论文部分内容阅读
随着互联网的进一步普及和发展,以P2P和高质量视频业务为代表,IP数据流量迅速增长,用户对网络带宽的需求不断增加,而接入网依然是限制整个网络性能的瓶颈,强大的需求推着的运营商不断拓宽接入网带宽,也对接入网技术提出了更多的要求。为应对用户对接入带宽需求的持续增加,实现40Gbit/s或更高的系统容量成为下一代PON技术一项重要要求；另一方面,运营商则希望下一代PON技术在保持ODN的无源特性的基础上,能够提供更长传输距离和更高的分光比,以便覆盖更广的范围和更多的用户,从而降低运营成本。本论文的主要研究内容是如何将相干检测技术应用于PON系统,解决传统的直接检测PON技术在向下一代PON演进中遇到的功率预算不足和色散损伤严重等主要技术难题,设计能够满足下一代PON大容量、长距离和高分光比性能要求的相干PON系统。本论文的主要研究工作包括：1.分析比较了各种大容量(单波长10Gbps以上速率)PON系统调制接收方案,给出了各自适合的应用场景。下行方面,从性能、实现复杂度和成本等多个方面对相干PM-DQPSK、直接检测OFDM和相干OFDM以及直接检测DQPSK方案进行详细分析和比较,总结了各个码型的主要优势和缺点,并给出了各自适合的应用场景；上行方面,对自相干DSPK和传统直接检测00K进行了比较,重点分析比较了DPSK和00K的接收机灵敏度性能并进行了仿真验证,分析和仿真的结果均显示在PON系统中接收机放大器热噪声主导的情况下两者性能相当。2.为适应接入网环境的要求,降低相干PON系统的成本,本文提出了一种单光源的相干0NU方案,使用单个激光器同时作为本振和载波光源,从而可节省一个高质量激光器,很好地降低系统成本；同时该方案能够克服瑞利背向散射的影响,保证良好的系统性能。仿真结果显示,瑞利背向散射造成的相干接收机灵敏度恶化仅为0.2dB,而发射信号质量地恶化可忽略。3.在前面研究的基础上,本文完成了40G相干PON实验系统实施方案设计,具体包括实验系统基本特性和主要指标的确定、系统基本功能模块的划分、基本运行机制的设计以及主要功能模块的实现方案设计给出了一套具有可行性和实用价值的实验系统总体实施方案。