高速光纤通信系统中之ofdm调制解调科技仿真与实现

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1、高速光纤通信系统中之OFDM调制解调科技仿真与实现第一章绪论1.1光纤通信的发展历史时代进步了，科技发展了，人们对物质和精神文化生活的要求越来越高。通信作为人类生活中不可缺少的高科技部分，随着社会的发展而日新月异。作为通信的一个研究领域，光纤通信由于其大容量、长传输距离的优势，受到了越来越多的科学家和研究者的关注。《用于光频的光纤表面波导》，英籍华裔科学家高锟博士于1966年发表在PIEE杂志上的一篇论文，成为了光纤通信时代的到来的启明星。正是基于这篇论文的理论指导，1970年，美国康宁玻璃公司利用改

2、进型的化学汽沉淀法（MCVD法）制造出了世界上第一根超低损耗光纤，成为了光纤通信领域的爆炸性发展的导火索，而这一光纤技术的突破也铺平了光纤通信的发展道路。在光纤制造领域，光纤的制造技术正以不可思议的速度发展着。光纤损耗从1970年的20dB/km、1972年的4dB/km、1974年的1.1dB/km、1976年的0.5dB/km、1979年的0.2dB/km，一直到到1990年的0.14dB/km。光纤技术在1970年至1980年的十年时间里，光纤损耗几乎是以每年一半的速度递减。在光纤技术突飞猛进发

3、展的同时，应用于光纤通信系统的光电器件也取得了很快的发展。有了光纤制造技术和光电器件制造技术作为基础，光纤通信系统顺理成章的出现了，且随着这两项技术的发展而迅猛发展。1976年，美国在亚特兰大开通了世界上第一个实用化、传输码率达到45Mbit/s、传输距离为10km的光纤通信系统。在随后到来80年代里，光波分复用系统、相干光通信系统、光纤放大器等技术越来越受到科研工的重视，并投入了大量的人力物力进行研究。80年代末，掺铒光纤放大器的研制成功，使得光纤通信技术取得了更快的发展。1993年，2.5Gbit

4、/s的光纤通信系统已经实用化，1995年10Gbit/s的光纤通信系统又研制成功[1]。由于受到电子迁移率等瓶颈因素的限制，传输速率40Gbit/s以上的单信道光纤通信系统很难实现，因此研究者开始将目光转向复用技术。目前最常使用的复用技术是光波分复用技术（），且这一复用技术的光纤通信系统已经实用化。2001年的OFC会议上，报道了实验室中单根光纤传输容量为10Tbit/s光纤传输实验。光纤通信系统的传输容量现在已朝着Tbit/s数量级方向发展，相信在不久的将来这些高速光纤通信系统就会实用化。20世纪9

5、0年代中后期，全光通信网成为引人注目的研究热点，并由ITU-T规范命名为光传送网（OTN）。OTN就是在传送网中加入光层，并在光信号域进行交叉连接和分插复用以减小交换点处电信号的处理压力，从而提高了整个网络的传输容量和数据处理能力，因此，光传送网成为下一代网络升级的备选方案之一。在当代社会，IP业务突飞猛进的增长，由于IP业务的突发性、自相似性和不对称性等特点，对于光网络的要求不断提高，当代光网络必须能够动态地按需求分配带宽从而使资源得到最优化利用；要求光网络能够具有实时的流量控制工具，实施更加完善的

6、保护和恢复功能，以及更强的互操作性和扩展性从而减少网络运行与维护的费用。综上所述，高速的社会发展需求更加智能的光网络，光网络的智能化研究也已成为光通信领域的另一个研究热点；以光传送网为基础的高度智能化自动光交换网络（ASON）成为光网络的主要研究方向。在人们对通信技术的需求的推动下，光纤通信系统继续向大容量、长距离传输的方向发展，支持大容量、长距离传输的各种技术（如低噪声技术、非线性光学效应的抑制、群速度色散和偏振模色散的补偿、新型调制技术和纠错码等）成为新的研究热点。1.2光纤通信的应用与发展趋势1

7、.2.1光纤通信的应用在光纤信道中，既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，因此光纤通信系统有着广泛的应用领域，比如在通信网、广播电视网和互联网等领域，而目前研究和开发的主要领域是广域网传输和光纤接入网。光纤通信的主要应用如下：（1）广域通信网，如全球通网络（欧亚大陆的洲际光缆干线和横跨大西洋、太平洋的海底光缆等）、国家公共干线网（在我国，干线系统中有比较著名的京汉、芜湖至九江、沪宁汉干线、广南沿海工程等，至2002年3月，我国八横八纵格状国家光通信骨干网也已经基本建成）、专用通信网（包括铁路、电力、

8、国防等部门的专用通信网）等领域。（2）构成互联网的计算机城域网和计算机局域网，包括光纤高速传送链路（本文所研究内容）、光纤以太网传输等。（3）有线电视的干线和分配网、自动控制系统的数据传输、工业电视系统等方面。（4）综合业务光纤接入网，可实现、视频、数据等大数据量的多媒体业务综合接入核心网。综上所述，光纤通信有着非常广泛的应用领域，因此，光纤通信成为了通信领域的研究热点。第二章O-OFDM通信系统原理及研究现状简介本章将对O-OFDM通信系统的一些基本原