RoF-PON系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、通信網(wǎng)絡分為核心網(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，不能滿足人們對接入網(wǎng)高速率多業(yè)務的需求。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(Passive Optical Network，PON)和光載無線通信技術（Radio-over-Fiber，RoF）相結合的R

2、oF-PON系統(tǒng)因為結合了兩者的優(yōu)良特性而成為新的接入網(wǎng)形式與研究熱點。RoF-PON系統(tǒng)主要由中心站、基站和用戶端設備組成。中心站進行數(shù)據(jù)的交換處理等過程，設備比較復雜，被多個基站共享?；具M行數(shù)據(jù)的上下行接收:將接收自中心站的激光轉(zhuǎn)換為射頻信號發(fā)送至用戶端，同時將用戶端上行發(fā)送的上行數(shù)據(jù)，用光纖傳輸至中心站?；驹O備簡單，數(shù)目多。
　　RoF-PON系統(tǒng)利用了光纖低損耗、大容量等優(yōu)勢的同時，也會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，人們將正交頻分復用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)技術應用到RoF-PON系統(tǒng)中。OFDM的引入可以利用數(shù)字信號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），可以減小信號的傳輸帶寬。為了提高傳輸效率，RoF-PON系統(tǒng)一般與波分復用波分復用(Wavelen

4、gthDivision Multiplexing，WDM)技術相結合，傳統(tǒng)的激光陣列光源已滿足不了其要求。RoF-PON系統(tǒng)主要采用強度調(diào)制方式產(chǎn)生射頻信號，不同頻率成分的光信號會產(chǎn)生不同的相移，從而引起非線性串擾，為了降低非線性失真，有必要設計新型的調(diào)制方式。
　　本論文將OFDM技術引入到RoF-PON系統(tǒng)，設計了多波長光源、寬帶波分解復用器和光耦合單邊帶調(diào)制等RoF-PON核心技術。本論文的研究內(nèi)容和成果主要有:
　　

5、(1)探究了OFDM技術的原理和相應的信號處理過程，及其在光通信中的應用和結構形式。通過仿真驗證了導頻、循環(huán)前綴和窗口同步技術對OFDM信號傳輸?shù)挠绊?，為OFDM技術在RoF-PON系統(tǒng)中的應用打下了基礎。
　　(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，以此為理論基礎設計了應用在RoF-PON系統(tǒng)中的多波長光源，仿真結果表明其具有輸出功率高、平坦度好、串擾少的特

6、點。分析了陣列波導光柵（Arrayed Waveguide Grating，AWG）的特性，以此為基礎設計了解復用多波長光源的寬帶平坦波分解復用器。
　　(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，本論文設計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證了其可行性，并進行了相關實驗，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