《全光通信作业》word版

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1、ROF通信技术以及基于RF调制的光标记交换技术中若干关键问题的研究专业：通信工程班级：通信081班学号：200809448姓名：徐娅论文题目：ROF通信技术以及基于RF调制的光标记交换技术中若干关键问题的研究中文摘要近年来的全球信息化浪潮使人们对通信系统的容量和质量的需求迅速提高，以光纤接入为代表的有线接入虽然能够提供很大的带宽，但是终端的移动性受到限制，而无线通信由于其接入的灵活性和移动性更受用户的欢迎。但目前低频无线通信系统的带宽较窄并且频谱资源已经相当拥挤，无法满足未来的移动多媒体、流媒体等宽带业务需求，提高无线接

2、入系统传输容量的有效途径是利用带宽资源丰富的高频无线电波。灵活方便的宽带无线接入正在成为未来通信的主要发展方向，特别是像北京这样高度信息化的大都市更是倍加关注。40-70GHz的毫米波可以承载速率达Gbit/s数据信号，而且频谱资源丰富。该频段的无线信号适于组建具有较高频谱空间复用率的微小蜂窝无线通信系统，因此它将是未来Gbit/s的宽带无线接入首选的频段。然而，高频无线信号的传输问题和高频设备的高昂价格严重制约着这类无线系统的应用。融合光纤通信和移动通信技术优点的光载射频（ROF）通信技术是实现宽带无线信号传输的有效手

3、段，该技术利用光纤的几乎无限的带宽资源和低损耗优势，使多路宽带无线信号的传输距离达数十公里，并可以将原来放置在基站的高频设备转移到中心站实现资源共享，进而可对数量庞大的基站的结构和功能（光电、电光转换和天线收发是必备功能）进行简化，降低系统成本。同时在ROF系统中采用光学方法产生毫米波信号，可以简化基站和中心站的结构。因此，基于ROF技术的无线通信系统能够使宽带无线接入的实现更加容易。基于ROF技术的无线通信系统具有明显优势，它不仅可用于宽带无线接入，而且在车载移动通信、热点地区和室内覆盖、雷达信号传输等方面有广阔的应用

4、前景。构建城域宽带网、建设覆盖城乡的信息服务体系已列为北京市信息化发展规划以满足未来对宽带接入需求，以ROF技术为基础的无线宽带接入能够提供更大的接入带宽和灵活性，可以为北京市城域宽带网的无线接入部分提供技术支撑。最近，ROF通信技术已经成为光通信领域的研究热点，国内外很多科研机构和高校都展开了ROF技术的研究工作，很多研究组已经在实验室搭建了试验平台，这些研究工作将推着ROF技术逐渐走向商用应用。另外，在光标记交换领域，利用高频的无线信号调制光波实现的副载波（SCM）光标记和光载波抑制（OCSS）光标记现已有一些研究，

5、这两种标记实现方案有很好的应用前景，但还有一些问题需要深入研究，本论文对SCM光标记信号的传输距离受限问题和OCSS光标记分组的全光波长变换问题进行了深入研究，并得到了一些有价值的结论。本论文对ROF技术和基于射频调制的光标记交换技术进行了深入研究，主要研究内容和成果（黑体部分）如下：1．分析比较了直接调制、外调制、光外差和频率上转换等多种光载射频信号产生技术。首先介绍了直接调制技术产生的光载毫米波信号的基本原理及其性能。然后重点研究了基于铌酸锂外调制器的光载毫米波信号的产生问题，分析了基于M-Z结构的铌酸锂外调制器的光

6、外调制技术产生的三种频谱结构（DSB、SSB和OCS）的光载毫米波信号的机理和所需要的偏置电压、射频信号的幅度和相位等参数，并对所产生的光载毫米波信号的光谱结构和光电流等进行了详尽的理论和实验研究。分析表明：DSB光载毫米波信号的频谱效率只有SSB和OCS光载毫米波信号的频谱效率的一半；产生相同频率的光载毫米波信号，OCS调制方案所需要的射频信号频率只有DSB和SSB调制方案的一半；在光纤传输之前，这三种光载毫米波各光波成分的初始相位虽然不同，但由光电探测器解调得到的毫米波信号性能并无明显差别。在分析铌酸锂调制器的调制特

7、性的基础上，得到了光载毫米波载波各光频成分的初始相位与调制深度之间的关系，为后面推导DSB光载毫米波幅度衰落的节点和腹点位置奠定了基础。在分析光外差技术原理的基础上，深入讨论了注入锁定、反馈锁相环、注入锁定和前馈锁相等技术对降低光载毫米波信号的相位噪声、提高毫米波信号的频谱性能方面的作用；通过对基于双模激光器的光载毫米波信号的频谱特性的分析，发现所产生的毫米波相位噪声明显较低。最后阐述了频率上/下转换技术产生光载毫米波信号的原理和基于WDM技术的ROF系统的光载射频信号源的实现方案。2．从理论上深入研究了三种典型频谱结构

8、的光载毫米波在光纤中传输时受色散的影响，并通过仿真和实验对理论结果进行了验证。重点分析了DSB光载毫米波载波沿光纤传输时光电流的射频成分的幅度衰落的原因，并从理论上阐述了射频幅度衰落节点和腹点位置与三个光频成分的初始相位之间的关系，并推导了衰落周期公式。通过光纤色散对OCS光载毫米波信号在光纤传输中性能影响的理论分析