基于OFDM的可变带宽光网络关键技术研究

摘要

近年来互联网电信业务飞速发展，尤其以移动互联网、云计算、三网融合等为代表的新型信息业务迅速崛起，使得光网络的资源日趋紧张，对光网络的动态管理提出了更高的要求。除了100G、400G等高速端到端传输技术相继被提上日程外，更灵活及非标准的带宽规划也在研究者考虑的范畴之中。
　　本文讨论了可变带宽光网络的基本概念，调研了该项技术目前的研究现状及关键的使能技术。OFDM既可以当作一种信号的调制格式，也可以看作一种频域的复用方案，其中全光OFDM技术以其独特的技术优势备受关注。例如：OFDM信号的光谱效率比较高；OFDM收发机的信号处理，可以利用高效率的DFT/IDFT算法。光OFDM系统根据信号处理方式的不同，即在光域处理还是在电域处理，可分为全光和非全光两种形式，文中通过推导分析OFDM的数学原理，说明了它和离散傅里叶变换的联系，随后介绍了多载波复用和超短光脉冲采样两种全光OFDM方案。第三章中针对八载波的全光DFT/IDFT结构进行了理论分析和优化，采用基于光耦合器的DFT/IDFT的设计，并用VPI软件验证了该结构对全光OFDM信号的解复用性能。
　　本文第四章中用仿真验证的方法研究了几种基于马赫曾德尔调制器构成的新型多载波源的产生方案，包括：级联相位调制器多载波产生器、用双驱动推挽式马赫曾德调制器（DD-MZM）构成的多载波发生器以及基于RFS原理的多载波发生器。
　　最后，针对可变带宽光网络中的一项关键组成部分 ROADM，研究了其构成和内部的关键模块：可变带宽的波长选择开关（WSS），介绍了项目中完成的单板的功能及测试性能，并提出了一种适应于新型可变带宽光网络特性的发射机的架构。

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第一章 绪论

1.1 可变带宽光网络的概念

1.2 可变带宽光网络发展现状

1.3 可变带宽光网络的关键技术分析

1.4 论文的主要研究内容

第二章 全光正交频分复用（OFDM）调制解调原理

2.1 光正交频分复用的历史发展和特点

2.2 OFDM的基本数学原理

2.3 全光OFDM解调技术

2.4 基于全光采样的OFDM技术

2.5 本章小结

第三章 全光DFT/IDFT模块结构研究

3.1 马赫曾德尔干涉仪的传输特性

3.2 全光DFT/IDFT模块结构原理与简化

3.3 八载波全光DFT/IDFT模块结构仿真与分析

3.4 本章小结

第四章 多载波发生器的仿真研究

4.1 MZ调制器原理

4.2 多载波发生器仿真

4.3 本章小结

第五章 可变带宽ROADM技术及发射机模型

5.1 可变带宽ROADM技术研究

5.2 WSS性能及单板测试结果

5.3 可变带宽光发射机设计

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 可变带宽光网络的主要应用场景

6.2 工作总结和展望

6.3 可变带宽光网络技术的挑战与未来

致谢

参考文献