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全光OFDM复用模块及系统性能的研究

作　者: 周镇辉
导　师: 刘小英
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 正交频分复用傅里叶变换全光复用马赫-曾德尔干涉仪阵列波导光栅
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
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内容摘要

为了应对信息传输要求的不断提高，光纤通信系统正向着更高速率、更大容量、更长跨度的趋势发展。近年来，无线领域的正交频分复用（OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing）技术被引进到光纤通信领域，并开展了广泛的研究。由于具有较强的光纤色散抵抗能力，频谱效率高等优势，光正交频分复用技术已然成为未来高速光纤通信系统的重要备选方案之一。为了使光OFDM系统能够突破电子设备在信号处理过程中的速率瓶颈，本论文围绕OFDM信号直接在光域上的复用与解复用过程，对全光OFDM系统展开研究。首先从OFDM的数学模型进行了基础理论的分析，推导了利用傅里叶变换/逆变换来实现OFDM信号复用/解复用的过程。参照相移单元和时延单元对光信号的处理方式，结合马赫-曾德尔干涉仪（MZI，Mach-Zehnder interferometer）的基本原理，建立了以MZI级联结构来实现OFDM解复用的全光模块，并模拟了8路间隔为40GHz的子载波解复用频谱。同时分析了阵列波导光栅（AWG，Arrayed Waveguide Grating）的拓扑结构具有相移和时延特性，能够实现对光信号的傅里叶变换处理，并推导了AWG对信号的处理过程。构造了基于AWG的两种全光OFDM信号发射结构，对其中一种进行了包含8路40Gbps信号的发射模拟。结合AWG的信号发射模块和基于MZI的解复用模块，在仿真平台上搭建了全光OFDM系统，采用四种调制方式，在160GHz带宽上完成了8×40Gbps信号在400km光纤上的传输，并对系统在不同接收光功率、光信噪比和色散情况下的误码率水平进行了性能分析，验证了系统在高速信号传输上的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 引言  8-9
  1.2 光正交频分复用的研究状况  9-11
  1.3 全光正交频分复用的实现方式  11-12
  1.4 论文的主要研究内容  12-14
2 OFDM 技术的基本原理  14-28
  2.1 OFDM 的基本模型  14-18
  2.2 OFDM 的傅里叶变换实现  18-19
  2.3 光 OFDM 系统的基本结构  19-23
  2.4 OFDM 的循环前缀  23-25
  2.5 光 OFDM 的频谱特性  25-27
  2.6 本章小结  27-28
3 全光 OFDM 的复用方式研究  28-41
  3.1 OFDM 信号的数学模型  28-31
  3.2 MZI 的传输特性分析及模拟  31-35
  3.3 基于 MZI 的解复用模块  35-40
  3.4 本章小结  40-41
4 基于 AWG 的全光 OFDM 复用研究  41-50
  4.1 阵列波导光栅的基本原理  41-43
  4.2 基于 AWG 的傅里叶变换实现  43-45
  4.3 全光 OFDM 信号复用  45-48
  4.4 本章小结  48-50
5 全光 OFDM 系统的传输性能研究  50-62
  5.1 全光 OFDM 系统结构  50-52
  5.2 不同调制格式仿真  52-55
  5.3 系统仿真与性能分析  55-61
  5.4 本章小结  61-62
6 总结  62-64
  6.1 本论文总结  62-63
  6.2 工作展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-69
附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录  69

全光OFDM复用模块及系统性能的研究

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