、反斯托克斯光(Anti-Stokes)兩種背向散射光反射回OLT端。拉曼(Raman)系統(tǒng)的波長解調(diào)模塊以及ZigBee的協(xié)調(diào)節(jié)點都位于OLT端,光載波經(jīng)過解調(diào)和處理后,把傳感數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。Web服務(wù)器上連數(shù)據(jù)庫(Database)服務(wù)器,通過調(diào)用Database將數(shù)據(jù)發(fā)布到web頁面,以便客戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問Web服務(wù)器來瀏覽傳感數(shù)據(jù)。本文主要在以下三個方面做了相關(guān)研究工作:首先,簡單介紹基于ZigBee系統(tǒng)的無線傳感原理、FBG系統(tǒng)傳感原理、分布式光纖拉曼(Raman)系統(tǒng)傳感原理、波長解調(diào)原理。然后,對基于PON和ROF網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)庫(SQL)服務(wù)器和B/S架構(gòu)的多業(yè)務(wù)傳感系統(tǒng)給出了設(shè)計方案。將無線傳感數(shù)據(jù)、光纖傳感數(shù)據(jù)匯入ROF-PON傳感網(wǎng)絡(luò),經(jīng)過解調(diào)處理后把傳感數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,基于B/S架構(gòu)將傳感數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在web端,供用戶查看。最后,提出一種動態(tài)可重構(gòu)ROF系統(tǒng),實現(xiàn)光載波在全光域的多倍頻和調(diào)制格式的轉(zhuǎn)換。
[Abstract]:With the development of the Internet of things technology and the "innovation 2.0 mode of the Internet of things" in China, and the "convergence of two networks", intelligent business explosive growth. At the same time, the popularization of high-definition multimedia, interactive network application and remote monitoring network brings the exponential growth of global network traffic. Access network and optical transmission network are also facing a severe test. As we all know, optical fiber transmission network benefits from its high transmission rate and high reliability. High maintainability is widely used, but the flexibility of cable optical network is poor, which limits the distributed deployment of optical network. ROF (Optical Radio). The radio frequency RF (RF) signal is modulated to the laser at the center end, and then transmitted to the remote antenna unit via the optical network, and the millimeter wave is transmitted to the remote antenna unit. The photoelectric detection equipment receives and demodulates the microwave signal, and the microwave signal can transmit the user information through the antenna. Because the optical fiber only acts as the transmission medium, the signal is processed and regenerated. Exchange control and other complex functions are set in the central station, very convenient for centralized control, equipment maintenance; The base station only retains the function of photoelectric conversion and power amplifier, the equipment is simple, the flexible deployment is convenient, and the communication coverage is improved. However, the current optical wireless communication faces the problem of lack of wireless spectrum and limited transmission bandwidth. It is urgent to solve the problem of the last kilometer or even the last 100m in the next generation optical wireless system. On this basis, we study and design a large bandwidth and high security which can integrate many kinds of sensor data. High stability optical fiber wireless fusion sensor system is very necessary. This paper based on ROF technology, multi-mode fiber optic fiber, can expand a variety of sensor ZigBee nodes. Fiber Bragg grating (FBG) sensor and the corresponding modulation and demodulation technology. The design and implementation of fiber optic wireless fusion sensor system based on dynamic reconfigurable R0F-PON architecture. ZigBee terminal node sensor acquisition information is sent to the coordinated node antenna in a wireless manner. The antenna uploads the signal to the ODN.FBG, then sends the signal to the ODN.FBG sensor center in the form of an optical signal, demodulates the reflection wavelength near the client and uploads the signal to the ONU. ONU sends optical information into ODN and optically loaded RF signals carrying ZigBee sensing information into a single optical fiber for transmission until the OLT end. A multimode optical fiber is used between OLT and ODN. Stokes Stokes in Fiber links. Anti-Stokes Light (Anti-Stokes) two kinds of backscattered Light reflected back to the OLT end. Raman Raman). The wavelength demodulation module of the system and the coordination node of ZigBee are all located in the OLT terminal. After demodulation and processing, the sensing data is stored on the database server. Web server with database database server. Publish the data to the web page by calling Database. In order for customers to access the Web server through the Internet to browse sensor data. This paper mainly in the following three aspects of research work: first of all, a brief introduction of the principle of wireless sensor based on ZigBee system. FBG system sensing principle, distributed fiber Raman raman system sensing principle, wavelength demodulation principle. Then. The design scheme of multi-service sensing system based on PON and ROF network and database SQL) server and B / S architecture is given. The optical fiber sensor data is imported into ROF-PON sensor network, after demodulation processing, the sensing data is stored in the database. Based on the B / S architecture, the sensing data is presented in the web terminal for users to view. Finally. In this paper, a dynamic reconfigurable ROF system is proposed to realize the conversion of optical carrier multi-frequency doubling and modulation format.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212;TN929.1;TN92

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