ROF链路中平衡探测降低RIN噪声的研究

摘要

光载无线传输（ROF）将无线通信技术和有线的光网络技术结合，利用光纤的大带宽、低损耗的特点，在长距离传输中具有很多优势。然而，ROF传输系统中激光器相对强度噪声是制约系统性能的重要因素之一。在数字相干光通信中，平衡探测是降低相对强度噪声的有效手段，对ROF模拟光通信系统具有重要的借鉴意义。本文对ROF传输系统中采用平衡探测降低相对强度噪声的可行性及其影响因素进行了研究，研究内容如下：
　　1.对ROF系统中平衡探测降低相对强度噪声的方法进行了理论分析。证明了可以通过消减直流电流项降低相对强度噪声，但是引入的相位差噪声、本振光强度和相对强度噪声会影响降低的效果。在此基础上在VPI平台上建立了平衡探测模型，并进行了仿真验证，仿真表明ROF链路中平衡探测相比于直接探测降低了相对强度噪声8.6dB/Hz。
　　2.研究了信号光和本振光的功率值，信号光激光器和本振激光器的RIN值，以及信号光激光器和本振激光器线宽值对相对强度噪声降低的影响。VPI仿真验证表明随本振光与信号光功率增加，信号光激光器的RIN值增加和本振光激光器RIN值的降低，系统RIN值会降低。信号光和本振光激光器的线宽值的增加会劣化相对强度噪声的降低效果，但其主要受限于线宽较大的一只激光器。根据这些特性进一步进行了检测信号的仿真分析，对比星座图和计算所得RIN值发现平衡探测系统性能得到了提升。
　　3.对平衡探测中双路失衡的影响进行了研究。对三种失衡因素（传输延时、耦合器分光比和探测器响应度）对降低RIN的影响分别进行了理论分析和仿真验证，结果表明在相对传输延时越小，耦合器分光越均匀，探测器的响应度越接近一致时，平衡探测相比于直接探测能够更有效的降低相对强度噪声，其中传输延时对相对强度噪声的影响具有周期性。当超过一定失衡范围时，平衡探测不能降低相对强度噪声。结合激光器线宽的影响，对双路失衡的容忍范围进行进一步研究，对平衡探测所能容忍的最大延时范围以及探测器响应度之比和耦合系数进行了仿真分析。仿真结果表明随着激光器线宽的增加，平衡探测双路所容忍的失衡范围会明显减小。

目录

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缩略字表

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 ROF技术及RIN噪声降低的发展现状

1.3本论文所研究的内容

第二章 ROF系统组成与影响因素

2.1 ROF系统关键组成器件

2.2 ROF链路的性能参数

2.3 ROF链路中的RIN噪声

2.4 本章小结

第三章 ROF链路中相干平衡检测技术研究

3.1 相干平衡探测降低RIN影响的理论分析

3.2 平衡检测对降低RIN影响的仿真分析

3.3 平衡探测降低RIN噪声的特性分析

3.4 检测信号的仿真分析

3.5 本章小结

第四章 ROF系统中相干平衡检测双路失衡的研究

4.1 平衡探测双路失衡的理论分析

4.2 平衡探测双路失衡的仿真分析

4.3 线宽对平衡探测双路失衡的影响

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2对未来的展望

致谢

参考文献