無(wú)線有線融合光網(wǎng)絡(luò)中的微波光子信號(hào)產(chǎn)生技術(shù).pdf

1、隨著各種新興通信業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，終端用戶的帶寬需求不斷提升，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶寬的需求持續(xù)增加。由于無(wú)線通訊的帶寬需求持續(xù)增大，傳統(tǒng)的電子技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足傳輸速率提升的需求。通過(guò)光子學(xué)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的產(chǎn)生可以不受電子技術(shù)處理速度瓶頸的影響，同時(shí)結(jié)合光纖通信本身低損耗和高傳輸帶寬的特性，可以提升信號(hào)的傳輸距離，從而克服了無(wú)線信號(hào)自身的傳輸距離短的缺點(diǎn)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)作為一種靈活的光接入技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用，因此將無(wú)線技術(shù)和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合可以提

2、升系統(tǒng)的覆蓋范圍和降低運(yùn)營(yíng)商的成本。其中光載無(wú)線技術(shù)（RoF）、超寬帶信號(hào)的光纖傳輸和產(chǎn)生技術(shù)（UWBoF）、超寬帶信號(hào)及無(wú)源接入網(wǎng)（PON）的融合技術(shù)和無(wú)線有線混合的接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（WOBAN）等均被廣泛研究。
　　本論文研究了微波信號(hào)的光子學(xué)產(chǎn)生以及微波信號(hào)和光接入網(wǎng)融合的相關(guān)技術(shù)，其主要?jiǎng)?chuàng)新體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面點(diǎn)：
　　1．基于電光調(diào)制器的三維UWB信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)
　　UWB信號(hào)的產(chǎn)生方案主要有兩大類：通過(guò)電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)

3、生和光子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生。其中電域的產(chǎn)生技術(shù)會(huì)受到電器件處理速率的影響，產(chǎn)生過(guò)程復(fù)雜且成本高。相比而言，光子學(xué)的產(chǎn)生技術(shù)不僅能降低成本，同時(shí)與光接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合后，可以利用光纖傳輸?shù)牡蛽p耗特性提升信號(hào)的傳輸距離。本論文提出了光子學(xué)的三維UWB脈沖信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)：
　　在雙驅(qū)動(dòng)馬赫曾德調(diào)制器（DDMZM）兩個(gè)射頻輸入端口分別加載兩路幅度不同的10-GHz類高斯脈沖串信號(hào)疊加所產(chǎn)生的電信號(hào)，通過(guò)控制四路信號(hào)的數(shù)據(jù)、幅度和DDMZM的偏置電壓，

4、在光信號(hào)的輸出端可以得到包含有位置、相位和幅度信息的三維UWB信號(hào)。該方案首次實(shí)現(xiàn)了三維UWB信號(hào)的光子學(xué)產(chǎn)生，并研究了三維信號(hào)的解調(diào)過(guò)程。通過(guò)單個(gè)的雙驅(qū)動(dòng)調(diào)制器產(chǎn)生三維UWB信號(hào)能有效降低信號(hào)產(chǎn)生的復(fù)雜度，并提升了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率。
　　2．利用DDMZM實(shí)現(xiàn)靈活的超寬帶信號(hào)產(chǎn)生
　　進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)演示，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)上行的無(wú)色傳輸，進(jìn)而降低了光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）端的成本。
　　2）提升無(wú)線和有線融合的光接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功率預(yù)算

5、：通過(guò)分層調(diào)制(HM)技術(shù)，將正交頻分復(fù)用(OFDM)-PON系統(tǒng)中傳輸距離不同用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，并在相同的子載波上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)用戶之間數(shù)據(jù)性能的重新分配可以提升系統(tǒng)的功率預(yù)算，從而能增加網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中容納無(wú)線和有線終端用戶的數(shù)目或增大系統(tǒng)的傳輸距離。
　　3）通過(guò)異或（XOR）運(yùn)算提升無(wú)線和有線融合光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性：通過(guò)對(duì)每個(gè)用戶的上行數(shù)據(jù)和其下行數(shù)據(jù)進(jìn)行XOR運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)加密，在用戶端通過(guò)本地存儲(chǔ)的上行數(shù)據(jù)來(lái)從加密數(shù)據(jù)中得