RoF-PON系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、通信網(wǎng)絡(luò)分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分，核心網(wǎng)起到交換和傳輸?shù)淖饔茫尤刖W(wǎng)則與用戶直接相連，為用戶提供多業(yè)務(wù)的接入。與核心網(wǎng)的高速發(fā)展相比，接入網(wǎng)的發(fā)展比較緩慢，不能滿足人們對(duì)接入網(wǎng)高速率多業(yè)務(wù)的需求。光接入網(wǎng)由于使用光纖作為傳輸媒質(zhì)，利用了光纖傳輸?shù)谋姸鄡?yōu)良特性，成為最有前途的接入網(wǎng)形式。將光接入網(wǎng)中的無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)和光載無線通信技術(shù)（Radio-over-Fiber，RoF）相結(jié)合的R

2、oF-PON系統(tǒng)因?yàn)榻Y(jié)合了兩者的優(yōu)良特性而成為新的接入網(wǎng)形式與研究熱點(diǎn)。RoF-PON系統(tǒng)主要由中心站、基站和用戶端設(shè)備組成。中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換處理等過程，設(shè)備比較復(fù)雜，被多個(gè)基站共享?；具M(jìn)行數(shù)據(jù)的上下行接收:將接收自中心站的激光轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)發(fā)送至用戶端，同時(shí)將用戶端上行發(fā)送的上行數(shù)據(jù)，用光纖傳輸至中心站?；驹O(shè)備簡(jiǎn)單，數(shù)目多。
　　RoF-PON系統(tǒng)利用了光纖低損耗、大容量等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也會(huì)受光纖的色散等不利因素的影響。為

3、了克服光纖色散特性，人們將正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)應(yīng)用到RoF-PON系統(tǒng)中。OFDM的引入可以利用數(shù)字信號(hào)處理的方法來解決模擬域的色散問題。另外由于OFDM中采用了正交幅度調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM），可以減小信號(hào)的傳輸帶寬。為了提高傳輸效率，RoF-PON系統(tǒng)一般與波分復(fù)用波分復(fù)用(Wavelen

4、gthDivision Multiplexing，WDM)技術(shù)相結(jié)合，傳統(tǒng)的激光陣列光源已滿足不了其要求。RoF-PON系統(tǒng)主要采用強(qiáng)度調(diào)制方式產(chǎn)生射頻信號(hào)，不同頻率成分的光信號(hào)會(huì)產(chǎn)生不同的相移，從而引起非線性串?dāng)_，為了降低非線性失真，有必要設(shè)計(jì)新型的調(diào)制方式。
　　本論文將OFDM技術(shù)引入到RoF-PON系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了多波長(zhǎng)光源、寬帶波分解復(fù)用器和光耦合單邊帶調(diào)制等RoF-PON核心技術(shù)。本論文的研究?jī)?nèi)容和成果主要有:
　　

5、(1)探究了OFDM技術(shù)的原理和相應(yīng)的信號(hào)處理過程，及其在光通信中的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)形式。通過仿真驗(yàn)證了導(dǎo)頻、循環(huán)前綴和窗口同步技術(shù)對(duì)OFDM信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀瑸镺FDM技術(shù)在RoF-PON系統(tǒng)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　(2)探究了馬赫增德爾調(diào)制器(Mach-Zehnder Modulator，MZM)調(diào)制產(chǎn)生各階光波邊帶的原理，以此為理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了應(yīng)用在RoF-PON系統(tǒng)中的多波長(zhǎng)光源，仿真結(jié)果表明其具有輸出功率高、平坦度好、串?dāng)_少的特

6、點(diǎn)。分析了陣列波導(dǎo)光柵（Arrayed Waveguide Grating，AWG）的特性，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了解復(fù)用多波長(zhǎng)光源的寬帶平坦波分解復(fù)用器。
　　(3)為了降低RoF-PON系統(tǒng)傳輸過程中的諧波失真和互調(diào)失真，本論文設(shè)計(jì)了新型的光耦合單邊帶調(diào)制方式，通過理論分析和仿真驗(yàn)證了其可行性，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過信噪比、誤差矢量幅度、星座圖、眼圖和誤碼率等參數(shù)驗(yàn)證了光耦合單邊帶調(diào)制可以有效的降低RoF-PON系統(tǒng)的非線形失真，并且