提高下一代光接入網(wǎng)可靠性的關鍵技術研究.pdf

1、根據(jù)下一代光接入網(wǎng)的發(fā)展方向:更高的接入帶寬、更遠的傳輸距離、更大的分光比以及帶寬資源的靈活、動態(tài)分配，WDM-OFDMA-PON可以很好地滿足這些發(fā)展要求。PON是光纖接入的主要網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，近年來發(fā)展的LR-PON(LongReach-PON)符合接入網(wǎng)對更遠傳輸距離的要求，以及接入網(wǎng)/城域網(wǎng)融合的發(fā)展趨勢。WDM技術帶來了更高的帶寬。OFDM技術帶來更靈活的多址方式和資源分配粒度，而靈活頻譜技術則實現(xiàn)了網(wǎng)絡帶寬資源的動態(tài)、彈性分配。隨

2、著接入網(wǎng)與城域網(wǎng)的融合以及基于SDN技術實現(xiàn)動態(tài)靈活柵格的光網(wǎng)絡的趨勢，下一代光接入網(wǎng)中的高級調(diào)制格式，損傷補償，網(wǎng)絡生存性成為有待解決的關鍵問題。
　　本論文在頻譜靈活的WDM-OFDMA-PON網(wǎng)絡的基礎上，提出了高效的調(diào)制格式，光信號傳輸損傷感知的評價模型及采用DSP動態(tài)補償機制，設計了低成本的光網(wǎng)絡故障監(jiān)測方案，并對以上設計進行全面、深入的研究分析及方案優(yōu)化。其成果將為下一代光接入網(wǎng)中光信號傳輸與優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術支持

3、。論文的主要工作與創(chuàng)新如下:
　　(1)介紹了光網(wǎng)絡的發(fā)展動態(tài)與下一代基于PON的光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢:基于LR-PON的城域/接入融合網(wǎng)絡，OFDM技術與PON技術的結(jié)合，SDN技術與PON技術的結(jié)合，DSP技術在光接入網(wǎng)中的廣泛應用。在此基礎上分析了下一代光接入網(wǎng)中為提高可靠性需要解決的關鍵問題。
　　(2)介紹了QPSK調(diào)制格式的基本原理，數(shù)學模型，并詳細分析了PM-QPSK-ROF系統(tǒng)的工作原理，在此基礎上，提出了改進

4、后的PS-QPSK調(diào)制格式，通過仿真，對比了兩種調(diào)制格式的性能:星座圖，EVM與功率的關系，EVM/BER與IQ失衡的關系，證實所提出的PS-QPSK調(diào)制格式的抗IQ失衡與XPM的能力要比PM-QPSK強。
　　(3)介紹了OFDM調(diào)制格式的原理與數(shù)學表達以及IFFT/FFT實現(xiàn)，并分析了光通信中的兩種OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與各自優(yōu)缺點。提出了改進后的RZ-QPSK-OFDM調(diào)制格式，并詳細研究了其原理。通過把子載波分奇數(shù)偶數(shù)子載波分

5、別進行IFFT運算處理，合成到一起后調(diào)制為光信號在光纖中傳輸。此外對RZ-OFDM-QPSK，NRZ-以及改進后的RZ-調(diào)制格式在ROF系統(tǒng)中進行了對比分析，通過仿真結(jié)果，驗證了所提出的調(diào)制格式的頻譜利用率與NRZ調(diào)制格式相當，是同等條件下RZ調(diào)制格式的2倍，且傳輸性能要好于NRZ調(diào)制格式。
　　(4)對光信號傳輸過程中所造成的損傷包括:色度色散，偏振模色散，IQ失衡，相位噪聲，以及非線性效應進行理論分析。并給出了優(yōu)化后的關聯(lián)式損

6、傷感知評估模型，采用Q因子作為評價標準考慮了損傷之間的作用，不同損傷的權(quán)重以及性能余量的影響。對于主要的損傷，研究了補償方案，并通過仿真驗證了補償機制的有效性。
　　(5)在光網(wǎng)絡生存性方面，在網(wǎng)狀網(wǎng)加樹的結(jié)構(gòu)中，提出了低成本的光跡監(jiān)測與光編碼檢測的聯(lián)合檢測算法，采用光編碼技術檢測環(huán)上鏈路與節(jié)點，然后用光跡監(jiān)測算法監(jiān)測網(wǎng)狀網(wǎng)的內(nèi)部鏈路，通過仿真結(jié)果驗證了監(jiān)測算法的有效性與可靠性，此外，還優(yōu)化了光跡算法中的部分參數(shù)，使得啟發(fā)式的MT