高速全光OFDM系統(tǒng)性能分析及其應(yīng)用研究.pdf

1、目前,光纖通信網(wǎng)絡(luò)巨大增加,對(duì)光纖信道容量的有效的利用提出更高的需求。在中國(guó),基于雙偏振四相相移鍵控(DP-QPSK)調(diào)制技術(shù)和相干接收的單載波100Gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)測(cè)試成功,400Gbit/s將會(huì)是下一個(gè)超100G長(zhǎng)途光纖傳輸?shù)哪繕?biāo)。光OFDM的多載波并行處理技術(shù)在超高速傳輸系統(tǒng)中具有極大的優(yōu)勢(shì),而全光OFDM(AO-OFDM)技術(shù)因其利用全光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)反快速傅里葉變換及快速傅里葉變換(IFFT/FFT)操作而被廣泛關(guān)注。它不僅克

2、服了高速處理下器件電子處理速率的限制,而且也大大降低了系統(tǒng)的能耗。
　　論文對(duì)AO-OFDM系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析、技術(shù)改進(jìn)和新型應(yīng)用。概況全文,主要研究?jī)?nèi)容有如下幾個(gè)方面:
　　(1)仿真了400Gb/s基于DP-QPSK調(diào)制和相干解調(diào)技術(shù)的AO-OFDM系統(tǒng)。該系統(tǒng)單個(gè)子載波實(shí)現(xiàn)100Gb/sDP-QPSK調(diào)制,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的頻譜利用率(SE)為2.7bit/s/Hz。該系統(tǒng)較相同配置條件下的DWDM系統(tǒng),在實(shí)現(xiàn)BER=10-3時(shí)

3、,擁有較低的OSNR,系統(tǒng)敏感性較高。光纖傳輸中,系統(tǒng)受非線性效應(yīng)影響有1.5dB功率代價(jià)。同時(shí),中心通道受到較大的載波間干擾。隨著入纖光功率的增大,系統(tǒng)受到光纖非線性效應(yīng)的影響接收敏感性明顯降低,長(zhǎng)途傳輸中,當(dāng)入纖光功率高時(shí),光纖的非線性效應(yīng)導(dǎo)致系統(tǒng)性能惡化,同時(shí)非線性噪聲也會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)一定程度的惡化。非線性kerr效應(yīng)在系統(tǒng)功率較高時(shí)將是系統(tǒng)傳輸性能的主要限制因素。
　　(2)基于載波抑制光源的AO-OFDM系統(tǒng)在雙偏振傳輸系統(tǒng)

4、中表現(xiàn)出了良好的性能,突出的特點(diǎn)是對(duì)偏振失配有很好的容忍度,同時(shí)對(duì)色散和非線性效應(yīng)的作用擁有一定容限的提升。這一改進(jìn)的系統(tǒng)具有了較高的接收敏感性。
　　(3)基于預(yù)編碼技術(shù),仿真了16×10Gb/s的全光OFDM系統(tǒng)。系統(tǒng)在采用預(yù)編碼技術(shù)條件下,很好的改進(jìn)發(fā)射端AO-OFDM信號(hào)的PAPR特性,提高系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)。采用3B4B預(yù)編碼使PAPR下降了1.9dB,系統(tǒng)Q值提高2,并且傳輸功率容限提高3.8mW。
　　(4)使用N

5、yquist脈沖整形技術(shù)可以改進(jìn)光源的頻譜特征,在濾波操作中信號(hào)受到的影響減小,從而改進(jìn)信號(hào)的傳輸性能。這一作用對(duì)多用戶網(wǎng)絡(luò)很有好處,在多用戶情況下,能夠盡量保證各個(gè)用戶的性能穩(wěn)定。
　　(5)提出了中基于AO-OFDM技術(shù)的PON架構(gòu)。通過(guò)仿真提出的基于AO-OFDM-PON架構(gòu),我們實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)上下行傳輸,最大下行容量40G/s,同時(shí),也設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的ONU單元內(nèi)部和ONU單元間的數(shù)據(jù)互通業(yè)務(wù),仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。該