基于光生毫米波技术射频无源光网络研究及应用

摘要

由于科学技术的进步,社会的信息化程度越来越高。随着VoIP、IPTV、HDTV等新型多媒体应用的出现,用户对网络带宽的要求飞速增长。现有的接入网技术需要不断更新才能满足新的业务要求。在带宽容量和覆盖距离的两方面,光接入网的优势明显,也引起人们的很大关注。而无源光网络技术(Passive Optical Network)因其灵活的接入方式和高容量的带宽特性渐渐成为接入网方面的主流技术。同时,光载无线(Radio-over-Fibre)技术同时具有光通信和高频无线电磁波的特性,在容量和成本方面有很大的优势。而两者相结合的射频无源光网络(Radio Passive Optical Network)显示出其成为未来接入网主流技术的潜力。
　　论文的重要内容研究RPON系统中光生毫米波技术,并对系统性能进行研究。论文涉及对RPON网络的设计和规划,关键技术的探讨,并介绍RPON的相关应用。在研究期间中的主要工作如下:
　　对国内外的相关论文的阅读,了解并分析RPON网络的特点和技术要求;设计构建了RPON的网络结构,通过调试,在实验系统上成功地实现了1080p高清视频数据的传输试验;研究光生毫米波技术,以及提出新型的光生毫米波产生方案;对RPON系统进行性能参数测和分析;搭建毫米波光发射机,进行相关实验;对系统进行仿真模拟。
　　论文首先介绍了无源光网络和毫米波的相关定义。接着简要介绍了毫米波技术的应用。将光生毫米波方案分类介绍,并进行理论推导,得到不同调制方式下毫米波的输出形式。接着分析半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier)中四波混频(Four Wave Mixing)效应,提出新型的毫米波产生方案。基于半导体光放大器的四波混频效应实现光生毫米波,并应用到RPON网络中的传输,我们研究了整体网络性能,搭建系统工程样机。并最终对RPON中光生毫米波技术进行了分析、总结与展望。

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1 绪言

1.1 引言

1.2 无源光网络技术简介

1.3 论文研究内容及安排

2 光生毫米波的原理和方法

2.1 光载无线信号技术简介

2.2 毫米波的定义和主要性质

2.3 毫米波的主要传输性质

2.4 光学方法产生毫米波概述

2.5 本章小结

3 基于强度调制器的毫米波产生方法

3.1 基于强度调制器外调制技术原理

3.2 半导体光放大器中四波混频效应

3.3 基于SOA四波混频效应外调制光生毫米波方案

3.4 本章小结

4 基于SOA四波混频效应新型光生毫米波方案

4.1 基于SOA四波混频效应外调制光生毫米波方案

4.2 光生毫米波系统仿真

4.3 本章小结

5 基于光生毫米波方案的射频无源光网络架构

5.1 整体网络架构

5.2 RPON网络设计和验证

5.3 网络应用前景分析

5.4 本章小结

6 总结

6.1 论文总结及主要贡献

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录1 英文缩写对照表