副载波调制在光接入网中的应用

摘要

随着网络电视、高清电视、手机电视等新业务的不断涌现,人们对带宽的需求越来越大,传统的接入网由于带宽的限制已越来越不能满足不断发展的新业务的需要,因此宽带化是接入网的发展趋势。波分复用无源光网络(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network,WDM-PON)和光纤无线通信系统(Radio over Fiber,RoF)技术由于能够极大的提升接入网的带宽,并能满足各种新业务的需要,因此成为当前宽带接入网研究领域的热点,并有望成为下一代宽带接入网的关键技术。WDM-PON和RoF技术分别作为有线和无线宽带接入的解决方案被研究。副载波调制技术由于能够提高频谱利用率实现高速大容量传输,在WDM-PON和RoF中有着广泛的应用。在日常生活中既需要有线业务又需要无线业务,因此将副载波调制技术应用于光接入网中建立WDM-PON和RoF混合接入网具有十分重要的意义。本文首先研究了副载波调制在WDM-PON和RoF中的应用,包括副载波调制在WDM-PON组播和上行传输中的应用、RoF中如何利用副载波调制来产生光毫米波等；然后,在分析了已有的基于频谱分割的WDM-PON和RoF混合接入网基础上,本文提出了一种基于正交调制的WDM-PON和RoF混合接入网方案,在此方案中,射频信号被重调制到WDM-PON单播数据调制后的光载波上,在接收端通过采用不同的解调方案,可以分别得到WDM-PON单播数据和射频信号。在本文中通过VPI仿真验证了此方案的可行性。最后,为了进一步提高WDM-PON和RoF混合接入网的系统性能,本文研究了副载波调制中的一个关键技术——光单边带(Optical Single Side-Band,OSSB)调制技术。光单边带信号具有较强的抗色散能力,因此有益于改善WDM-PON和RoF混合接入网的系统性能。本文在已有的光单边带调制方案基础上,提出了一种基于注入锁模法布里波罗激光器(Injection Locked Fabry-Perot Laser Diode,IL-FPLD)的光单边带调制技术,在此技术中,将数据调制到IL-FPLD上,利用IL-FPLD的锁模特性对光载波抑制双边带(Optical Carrier Suppressed- Double Side-Band,OCS-DSB)信号进行处理,使得光载波抑制双边带信号其中一个边带得到增益并调制上数据,而另一个边带得到抑制,后再将IL-FPLD输出的信号与光载波组合生成光单边带信号,在本文中通过VPI仿真验证了基于IL-FPLD的光单边带调制方案能够生成高质量的光单边带信号。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 接入网技术的现状与发展

1.1.1 xDSL 技术

1.1.2 HFC 技术

1.1.3 PON 技术

1.1.4 RoF 技术

1.2 副载波调制技术的研究背景

1.3 本文内容安排

第二章 副载波调制在WDM-PON 中的应用

2.1 PON 概述

2.1.1 APON/BPON

2.1.2 EPON

2.1.3 GPON

2.2 WDM-PON 概述

2.3 副载波调制在WDM-PON 中的应用

2.3.1 采用副载波调制实现WDM-PON 组播和广播

2.3.2 采用副载波调制实现WDM-PON 上行传输

2.3.3 WDM-PON 系统中副载波调制的应用

2.4 本章小结

第三章 Radio over Fiber 系统

3.1 RoF 系统概述

3.2 RoF 系统中光毫米波的产生

3.2.1 外调制方案

3.2.2 光外差方案

3.2.3 光学倍频方案

3.3 本章小结

第四章 基于副载波调制的WDM-PON 和Radio over Fiber 混合接入网

4.1 WDM-PON 和RoF 混合接入网的概述

4.2 基于频谱分割的WDM-PON 和RoF 混合接入网

4.3 基于正交调制的WDM-PON 和RoF 混合接入网

4.4 仿真结果和讨论

4.5 本章小结

第五章 副载波调制中的光单边带调制技术

5.1 OSSB 技术的概述

5.2 OSSB 调制技术的方案

5.2.1 基于滤波的OSSB 调制方案

5.2.2 基于相位合成的OSSB 调制方案

5.2.3 基于偏振的OSSB 调制方案

5.3 基于IL-FPLD 的OSSB 调制方案

5.3.1 IL-FPLD 的特性

5.3.2 采用IL-FPLD 的OSSB 传输系统

5.3.3 基于IL-FPLD 的OSSB 调制方案

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文