基于正交波形复用的无源光网络上行传输的研究

摘要

随着信息时代的来临，用户对多业务的需求越来越多，对现有的带宽提出更高的要求。在接入网的发展过程中，提高接入网的传输带宽、传输质量以及考虑到成本和维护的可行性，对光接入网的研究无疑是如今的热门课题。
　　本文提出一种新的复用技术用于无源光网络(Passive Optical Network，PON)系统的上行传输——正交波形复用(Orthogonal Graph Division Multiplexing，OGDM)，即根据波形之间的正交性来区分不同光网络单元(Optical Network Unit，ONU)。在OGDM-PON系统上行的传输过程中，所有ONU端采用的是同一个波长的激光器，通过两级调制实现正交波形的复用，将用户需要发送的信息分别去调制互相正交的电波形；再将已调制的电波形再次调制到激光器发出的同一波长的光载波上。光纤的另一端是光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)，在接收数据时采用相关解调的方法恢复出各路ONU信号。
　　本文对该系统进行了仿真和实验：仿真过程中由MATLAB产生多路互相正交的波形，在VPItransmissionMaker中采用外部强度调制将正交波形调制到光载波上，在接收端经过光电探测器(Photoelectric Detector，PD)探测之后分别与本地信号作相关运算，判决恢复出各路信号，通过测试得到误码率在10Gb/s的速率下（传输距离为90km）小于10-4。实验中发射端采用了FPGA(Field-programmable Gate Array)和数模转换器(Digital to Analogue Converter，DAC)得到输出信号，接收端采用FPGA和模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)对接收信号进行相关解调。实验结果表明，3路ONU在100Mb/s的速率下，传输40km之后在满足误码率小10-4的情况下接收灵敏度为-13.9dBm，验证了OGDM-PON系统的可行性。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 无源光网络技术的发展

1.3 论文结构

2 PON系统的复用技术

2.1 PON下行TDM复用技术

2.2 PON下行WDM复用技术

2.3 PON上行TDMA关键技术

2.4 PON上行WDMA关键技术

2.5 OGDM复用特点

2.6 本章小结

3 正交波形复用PON

3.1 正交波形的选取

3.2 OGDM-PON工作原理

3.3 本章小结

4 仿真及结果

4.1 仿真框架和器件参数

4.2 仿真结果

4.3 本章小结

5 实验测试和结果

5.1 实验原理和装置

5.2 实验结果分析

5.3 本章小结

6 总结和展望

6.1 论文总结

6.2 展望

致谢

参考文献