论文部分内容阅读
随着互联网业务的空前发展,致使近些年全球数据流量需求呈现出爆炸式增长。为应对如此巨大的流量冲击和挑战,提高传输系统的频谱利用率被认为是解决该问题的首选方案。相干光正交频分复用（CO-OFDM）和奈奎斯特波分复用（Nyquist-WDM）技术,由于其具有高频谱效率和强抗串扰能力等特点,成为了光通信的研究热门。本学位论文主要对高频谱效率光传输网络的关键技术进行学习和研究,主要内容和创新点如下:1.针对光OFDM系统的高峰值平均功率比（PAPR）问题,研究了一种基于离散傅里叶扩频（DFT-Spread）原理的调制技术,即DFT-Spread OFDM技术。从理论上详细研究和分析了该技术降低光OFDM系统PAPR的原理;并通过Matlab仿真得到了不同映射方式和调制格式下的PAPR对比结果,结果显示:相同条件下,交织映射和低阶调制格式的PAPR最低。进一步的,本文还对所提技术的运算复杂度与传统OFDM和选择映射法（SLM）做了对比。,对比成果显示,该所提方案虽然会少量增加系统的运算复杂度,但却能够很大程度减小系统PAPR;最后,搭建相应的仿真实验对理论推导进行验证,得到的结果与理论分析相吻合。2.提出了一种能够同时传输10G/100G混合信号的Nyquist-WDM-PON系统。由于双边带和传统单边带的频带利用率只有50%,本文提出了一种独立边带调制方式。其原理为:对信道的上下边带进行独立Nyquist滤波,并让其各自携带不同信息进行传输,从而使系统的频带利用率达到100%。为了进一步发挥系统的优势,本方案还结合了高接收灵敏度的相干检测技术、结构更为灵活的PON以及偏振复用技术（PDM）。基于所提出的研究方案,设计了对应实验进行验证:在发射端,下边带携带4×10Gbit/s的PM-QPSK信号;上边带携带1×100Gbit/s的PM-16QAM信号;并将复用信号进行了80km的标准单模光纤（SMF）传输。3.针对日益增长的带宽需求,光纤-无线（ROF）网络是解决这一难题的研究热门,用低成本的方法产生高质量光毫米波一直是研究者不断追寻的目标。该论文创新性地产生并实现八倍频且同时实现中心载波抑制的光毫米波方法。根据理论分析,只要适当调节马赫-曾德尔调制器（MZM）的射频信号驱动电压及直流偏压,便可产生中心载波及其他阶边带抑制的四阶边带（即八倍频载波抑制）信号。实验中将9GHz的RF倍频至72GHz光毫米波信号,并成功携带3.5Gbit/s下行数据流,经过20km SMF传输,对接收到的信号执行BER性能检测。测试结果显示:在BER为10-9处,经SMF传输后的光接收功率只比背靠背链路多损失了0.9dB;而且接收信号的眼图依然清晰可见。该方案只使用了一个单臂Drive-MZM便可得到八倍频载波抑制的光mm信号。不仅大大降压缩了网络成本,而且使网络结构更为机动简便。