【摘 要】
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近年来,光纤通信技术在我国数据通信网络中占有重要地位,因为光纤通信具有传输容量大,传输距离远等特点,而得到了很好的应用。但是光纤在传输过程中会由于模式色散和波长色散等因素的影响而产生色散效应,光纤的色散影响和无线通信中的多径干扰很相似,而多径干扰的问题可以由已经很成熟的正交频分复用技术消除,所以在光纤通信系统中引入了正交频分复用技术受到人们的关注,并最终形成了光正交频分复用(OOFDM)的技术。光
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近年来,光纤通信技术在我国数据通信网络中占有重要地位,因为光纤通信具有传输容量大,传输距离远等特点,而得到了很好的应用。但是光纤在传输过程中会由于模式色散和波长色散等因素的影响而产生色散效应,光纤的色散影响和无线通信中的多径干扰很相似,而多径干扰的问题可以由已经很成熟的正交频分复用技术消除,所以在光纤通信系统中引入了正交频分复用技术受到人们的关注,并最终形成了光正交频分复用(OOFDM)的技术。光正交频分复用技术(OOFDM)由于具有更好的色散容忍性和更高的频谱利用率,逐渐成为一种应用很广泛的新型光传输技术。OFDM系统除了具有高频谱利用率和抗码间干扰的特点外,还具有灵活的调制能力,而光纤通信会由于应用场景的不同(如多模光纤局域网、单模光纤的骨干网传输、接入网等)和传输距离的远近而产生不同的色散效应和频率选择性衰落,所以可以将OFDM引入到在光通信中从而形成光正交频分复用系统,这样的系统可以利用自适应调制来优化系统性能,并实现数据的灵活和高效的传输。本文研究的基于双带的自适应光正交频分复用系统是在发射端分别通过基带信号传输和上边频到频带信号传输相复合的方式共同进行光纤通信,之后两个带上的信号各自进行独立的可变调制。这样的好处是既可以根据信道状况灵活高效地提升系统的频谱利用率,而且可以在成倍增加系统中信号传输容量的同时,不用担心因最小量化位数和数字模拟转换器采样精度的提高而增加整个系统的成本。本论文的主要工作可以概括为:从理论上分析OFDM系统的工作原理和系统的组成部分,针对其中一些关键技术如星座图映射(QAM技术)、OFDM的调制和解调实现(IFFT/FFT)技术、传输过程中遇到的峰均比(PAPR)等技术进行分析。通过MATLAB编程搭建系统的各个组成模块,最终构建完整的光正交频分复用传输系统模型,其中的传输介质是光纤信道,光纤信道的频谱特性可以通过信道估计手段获取到信道的时域单位冲击响应的离散数据。整个传输系统中会因信道应用场景的变换和传输距离的远近而产生不同的色散效应,本文提出了可变循环前缀技术来消除不同的信道色散的影响。该技术的提出可以显著提升整个系统的传输性能。为了提升系统的传输容量和降低系统的传输成本,本文进一步提出双带的光正交频分复用系统模型,然后通过MATLAB仿真验证双带系统的设计,并通过光纤信道传输后,分析系统中数据信号的信噪比质量和数据的误码性能来验证该双带系统设计的有效性。最后,通过MATLAB仿真结果验证整个系统中各模块的搭建的有效性和本文提出的自适应循环前缀调制技术和双带系统设计的可行性。总体上看,本文提出的双带自适应光正交频分复用技术相对于传统的复用技术,能够保证系统在具有更好的频谱利用率、抗光纤信道的色散干扰、网络结构可拓展的同时,又具有灵活的自适应调制能力和较低的成本要求。并且该技术应用场景可以用于现在企业中数据中心网络的大数据的传输。
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