基于3×3耦合器相干检测的再调制WDM-PON

摘要

随着宽带业务的迅猛发展，特别是流媒体技术、高清电视、云计算和点对点（P2P）业务的爆发式发展，运营商对接入网带宽的需求持续增长。光纤接入网是解决这一难题最具吸引力的选择。波分复用无源光网络（WDM-PON）被认为是下一代无源光网络中最优组网技术，同时具有数据传输透明、高传输带宽和网络安全等优点。采取反射半导体光放大器（RSOA）的无色化技术，减少波长选择器件的安装和工作成本，是WDM-PON中具有吸引力的方案之一。将接收灵敏度高的相干检测应用在接入网系统中，对WDM-PON的发展具有重要的实际意义。但是接入网对成本比较敏感，针对该问题，文章中提出采用结构简单、价格低廉的3×3光纤耦合器自零差相干接收机，取代结构复杂的90°光混频器。本文主要研究将采用3×3耦合器的相干检测技术应用在基于RSOA的WDM-PON系统中。
　　在相干接收机采用3×3耦合器的关键问题是如何减少实际中3×3耦合器存在的非对称性对接收机性能的影响。针对3×3光纤耦合器的非对称性，本文采用一种新型正交同向（I&Q）分量解调算法，能够有效提高采用非对称3×3耦合器的相干接收机性能，并通过QPSK相干通信系统仿真验证该算法的有效性。
　　最后，为了验证在基于RSOA的WDM-PON系统中采用非对称3×3耦合器相干接收机的可行性，在VPI仿真软件中，搭建了采用3×3耦合器与90°光混频器的相干接收机的相干光通信系统，讨论能否采用3×3耦合器取代90°光混频器。在采用补偿I&Q分量解调算法后，当光纤传输长度为80km时，采用非对称3×3耦合器的相干接收机的灵敏度为-41.5dBm，与采用90°光混频器的相干接收机性能相同。同时也分析采用非对称3×3耦合器的相干接收机的局限性。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 WDM-PON系统概述

1.2 相干检测在接入网中的应用

1.3 课题的研究背景与意义

1.4 课题研究内容和行文结构

第二章 基于反射半导体光放大器的再调制技术

2.1 RSOA的基本原理与特性

2.2 基于RSOA的WDM-PON系统

2.3 本章小结

第三章 基于90°混频器相干检测的再调制WDM-PON系统

3.1 相干接收机

3.2 基于直接调制RSOA的DPSK调制格式

3.3 基于90°光混频器相干检测和RSOA的WDM-PON系统

3.4 基于90°光混频器相干接收机的局限性

3.5 本章小结

第四章 基于3×3耦合器相干检测的再调制WDM-PON系统

4.1 基于3×3耦合器的相干接收机

4.2 基于3×3耦合器的相干接收机缺陷

4.3 基于非对称3×3耦合器的相干接收机性能优化

4.4 基于3×3耦合器相干检测和RSOA的WDM-PON系统仿真

4.5 基于非对称3×3耦合器相干接收机的局限性

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作内容总结

5.2 展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢