基于新型调制技术的WDM-PON系统研究

摘要

随着社会对信息需求量的持续增长，用户端对接入网带宽的要求也越来越高。把WDM（波分复用技术）应用在 PON（无源光网络）系统中成为了光接入网 NG-PON2的研究热点。WDM-PON系统传输速率高，安全性好，传输量大，成为解决未来光接入网带宽“最后一公里”瓶颈的主流方案。但是，WDM-PON系统接入技术的引入间接导致色散及非线性效应的加强，采用先进的光调制技术可以有效地降低这些损伤因素对系统性能造成的影响。尤其是联合传输码型的应用，不仅使得 WDM-PON系统的传输结构得到进一步完善，而且在很大程度上降低了系统的建设成本，使 WDM-PON系统的商用化进程进入一个新的发展里程。
　　论文主要针对高速光传输系统中各种光调制技术以及先进调制技术在再调制WDM-PON系统中的应用进行研究。首先，对强度调制、相关编码调制和相位调制三种调制格式的产生方式与解调原理进行介绍，同时对光纤传输时的损伤因素进行了阐述，着重对强度调制格式及相位调制格式中部分码型的色散容限与非线性容限进行仿真对比。根据仿真结果，结合系统搭建难易程度等因素，选择强度调制格式中非线性容限较好的反归零调制格式（IRZ）与色散容限较好的相关编码调制格式—双二进制调制格式（Duobinary）结合起来，组成一种先进的联合调制格式—双二进制反归零调制格式（IRZ-duobinary），并对其残留色散与系统所需光信噪比的关系进行仿真分析。仿真结果显示，IRZ-duobinary对系统光信噪比要求不会随着色散容限的增加而明显提高，在实际应用时更具经济效益。
　　其次，将先进的联合调制格式IRZ-duobinary与高速WDM-PON传输系统和组播再调制系统结合，并对系统的性能进行仿真分析。在高速 WDM-PON传输系统中，采用IRZ-duobinary下行，IRZ码上行的再调制方案，在基于IRZ-duobinary下行的组播再调制系统中，采用 IRZ-duobinary码同时承载单播业务和组播业务，通过马赫曾德调制器对组播业务进行控制。
　　总之，两种系统仿真结果均表明，采用先进联合调制格式—IRZ-duobinary码作为调制码型改善了WDM-PON系统整体性能，降低了系统的建设成本，对推动WDM-PON的进一步发展有着重要意义，在未来高速传输系统的发展中有良好的应用前景。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 光调制技术概述

1.3 论文结构

2 WDM-PON技术原理

2.1 WDM-PON的组网原理

2.2 WDM-PON的特点

2.3 WDM-PON中的关键技术

2.4 无色ONU实现方案

2.5 本章小结

3 光调制格式的产生及性能分析

3.1 强度调制格式

3.2 相关编码调制格式

3.3 相位调制格式

3.4 几种调制格式性能对比

3.5 先进光调制格式

3.6 本章小结

4 基于先进光调制格式的WDM-PON系统

4.1 基于IRZ-duobinary下行的高速WDM-PON再调制系统

4.2 基于IRZ-duobinary的WDM-PON组播系统

4.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果